吸风循环式轨道吸污装置的吸污能力及能耗研究.pdfVIP

第34卷 ，第5期 中 国 铁 道 科 学 VoL34 No．5 2013年 9月 CHINA RAILWAY SCIENCE September，2013 文章编号：lOO1—4632 (2o13)05一OlO8—06 吸风循环式轨道吸污装置的吸污能力及能耗研究 郭关柱 (昆明中铁大型养路机械集团有限公司研究院，云南 昆明 650215) 摘 要：针对轨道吸污装置吸污能力不足和污染周边环境的问题 ，提出吸风循环吸污的解决方案，即将吹 风机产生的全部风量仅供给一侧吹嘴吹风吸污，将吸风机产生的排风供给另外一侧吹嘴吹风吸污，形成吸风机 排风的循环利用，并通过调节风门开启的大小，调节吹风的风量和风速 ，从而增强轨道吸污装置吹风吸污的效 果。基于流体力学，在忽略空气黏性力和密度变化以及不同流速气体混合时能量损失的前提下，对按照解决方 案改进得到的吸风循环式轨道吸污装置吸污能力及能耗进行分析计算。结果表明：在作业速度为 10km ·h_1时， 吸风循环式轨道吸污装置能够吸净单层粒径分别达 5iilln的铁屑和 14．3ITlnl的石子；相比改进前的轨道吸污装 置，吸收污物的最大粒径提高了7倍左右，污物吸净率高于 98 ；吸污作业功率节省74kW，能耗下降2o 。 关键词：吸风循环；轨道吸污装置；吸污能力；能耗 ；节能 中图分类号：U216。63 文献标识码：A 前期开发的轨道吸污装置l】]的工作原理是，利 吸风机排风的解决方案，并对按照该方案改进得到 用吹风机形成的吹风气流将道床板表面的污物吹 的吸风循环式轨道吸污装置的吸污能力和能耗进行 起，通过吸风机产生的吸风气流将污物吸走，夹带 分析计算。 污物的吸风经降噪和除污装置沉降过滤后直接排放 到大气中。在实际应用中，轨道吸污装置吸风机排 1 吸风循环式轨道吸污装置工作原理 出的大量高速气流，既造成能量损失，又会吹到临 线道床表面，卷起粉尘影响行车，特别是在隧道 内 吸风循环式轨道吸污装置的工作原理如图1所 作业时，因空间狭小，吹起的粉尘四处扩散，严重 示。图中：Vo，72和 分别为轨道吸污装置的作 时还会进入发动机影响机车正常运行；并且受吸风 业速度以及作用在道床板表面的最大吸风速度和最 和吹风扩散的影响，作用到道床板表面时吹风风速 大吹风速度； 为吹嘴厚度；h为吹嘴至道床板表 降低，削弱吸污效果一[]。在钢轨打磨等施工现场 面高度；0为吹风角度，即吹风方向与道床板表面 进行吸污作业时，由于钢轨通常需要打磨 6遍 以 的夹角；b为有效剪切区宽度 。 上，这就使道床板表面多数位置均堆积一定厚度铁 粉 ，当轨道吸污装置作业速度为 10km ·h 时， 仅能够吸净单层散状分布的打磨铁粉等污物，只有 当作业速度降低至4km ·h_1时，才能一次性吸净 道床板表面分布的污物，这就使作业速度难以满足 现场实际需求。如果增大吹风的风量或风速，就将 大幅度增加能源消耗量。 为解决轨道吸污装置吸污能力不足和污染周边 环境的问题，改变过去将吹风产生的风量平分供给 两侧吹嘴吹风吸污的做法，研究将吹风机的风量仅 图1 吸风循环式轨道吸污装置工作原理 供给一侧吹嘴吹风吸污，另一侧吹嘴的供风来 自于 收稿日期：2012—12—20；修订日期：2013—05—28 基金项 目：铁道部科技研究开发计划项 目 (2011G017一E)；中国铁建科研计划项 目 (1o一65C) 作者简介：郭关柱 (1973一)，男，云南昆明人，高级工程师，博士 第 5期 吸风循环式轨道吸污装置的吸污能力及能耗研究 lO9 由图1可以看出：吸风循环式轨