Лекция № 2

Перечень рассматриваемых вопросов:

1. Назначение и принцип работы системы отопления пассажирского вагона;

2. Основные узлы системы водяного отопления пассажирского вагона;

3. Техническое обслуживание водяного отопления пассажирского вагона при подготовке в рейс, в пути следования и по прибытии в пункт формирования;

4. Характерные неисправности в системе водяного отопления пассажирского вагона и способы их устранения.

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА;

Системой отопления называются устройства, служащие для подогрева воздуха в помещениях вагона, которые являются обязательными независимо от наличия или отсутствия установок охлаждения воздуха. Если пассажирский вагон оборудован установкой кондиционирования воздуха, система отопления является составной частью этой установки.

Различают водяную, электрическую и комбинированную системы отопления.

Основное предназначение системы отопления это поддержание нормально­го температурного режима внутри вагона независимо от из­менения температуры наружного воздуха.

Система отопления должна удовлетворять следующим требованиям:

- обеспечивать температуру в пассажирских помещениях 20±2°С при наружной температуре до -40°С и при скорости движения до 160 км/ч, при этом отклонение темпера­туры от указанной по высоте и по длине вагона не должно превышать 3°С;

- поддерживать равномерную температуру по длине и высоте вагона в соответствии с установленными нормами;

- обеспечивать температуру поверхности нагревательных приборов не выше плюс 70 °С чтобы избежать возгорания пыли;

- быть безопасной в пожарном отношении;

- не выделять копоти и вредных запахов.

Кроме того, система отопления должна по­догревать воздух, подаваемый вентиляционной установкой, обеспечивать подогрев воды в системе горячего водоснаб­жения, а в вагонах последних лет постройки также обогрев головок водоналивных и сливных труб.

В зависимости от способа получения тепла для обогрева вагонов системы отопления подразделяются на следующие виды: водяная система с котлом, работающим на твердом или жидком топливе; электрическая система, состоящая из электропечей, установленных на полу, и электрического калорифера, расположенного в нагнетательном воздуховоде; комбинированная система с подогревом воды в котле за счет сжигания твердого топлива или путем подачи электрического напряжения на нагревательные элементы.

Водяной системой отопления оборудуются все цельнометаллические пассажирские вагоны с индивидуальным электроснабжением от подвагонного генератора. Системы водяного отопления могут иметь верхнюю или нижнюю разводку труб (с естественной или искусственной циркуляций воды в системе).

2. ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ СИСТЕМЫ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА;

Система водяного отопления с верхней разводкой труб.Система водяного отопления с верхней разводкой труб является самой распространенной главным образом потому, что она может работать только за счет естественной циркуляции. Такая система имеет котел для нагревания воды с расширителем объемом, составляющим примерно 5-10 % от объема котла. Расширитель предназначен для приема избытка воды, образующейся вследствие увеличения ее объема при нагревании, и для освобождения воды от воздуха. Изолированные подающие трубы отходят от расширителя к вертикальным стоякам, к которым примыкают нижние нагревательные трубы , соединенные с нижней частью котла.

Циркуляция воды происходит вследствие изменения удельного веса при ее нагревании. Пока котел холодный, вся вода в системе имеет одинаковую температуру и находится в равновесии. Однако, как только зажигают топку котла, температура воды в нем начинает повышаться, внизу у топки вода будет горячее, а, следовательно, объемный вес ее меньше. Равновесие в системе нарушится, и более легкая горячая вода начнет перемещаться вверх к расширителю и далее по вертикальным трубам. Охлаждаясь, вода возвращается к котлу по нижним трубам, создавая циркуляции в системе.

Во всех вагонах с водяным отоплением помещения обо­греваются с помощью обогревательных труб, в которых цир­кулирует горячая вода.

Направление движения воды при циркуляции в системе отопления показано стрелками на рис. 3.1 а.

Рис. 3.1 Система отопления

Из котла 1 горячая вода поступает в расши­ритель 3, который пред­назначен для приема из­бытка воды в системе, образующегося вследствие увеличе­ния ее объема при нагревании, и для текущего восполнения потерь воды в результате испарения. Полость расширителя сообщается с атмосферой. Это способствует выходу воздуха из воды, так как скопление воздуха в трубах ухудшает цир­куляцию в системе. От расширителя идут две ветви отопи­тельных труб вдоль обеих боковых стен вагона. Каждая ветвь, отходящая от расширителя, идет поверху до противо­положного конца вагона, затем спускается вниз, образуя стояки 7. От стояков понизу вдоль стен проходят обогрева­тельные трубы 8, которые присоединяются к нижней части котла. В верхних трубах предусмотрены краны 6 для удале­ния воздуха. Насос 12 предназначен для питания котла водой из запасного водяного бака 10 и в необходимых слу­чаях для усиления циркуляции воды в системе, Контроль­ные приборы 2 (термометр и гидрометр) служат для наблю­дения за температурой и уровнем воды в котле.

Для спуска воды из котла, обогревательных труб и за­пасного бака предусмотрены краны 9, а для сбора и уда­ления выпавших из воды осадков - грязевики 13. Налив воды в систему производится через трубу 4. Контроль за уровнем воды при заполнении расширителя осуществляет­ся с помощью сигнальной (вестовой) трубы 11. Вентили 5 служат для регулирования температуры в помещениях ва­гона и разобщения отдельных элементов системы отопле­ния, а также для подачи воды в бачок 10 при пополнении котла водой и контроля за наличием воды в расширителе. Наиболее распространенным типом водогрейного вагон­ного котла является котел, совмещенный с расширителем 8.

Отопительный котел, показанный на рисунке %%, со­стоит из наружной рубашки 5, внутри которой расположены ог­невая коробка 6 и топочная камера 11.

Рисунок %% – Водогрейный котел

В нижней части камеры имеют­ся колосниковые решетки 2 и зольник. В верхней части котла над огневой коробкой расположена дымовая труба 7. В огневую ко­робку вварены циркуляционные трубы 9 для увеличения поверхно­сти нагрева котла. Пространство между наружной рубашкой и то­почной камерой, огневой короб­кой и дымовой трубой заполняет­ся водой. Топливо загружается на колосниковые решетки через люк топки 3. Воздух подастся под ко­лосниковую решетку через люк зольника 1.

Для нагрева воды с помощью электроэнергии в водяную рубашку котла вертикально вмонтированы 24 нагрева­тельных элемента 10, которые распределены по всему пери­метру котла, за исключением пространства над люком топ­ки для твердого топлива, и крепятся к фланцу топки котла через прокладки из паронита. Клеммы нагревательных эле­ментов защищены кужухом 4, который можно поднять и зафиксировать на цепочках, приваренных к расширителю 8 котла, при необходимости проведения работ по монтажу нагревательных элементов и ухода за ними.

Наибольшая расчетная температура воды в котле 90-95°С. При более высокой температуре нижние трубы отопления нагреваются до 70°С и выше и осаждающаяся на их поверхности пыль подгорает.

Система водяного отопления может работать в сле­дующих режимах:

- обогрев помещений вагона отопительными трубками и подогретым вентиляционным воздухом;

- обогрев отдельными ветвями отопительных труб с усилением циркуляции воды (при необходимости) с по­мощью ручного насоса;

- усиление подогрева вентиляционного воздуха с по­мощью циркуляционного насоса (при этом следует под­держивать интенсивное горение топлива);

- обогрев подогретым воздухом при отключенных обо­гревательных трубах (этот режим применяется при плю­совых температурах наружного воздуха);

- обогрев отопительными трубами при выключенной принудительной вентиляции.

Режим работы системы отопления устанавливает про­водник в зависимости от температуры наружного воздуха и внутри вагона, от населенности вагона и времени года.

3. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА ПРИ ПОДГОТОВКЕ В РЕЙС, В ПУТИ СЛЕДОВАНИЯ И ПО ПРИБЫТИИ В ПУНКТ ФОРМИРОВАНИЯ

При подготовке в рейс вагона с водяным и комбини­рованным отоплением в отопительный период проводник должен проверить состояние котла, положение вентилей и дроссельных заслонок, наличие колосников в топке, исправ­ность насосов и измерительных приборов, наличие воды в системе и запасном баке, отсутствие течи воды в трубах и кранах, наличие технической документации, схемы отопле­ния, инструкции завода поставщика. Следует проверить на­личие инвентаря: пики-резака, совка для угля, скребка, топо­ра, ведра. При необходимости систему пополняют водой, очищают топку от шлака и золы, проверяют количество угля. Вагоны начинают отапливать при температуре наруж­ного воздуха +10°С и ниже. Растопку котла производят бума­гой и мелконаколотыми дровами. По мере разгорания дров топку загружают топливом равномерно по колосниковой решетке. При этом дверца топки должна быть закрыта, а дверца зольника открыта. Интенсивность горения топлива регулируют количеством воздуха, подаваемого в топку че­рез дверцу зольника. Для увеличения тяги и притока возду­ха дверцу зольника открывают, а для уменьшения - при­крывают. Рекомендуемая толщина слоя топлива для круп­ных кусков угля 100-200 мм, для мелких 50-100 мм. Для лучшего горения топлива периодически пикой делают про­колы топлива и шлака. Нельзя допускать скапливания золы и шлака по периметру колосниковой решетки в месте со­прикосновения с кожухом огневой коробки, так как они со­здают значительное препятствие теплообмену. Во время топки котла нужно поддерживать постоянное горение топ­лива и необходимую температуру воды в котле. Ориентиро­вочная зависимость температуры воды в котле от темпера­туры наружного воздуха (в °С) приведена в табл. 3.

Таблица 3.1

В пути следования необходимо систематически кон­тролировать уровень воды в системе отопления по гид­рометру или контрольному крану, при необходимости под­качивая воду насосом. Черная стрелка гидрометра показывает действительный или максимальный уровень воды в си­стеме, красная маркировка - минимальный уровень воды.

В вагонах с водяным отоплением во избежание парообра­зования и связанных с этим потерь воды и ухудшения ее цир­куляции необходимо следить по термометру за тем, чтобы температура воды в системе не превышала 90°С. При более высокой температуре крышку зольника следует закрыть.

Ускорение обогрева вагона при низких температурах наружного воздуха производят с помощью ручного или циркуляционного насоса при температуре воды в котле не ниже 50 °С. Перед посадкой пассажиров вагон должен быть прогрет до температуры 18-22°С.

По прибытии вагонов в пункт формирования и оборота необходимо очистить топку и зольник от золы и шлака и содержать котел в рабочем состоянии. После отопительно­го сезона в целях сохранности система отопления должна быть заполнена водой. В процессе эксплуатации периоди­чески, но не менее одного раза в сутки и при наполнении системы отопления водой необходимо выпускать воздух че­рез воздухоспускные краны.

Нарушение нормальной естественной циркуляции воды в си­стеме может быть вызвано следующими причинами: недо­статочно воды в расширителе, воздушные пробки, неполно­стью открыты запорные вентили обогревательных труб и дроссельные заслонки, частичное замерзание труб. Для уст­ранения этих неполадок следует пополнить систему водой, открыть воздуховыпускные краны и произвести принуди­тельную циркуляцию насосом, полностью открыть запорные вентили и дроссельные заслонки, отогреть трубы, для чего обложить замороженное месго тряпкой, поливать на него го­рячую воду, усилить топку котла и включить циркуляцион­ный насос.

Плохая тяга в дымовытяжной трубе может возникнуть вследствие заполнения значительной части трубы сажей.

В пункте формирования или оборота нужно дать заявку на осмотр трубы.

При обслуживании отопительной установки пассажир­ских вагонов следует строго соблюдать правила техники безопасности и пожарной безопасности. Запрещается хра­нить в котельном отделении легковоспламеняющиеся жид­кости и материалы (керосин, бензин, тряпье и др.) и раз­жигать ими котел, загромождать котельное отделение посторонними предметами и топить котел при уровне воды ниже допустимого. Котельное отделение должно со­держаться в чистоте и порядке. Техническое обслуживание котла необходимо производить в головном уборе, рукави­цах, халате, при закрытых боковых дверях тамбура.

При отапливании вагона твердым топливом во время чистки топки открывать дверцу следует осторожно (не рез­ко), находясь на расстоянии 500-700 мм от дверцы во избе­жание выброса пламени топочными газами и ожогов лица.

При очистке котла от шлака, а также при других рабо­тах с горящим котлом нужно остерегаться попадания рас­каленного угля и шлака на тело или одежду. Категоричес­ки запрещается выбрасывать горящий уголь и шлак из вагонов на пути или междупутья как на стоянках, так и на ходу поезда.

Чистку дымохода с крыш вагона разрешается произво­дить только на стоянке при отсутствии контактного про­вода или при снятом с него напряжении работникам пун­ктов безотцепочного ремонта и экипировки и в исклю­чительных случаях работникам ПТО в пути следования по заявке начальника поезда. Категорически запрещается ту­шить топку котла водой или снегом.

Надежность и долговечность системы отопления во многом зависят от правильного и систематического наблюдения и ухода за ней во время эксплуатации и проведения своевременных ремонтов. При водяной системе отопления для этого необходимо:

- содержать в исправном состоянии котел, трубы отопления, калорифер, расширитель и другое оборудование, которое необходимо периодически промывать и очищать от грязи и пыли;

- поддерживать необходимый, достаточный для нормальной работы системы уровень воды в расширителе;

- периодически очищать дымовую трубу, колосниковые решетки и зольники;

- применять топливо соответствующих марок;

- следить за исправным состоянием ручного и циркуляционного насосов:

- контролировать состояние изоляции в разделках крыши и котельном помещении.

Система водяного отопления эксплуатируется только в течение отопительного сезона, который для железных дорог России начинается при температуре наружного воздуха от + 10 °С (283 K) и ниже.

На теплое время года, с апреля до сентября, систему водяного отопления консервируют, т.е. выполняют следующие действия:

- сливают воду и промывают систему;

- очищают топку, зольники и дымовую трубу котла от золы и сажи;

- проверяют состояние арматуры, приборов, насосов, очищают и смазывают их;

- заливают систему водой, закрывают дверцы котла и опломбируют их, закрывают на запор крышки наливных устройств.

Если вагоны направляют в отстой на зиму, то для консервации системы водяного отопления необходимо слить воду. При отрицательных температурах наружного воздуха слив воды из сис­темы отопления следует производить после слива воды из системы водоснабжения при температуре воды в системе не ниже + 60 °С и при температуре воздуха в вагоне не ниже + 12 °С.

4. ХАРАКТЕРНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ В СИСТЕМЕ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

Нарушение нормальной естественной циркуляции воды в си­стемеможет быть вызвано следующими причинами: недо­статочно воды в расширителе, воздушные пробки, неполно­стью открыты запорные вентили обогревательных труб и дроссельные заслонки, частичное замерзание труб. Для устранения этих неполадок следует пополнить систему водой, открыть воздуховыпускные краны и произвести принуди­тельную циркуляцию насосом, полностью открыть запорные вентили и дроссельные заслонки, отогреть трубы, для чего обложить замороженное место тряпкой, поливать на него го­рячую воду, усилить топку котла и включить циркуляцион­ный насос.

Течь воды в соединениях труб и арматуреможет произойти в результате ослабления фланцевых соединении труб и есте­ственного старения их прокладок, образования трещин, сви­щей в трубах и неплотностей сальниковой набивки вентилей и кранов. Для устранения неисправностейнеобходимо под­тянуть болтовое соединение, подмотать под контргайку пень­ку, промазанную суриком, при возможности сменить про­кладку. Если невозможно остановить течь, следует перекрыть верхний и нижний запорные вешили на обогревательных трубах поврежденной ветви, полностью спустить из нее воду и вести обогрев с одной стороны при работающемс неболь­шими перерывами циркуляционном насосе. При наличии трещин и свищей в трубе нужно положить на поврежденное место накладку из резины, прорезиненной ленты пли мешко­вины, промазанной суриком, и обмотать накладку шпагатом или проволокой. При вытекании воды через сальник надо его разобрать и заменить или уплотнить сальниковую набив­ку. Сальник набивают плотно, но так, чтобы шпиндель вра­щался в нем свободно. Для набивки используют пеньковый жгут, пропитанный натуральной олифой.

Плохая тяга в дымовытяжпой трубе может возникнуть вследствие заполнения значительной части грубы сажей. В пункте формирования или оборота нужно дать заявку на осмотр трубы.