神24电力机车风源系统设计的验证研究

谢仕川，李锦辉，郭莹莹

(中车株洲电力机车有限公司，湖南 株洲 412000)

1 概述

超大功率重载交流传动电力机车组(下称“神24电力机车”)是由中车株洲电力机车有限公司为包神铁路在CEA1A1型(12轴)电力机车动力单元基础上开发的超大功率电力机车组。目前包神铁路限制坡道12‰，主要采用“3+0”无线重联和“2+1”无线重联牵引万吨2种形式，神24电力机车从减少司乘人员、降低运营成本的角度出发进行设计，应用于包神铁路线路的万吨牵引作业。

神24电力机车采用6节编组形式，整车内部贯通，仅需要1组乘务员值乘，机车轮周功率28 800 kW，起动牵引力2 280 kN；编组形式多元化，可结合线路需求实现8轴、12轴、16轴、20轴和24轴的灵活编组。

机车风源系统的设计是为了保证机车在其运用工况过程中能满足其用风的需求，神24电力机车风源系统设计配置为A节、B节、D1节、D2节分别配置一台广东标顶公司的BT-3.0/10AD5型螺杆式空气压缩机，同时A节、B节、D1节、D2节机车总风缸容积设计为1 000 L，C1节、C2节机车总风缸容积设计为500 L。

本文针对神24电力机车的运用环境，开展其适应性的风源系统设计的验证研究。

2 风源用风需求分析

神24电力机车为6节编组的交流传动电力机车组，担当包神铁路万吨牵引作业，根据业主输入条件，神24电力机车将牵引108辆货车车辆，满载载重重量为10 000 t，货车车辆制动设备相关参数如表1所示。

根据其货车车辆的制动设备相关参数，计算得出其用风风源需求(见表2)。其中标准大气压力P0取100 kPa。

表1 货车车辆制动设备参数

表2 货车车辆的风源需求

根据风源系统设计，机车车辆制动设备相关参数如表3所示。

根据其机车车辆的制动设备相关参数，计算得出其用风风源需求，如表4所示，其中大气压力P0取100kPa。

表3 机车车辆制动设备参数

表4 机车车辆的风源需求

根据以上计算，得出神24电力机车牵引万吨列车时，列车总的空气消耗量：Q=QL1+QL=1 363.5 L/min+618.25 L/min=1 981.75 L/min。

3 风源系统供风装置设计参数

根据风源系统的设计：A节、B节、D1节、D2节分别配置1台广东标顶公司的BT-3.0/10AD5 型螺杆式空气压缩机，对应配置1台BD-AD5.0/10型双塔式空气干燥器，由压缩机及干燥器组成的供风模块相关技术参数如表5所示。

4 风源系统供风模块供风能力的计算

根据风源系统的设计，压缩机启停逻辑为当机车检测总风低于750 kPa时，由CCU控制机车4台压缩机中的2台轮流进行工作(实际工作供风模块n1c=2)，并结合供风模块的技术参数，进行风源系统供风模块供风能力的计算，如表6所示。

表5 供风模块相关技术参数

表6 供风模块供风能力计算

根据上述计算，可以得出神24电力机车的风源系统设计满足技术条件中关于风源的技术要求。

1)机车连挂108辆货车车辆时，充风时间不大于25 min。

2)空压机工作率宜大于60%。

3)空气压缩机每小时启停数不超过15次。

5 结语

经过充分的验证计算以及现场应用情况，神24电力机车风源系统的设计既保证了机车压缩机的工作率，打风能力也可满足机车实际运用的需求，同时确保了机车空气制动系统动力源的安全可靠。