摘 要：本文对目前全路内燃机车冷却水的构成、去离子水的生产成本、药剂购置成本、冷却水使用周期、废水排放对环境的污染情况，冬季防寒期间机车打温燃油消耗成本进行了研究分析，提出了用乙二醇、丙二醇和去离子水等配制的防冻液代替内燃机车冷却水的新思路：用防冻液代替冷却水可以降低内燃机车冷却水水处理费用，节约冬季燃油防寒开支，并能节省大量防寒人员劳务支出，能基本杜绝冬季机车主要部件冻裂故障的发生。

关键词：内燃机车；冷却水；药剂；废水；防冻液

中图分类号：U46 文献标识码：A

现状全国铁路总公司目前大约有10000多台各型内燃机车在运营，主要用于客、货运运输和编组站调车及小运转等工作，依据车型不同每台内燃机车的冷却水系统装有800L～1300L的冷却水。冷却水使用高纯去离子水和高效缓蚀阻垢剂配制而成。高纯去离子水的质量要求很高，其生产工艺是自来水先经过机械过滤器，再经过电渗析排除水中90%以上的溶解盐，再经过两级阴、阳离子交换器出来，才有可能合格。产水率仅为30%，水浪费严重。因此它的生产成本依据规模大小每吨在几百元至近千元不等，高效缓蚀阻垢剂是一种复合药剂，目前使用的是3#等新型配方，价格已由初期的几十元一份（配一吨水的药剂量）涨到1600元一份，冷却水的药剂水溶解性不好，配制时需要加热并长时间开循环泵循环才能达到均匀。冷却水的主要功用是给机车柴油机的缸头、缸套、活塞等部件降温并防止该系统水路的相关设备发生电化学及化学腐蚀。冷却水的换水周期依据检测指标而定，主要检测指标是硬度、总溶解盐、pH值、氯离子含量和外观等，其中有一项指标不合格即判定冷却水为不合格，即应更换新的冷却水，换水周期一般在2～18个月之间。内燃机车每次修程（时间跨度大约2～3个月）都要化验冷却水水质。使用不合格的冷却水将导致系统结垢、腐蚀，严重时将导致机车缸体穴蚀漏水而提前报废。长期以来，由于基层单位管理人员认识不到位，设施不配套，法制观念淡薄，主要还是有关方面宣传教育不足、监管不到位，目前各机车使用单位（铁路机务段）的不合格冷却水绝大多数都是直接排放到下水系统的，即便有极少数单位能排放到污水系统进行了收集，也很少能做到处理化验达标再排放的。不合格的冷却水中的亚硝酸盐含量超过国家废水排放标准的数百倍。亚硝酸盐是致癌无机物，对人和水中生物都有强烈的毒害作用。冷却水的随意排放给当地地表水造成了严重伤害。

冬季北方地区天气寒冷，冷却水易结冰。每年因机车部件管路结冰冻坏的机车设备总是难以避免，实在让人心疼。有时即使设备没冻坏，单就查找结冰处所和解冻就要费不少功夫。因此每年冬季来临前全路所有机车乘务员、机车检修人员和有关管理人员都要全面接受防寒过冬专业知识培训考试，考试合格后才能上岗作业。各级机车管理部门为防止冬季冻坏机车设备每年秋、冬季通常都要下发1～2次电报命令或文件要求所属机车运用单位将处于临时备用、等候、整备、临修和检修等停留状态的内燃机车冷却水水温保持在不低于30℃并严格检查考核。为此位于华北平原地区的内燃机车在冬季防寒期间需每隔4h打温1h，消耗机车燃油约50公升，以DF4系列内燃机车为例，1台内燃机车停留备用一天防寒保温需消耗燃油数量：24÷（4+1）×50=240（公升），折合市场价格：240升×6元/公升=1440元，而位于严寒地区的东北和西北地区，内燃机车防寒燃油消耗量将加倍，即每台内燃机车每天防寒保温需消耗机车燃油480公升，折合市场价格2880元。据统计，铁路总公司每年冬季因各种原因需全日做防寒保温的内燃机车台数约占支配机车总台数的15%，还有相当多一部分机车因停留时间超过4小时需临时做防寒的暂且不算，则单一个防寒期（当年11月1日至次年3月31日），全铁路总公司内燃机车防寒保温消耗的低凝点燃油数量：10000×15%×（240+480）÷2×150=81000000（公升），折合市场价：81000000升×6元/公升=486000000元，这么多的机车优质燃油燃烧产生了大量废气，不但污染了当地大气环境，而且这些燃油也是一笔巨大的国家财富。由于冷却水的沸点较低，易蒸发，尤其是夏季蒸发更多。长交路内燃机车和外地调车内燃机车经常需要在工作地点补充冷却水，但往往是当地不具备补水条件，乘务员有时不得不补充自来水，结果是一方面加快了冷却水系统水垢的结生速度，影响了动力系统的冷却效果，另一方面又加快了换水频率，增大了污水排放量，除直接增加内燃机车冷却水费用外还导致更多的有害废水进入地表水系统。与此同时，沸点偏低的冷却水在柴油机正常工作过程中也很容易因局部温度高和机械设备剧烈震动而发生局部水分迅速气化现象，其气化过程中形成的气泡随冷却水流动，当气泡开始崩裂的瞬间能量很大，巨大的气流崩裂能量将加剧崩裂附近的机械部件穴蚀。穴蚀是内燃机车冷却水系统很难及早发现、难以杜绝又危害极大的腐蚀类型之一。

试验尝试用乙二醇、丙二醇、去离子水等按一定比例可以配制不同冷凝点的防冻液，其冷凝点能达到-45℃甚至更低，能满足我国最寒冷地区对防冻液凝点的要求。该防冻液的特点是沸点高、吸水性强、毒性低、不燃烧、可回收。一次加注好，除非系统漏水不需补充。笔者曾用两个同样的蒸发皿在夏季盛放了同样多的去离子水和自配的防冻液放在化验台上观察比较，结果是去离子水一周后蒸发尽，而防冻液的体积在整个夏季未见变化。用该防冻液与新配的合格冷却水做的在室温条件下金属腐蚀对比试验也取得了很好效果：所有浸泡在防冻液中的试验铜片、铝片和铁片在连续一周的时间内外观无任何变化，重量也没有变化，均优于浸泡在合格冷却水中的对比试样。笔者于2003年购买了一辆新出廠的捷达轿车，车牌号是鲁QW2610，为检验防冻液在汽车上的实际使用效果，笔者于2006年秋季放掉原厂所带的防冻液，更换成自配的防冻液使用到2011年秋季更新防冻液，期间未添加也未发现任何异常，2011年秋季更换的防冻液至今仍在使用，未见任何异常。笔者认为汽车冷却水系统与内燃机车冷却水系统原理相同，结构相似，材质相近，工作环境雷同。我们大胆揣想这种防冻液就是用到内燃机车上也能得到好的效果：防冻液的指标监测简单，主要是冷凝点、pH值和外观。防冻液的成本不贵：45#防冻液成本价和冷却水的价格基本一样，25#及以下的防冻液成本价比冷却水的价格还便宜。使用防冻液常年不用补充冷却液，解决了长交内燃机车、驻外调车内燃机车的补水难题。使用防冻液代替冷却水在冬季当发生柴油机不能启机的故障时可以不用放水，既避免了放水带来的水处理成本增加、环境污染，又节省了大量工作量。使用防冻液冬季防寒期间不仅可以节省大量人力成本支出，节省大量优质燃油消耗，减少废气排放而且可以让一大批人腾出很大精力来专注于冬季因天气恶劣而导致的诸多不利于安全生产的其他生产要素中，确保安全生产。此项在内燃机车上用防冻液代替冷却水的研究建议也能扩展到地方工程机械、军工机械和航运船舶机械中。防冻液是21世纪初随着汽车工业的飞速发展逐渐进入大众视野的：笔者2001年曾拥有一辆四轮农用车，冬季每天收车后必须放净冷却水，早上出车前需准备2～3暖壶热水才能启动发动机，有时还需要找人帮忙推车，受尽烦恼与折磨，要是当时知道有汽车防冻液可以取代冷却水，我将和中彩一样高兴。随着高档汽车出厂配备防冻液开始，防冻液逐渐被汽车司机所认识和接受，其应用范围进一步迅速扩展到厂矿企业中的机械设备冷却水应用方面。据笔者所知，目前许多家用中央空调的冷却系统里面的冷却液就是防冻液，为此不用担心家中无人时冻坏设备。而且超出笔者的想象的是，目前市场上已经出现了号称终生不用更换防冻液的汽车防冻液，先不管他们是否言过其实，至少他们为我们推开了一扇窗，让我们看到了用防冻液代替内燃机车冷却水也不是不可能。

结论

用防冻液代替内燃机车上的冷却水是可行的，缺少的仅是一次实际上车实验的机会。现在有些企业主要是国企单位许多处于一定位置上的决策人员或墨守成规、安于现状或忙于日常事务，根本无暇顾及新产品新材料新实验。多数人不积极、不愿意带头尝试有可能带来颠覆意义的新方法、新技术、新产品，更不愿意为此承担一丁点风险，实在不是鼓舞人心的事情。出现这种现象的原因是多方面的，其中许多原因都是缺少利益共享、缺少创新激励机制，长期工作生活习惯养成的，值得高级管理人员的深思。

参考文献

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