株洲时代金属制造有限公司

Post date:2020-05-08 15:35:44

散热器热工性能检测系统的全面升级




株洲时代金属制造有限公司始建于1993 年,是轨道交通行业重要装备研发和生产的高科技型企业,轨道交通冷却系统行业标准制定单位。目前,公司现有一个国家级检测中心,一个研究院,两个省级技术中心,两个生产基地,总面积近600 亩,总资产超过6 亿元。

经过26 年的沉淀与发展,株洲时代金属制造有限公司不断与国内外同行开展广泛的交流,并与中国中车、东芝、西门子、华为、中兴通讯、全球能源互联网研究院等知名企业建立了长期的战略合作关系。公司主要产品为冷却系统、集成气路板、钣金屏柜、压力容器等系列产品,广泛应用于轨道交通行业各型高铁、动车、机车及通讯、国家电网等冷却领域,拥有多项发明专利和实用新型专利,公司热工综合试验、三坐标仪检测、水浸超声波检测等达到国际一流水平。株洲时代金属制造有限公司以“赶超国内外轨道交通先进水平,为顾客提供满意产品”的经营理念,始终以“世界一流高端装备供应商”为目标。努力抒写“中国创造、中国制造”的新篇章,将为“中国智慧”走出国门、装备世界做出更大的贡献!

一、背景情况

时代金属是中国轨道交通行业最主要的散热器供应商之一,散热器热工性能检测系统始建于2000 年,参考了合肥通用机械工业研究所及中国铁道科学院的相关检测设备进行制作而成,经过十多年的使用,发现存在如下三方面的缺陷:

1.流量测量精度不高,测量时间较长

当时按照检测需要采用的是椭圆齿轮流量计,该流量计多用于石油计量,测量总量精度较高,但用于瞬时流量的测量,波动性很大,必须计量一段时间的总量再手动除以时间来计算瞬时量,在流量调节时,耗费大量时间,因为必须在测试过程进行计量(整个系统运行状态下),同时意味着浪费大量的辅热热能;

2.温度测量精度不够

原采用的PT100 铂电阻进行温度测量,测量精度为1.0%,最大允差约为0.2℃,但油散热器进出口的温差往往也只有4℃左右,单油温对最后散热功率的影响达到5%,再考虑其他影响因素,直接导致整个系统测量不确定度过高;

3.散热器进口温度控制困难

因为散热器性能测量对进口风温一般都有要求,当环境气温比较低时,要求控制并保持进口气温在(40±0.5)℃。原采用电加热方式,如散热器散热功率400kW,进气口辅热往往较400kW 更大,控制电热器还有一定的延时性,一场性能试验需要几十个小时,能耗巨大,效果还不理想。

 

二、技术措施

 

鉴于以上缺陷,经技术人员多次研讨,并多次前往大连北车研究所对其测试系统进行深度剖析,结合实际问题,参考大量热性能检测实例,实地考察哈尔滨、上海、深圳几家设备供应商,听取设备供应商建议,于2015 年对整个检测系统进行了全面改造。


首先,用科氏力质量流量计替代了原齿轮流量计进行流量测量。科氏力质量流量计的安装要求更低,不会如椭圆流量计测量时内部两个椭圆轮交互转动导致瞬时流量波动,无噪音,测量精度非常高,流量测量可达到0.1%的高精度,并适合于高温油类测量。


其次,在温度测量上使用了石英晶体测温仪。该测温仪利用石英晶体的物性进行温度测量,测量精度极高(温度分辨力为0.005℃,最大允差为0.05℃),稳定性好,完美地解决了我们温度测量的精度不高问题。


第三,采用了建立大型回流风道。在进气口风温控制上,通过反复论证,最后采用了建立大型回流风道,利用散热器后排出的热风,进行热能的二次利用,通过调节装置控制回流流量,再和冷空气混合,从而实现了对进风温度的精密控制,可以完美控制进气风温保持在(40±0.2)℃,从而保障了试验工况的模拟,并且解决了能耗问题。改造前后的测试系统如图1、图2 所示。



图1 改造前的测试系统



图2  改造后的测试系统




三、具体成效

通过全面升级的散热器检测系统,不但在测量精度上得到了大大的提升,而且测试时间由原来的平均20 小时/台,缩短到了8 小时/台,能耗每小时降低了约300kW/小时,原来进行热性能测试,因为要求达到动态平衡,需要4-5 个测试员同步调节,现在2 个测试员就能进行操作。按照每年进行100 台性能测试计算,每年至少减少耗电36 万千瓦时!

还有人工的成本,还有时间成本,每年为公司至少节约100 万元。并且以该系统为核心,公司在2016 年申报并顺利通过了中国合格国家认可委员会CNAS 认可,成为中国轨道交通行业散热器热性能试验主要试验单位,与中国中车、时代电气以及中国铁道科学院建立了长期的合作关系,并以准确、科学、公正的测量质量,吸引了西门子、ABB、AKG、马勒贝尔等等一系列国外企业来此进行试验,并获得一致好评。

 

四、感受体会

 

散热器热工性能检测系统的改善,不但解决了我们实际工作中的难题,同时也为公司扩大了品牌影响力,为公司树立了一张形象名片。我们还将在今后的几年,对该系统在风量测量,系统自动控制测试软件等方面做进一步的加强,满足客户要求,提升检测品质,争取把散热器热性能测试项目做成国内最强,世界一流。



省级计量技术机构网址查询

立即查询>>
在线问卷

中小企业公共服务计量平台

公众号二维码

小程序二维码