Вода для охлаждающих систем тепловозов

 Вода, применяемая в водяных системах тепловозов, должна обладать определенным набором присадок, которые защитят внутренние полости двигателей, охлаждающих секций, коллекторов, теплообменников и трубопроводов от негативных процессов, таких, как:

  • Образование накипи, влечет за собой ухудшение теплопередачи в «теплообменных» узлах таких, например как, теплообменник УГП или теплообменник дизеля, топливоподогреватель, охлаждающие секции;
  • Коррозия, способствует разрушению сплавов или металлов, за счет химических или электрохимических реакций;
  • Эрозия, разрушает внутренние металлические элементы двигателей, за счет «ударов» водяной струи по металлическим поверхностям;
  • Кавитация — это процесс, в результате, которого образуется пар и выделяется воздух в полостях, где понижено давление жидкости в условиях нормальной температуры. Следствием этого процесса является образование кавитационных пузырьков, которые лопаются и тем самым образуют ударные волны (эрозию).

Кавитационные процессы, коррозию и эрозию можно приостановить за счет, не только добавлением присадок, но и за счет поддержания эксплуатационной температуры охлаждающей жидкости во всех условиях работы двигателя в пределах допустимых норм.

Показатели качества охлаждающей воды для двигателей со стальными или чугунными блоками

  • Общая жесткость не больше 2,15 мг-экв/л (миллиграмм-эквивалент на литр);
  • Наличие хлор-иона не больше 30 мг/л;
  • Щелочность по фенолфталеину в пределах 1,5 — 2,5 мг-экв;
  • Наличие P2O5 (фосфорный ангидрид) в пределах 15 — 25 мг/л;
  • Наличие NaNO3 (нитрита натрия или его еще называют азотистокислый натрий) в пределах 2500 — 3000 мг/л;
  • Наличие CrO3 (хромовый ангидрид) недопустимо;
  • Взвешенные вещества: содержание недопустимо.

Показатели качества охлаждающей воды для двигателей с алюминиевыми блоками

  • Общая жесткость не больше 2,15 мг-экв/л (миллиграмм-эквивалент на литр);
  • Наличие хлор-иона не больше 30 мг/л;
  • Щелочность по фенолфталеину: содержание недопустимо;
  • Наличие P2O5 (фосфорный ангидрид) в пределах 15 — 25 мг/л;
  • Наличие NaNO3 (нитрита натрия или его еще называют азотистокислый натрий): содержание недопустимо;
  • Наличие CrO3 (хромовый ангидрид) в пределах 800 — 1000 мг/л;
  • Взвешенные вещества: содержание недопустимо.

Браковочные физико-химические характеристики воды для двигателей со стальными или чугунными корпусами

  • Жесткость больше 2,15 мг-экв/л;
  • Наличие хлор-иона больше 30 мг/л;
  • Щелочность меньше 1,5 мг-экв/л;
  • Щелочность больше 2,5 мг-экв/л;
  • Наличие P2O5 меньше 15 мг/л;
  • Наличие NaNO3 меньше 2500 мг/л;
  • pH меньше 10,8 мг/л;
  • pH больше 11,5 мг/л.

Технология приготовления воды для тепловозных двигателей

 Под понятием приготовление воды имеется ввиду добавить определенное количество некоторых химических веществ, а именно:

  • Присадка нитрито-фосфатная:
    • NaOH — каустическая сода и Na3PO4*12H20 — тринатрийфосфат добавляются в воду для ее умягчения;
    • NaNO3 — нитрат натрия является присадкой против коррозии.
  • Присадка нитрито-силикатная:
    • NaNO3 — нитрат натрия;
    • Na2SiO3 — силикат натрия.
  • Прочие специальные присадки присадки.

 Для приготовления воды используют конденсат, который готовят в котельной стационарной установке, в него добавляют выше описанные вещества в определенных количествах.
Схема такой установке может иметь следующий вид:

  1. бак для конденсата ;
  2. водяной насос для перекачки воды;
  3. фильтр, в него помещен угольный дробленый кокс или кварцевой песок;
  4. бак, в который подается вода из бака 1 или бака 5. В бак 4 добавляются присадки перед тем как эта вода подается в водяную систему тепловоза;
  5. бак, в него сливается вода из тепловоза, например, когда он становится на ремонт.

Расчет количества присадок

нитрито-силикатная:
NaNO3 — 1000-1500 грамм на 1 м3 воды
Na2SiO3 — 300-600 грамм на 1 м3 воды
нитрито-фосфатная:
NaOH — 110 грамм на 1 м3 воды
NaNO3 — 2200 грамм на на 1 м3 воды
Na3PO4*12H20 — 110 грамм на 1 м3 воды
Также количество нитрито-фосфатной присадки можно рассчитать по ниже описанным формулам.
Приготовление новой воды (в технологическом процессе бак №5 не участвует):

  • Каустическая сода (NaOH) в литрах:
    NaOH=V*(a0-a1)*40/СNaOH, где
    V — объем воды в м3, который нужно приготовить;
    Для справки: 1 м3=1000 литров;
    a0 — щелочность воды, в приделах 1,5 — 2,5 мг-экв/л;
    a1 — исходная щелочность, так как воду готовим новую, то принимаем значение 0 мг-экв/л;
    40 — грамм-эквивалент каустической соды;
    СNaOH — концентрация NaOH = 630 г/л.
  • Нитрат натрия (NaNO3) в граммах:
    NaNO3=(C2-C3)*V, где
    V — объем воды в м3, который нужно приготовить;
    C2 — норма концентрации нитрита натрия, в пределах 2500 — 3000 мг/л;
    C3 — исходная концентрация нитрита натрия в воде, так как готовим новую воду, то принимаем значение 0 мг/л.
  • Тринатрийфосфат (Na3PO4*12H20) в граммах:
    Na3PO4*12H20=(C4-C5)*V*5.35, где
    V — объем воды в м3, который нужно приготовить;
    C4 — средняя норма фосфорного ангидрида (P2O5) = 20 мг/л;
    C5 — исходная концентрация фосфорного ангидрида в воде, так как готовим новую воду, то принимаем значение 0 мг/л;
    5.35 — постоянный коэффициент пересчета фосфорного ангидрида на тринатрийфосфат.

После расчета количества присадок, нужно их растворить в разных емкостях, затем добавить в бак №4, при этом вода в баке №4 должна быть нагрета до 40-50oC.
Пример расчета количества присадок для водяной системы тепловоза ТЭМ2 с вместимостью водяной системы, примерно, 1050 литров=1,05 м3:

  • NaoH=1,05*(2-0)*40/630=0,13 литров;
  • NaNO3=(2750-0)*1,05=2887,5 грамм;
  • Na3PO4*12H20=(20-0)*1,05*5,35=112,35 грамм.

 Выше приведенный расчет приведен, подразумевает 100%-ное содержание действующего вещества.
Так как присадки к охлаждающей жидкости стоят денег, то для их экономии, вода, сливаемая с тепловоза, помещается в бак №5 (показан на схеме), если ее свойства удовлетворяют показателям качества, описанным выше. Если вода, помещенная в бак №5, содержит недостаточное количество присадок, то их следует добавить для того чтобы использовать воду повторно. Количество присадок рассчитывается по выше описанных формулах.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *