Энергосберегающие технологии, применимые в тепловозной тяге | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №3 (137) январь 2017 г.

Дата публикации: 23.01.2017

Статья просмотрена: 266 раз

Библиографическое описание:

Родина Д. Е. Энергосберегающие технологии, применимые в тепловозной тяге // Молодой ученый. — 2017. — №3. — С. 154-156. — URL https://moluch.ru/archive/137/38589/ (дата обращения: 21.10.2018).



Основным направлением повышения энергоэффективности на железнодорожном транспорте, является сокращение потребления топлива подвижным составом. Расходы на топливо в организациях, занимающихся пассажирскими и грузоперевозками железнодорожным транспортом, составляют 60 % и более от общих затрат на ТЭР. Одним из основных направлений повышения эффективности перевозок является увеличение веса и скорости движения поездов, ускорение процесса переработки составов на терминале. Это определяет дальнейший рост секционной мощности тепловозов. Однако, основным источником повышенного расхода топлива тепловозами является переходный режим при наборе мощности и ускорении тепловоза. Целесообразно выявить наиболее тяжелые режимы, характерные для всех видов работ, и по результатам их анализа разработать технические требования к дизелям х тепловозов по мощности и скорости приема нагрузки, на основании которых и производить выбор основных параметров тепловозов и эксплуатационных характеристик дизель-генераторов. Основной задачей при экономии топлива является повышение эксплуатационной эффективности тепловозов за счет выбора рациональных значений мощности дизелей и сцепного веса тепловозов, а также рациональной организации режима нагружения дизель-генератора [1–3].

Три группы мероприятий по направлению повышения энергоэффективности подвижного состава и организации в целом:

‒ технические;

‒ технологические;

‒ организационные.

Технические мероприятия

Технические мероприятия направлены на повышение экономичности и надежности работы всех узлов и агрегатов тепловозов. Своевременный мониторинг состояния транспортных средств и их ремонт и. т.д. К числу основных узлов и аппаратов дизеля, которые непосредственно влияют на расход топлива, относится главным образом топливная аппаратура. Так, например, от неудовлетворительной притирки иглы к корпусу распылителя форсунки, чрезмерно большого зазора между иглой и ее направляющей, нечеткого впрыска, от зависания плунжера и потери плотности плунжерной пары топливного насоса в значительной степени происходит перерасход дизельного топлива. Большую роль в экономном расходовании топлива играет цилиндро-поршневая группа. Известно, что от износа цилиндровых гильз, поломки или пригорания поршневых колец ухудшается плотность цилиндров, снижается давление сжатия, в результате чего нарушается нормальный процесс сгорания топлива. Кроме того, от такого состояния цилиндро-поршневой группы увеличивается расход дизельного масла и, следовательно, нагар на продувочных и выпускных окнах, уменьшается поступление воздуха в цилиндры, ухудшается его продувка. При всех случаях нарушения нормального процесса сгорания топлива ухудшается экономичность дизеля и увеличивается дымность выпускных газов.

Применение добавок(присадок) к дизельному топливу. Например Применение добавки FORSAN nanoceramics®, по данным замеров расход топлива тепловозами уменьшился на 4–9 %, уменьшились угар масла и дымность выхлопа. Данная система применена на ряде тепловозов РАО «РЖД» и одобрена к применению.

Применение технологии рекуперации энергии тепловозом, при этом бортовые системы аккумулирования энергии позволяют рационально распределять мощность тепловозного двигателя на тягу и служебные нужды в соответствии с условиями движения и при наличии соответствующего силового оборудования осуществлять рекуперативное торможение, обеспечивая более точное по сравнению с пневматическим торможением регулирование скорости движения в пределах заданного диапазона. Применение указанных систем дает возможность, таким образом, повысить энергетическую эффективность и производительность локомотивов. Исследования, выполненные сотрудниками ВНИИЖТ, показали, что при дизельной тяге рекуперация позволит снизить расход топлива на 18–23 %, а с учетом стабилизации режима работы теплового двигателя до 30 % [1].

Модернизация системы регулирования мощности тепловозов с электропередачей. На тепловоз устанавливается блок регулирования мощности тягового генератора (БРМГ или аналог), который является специализированным устройством и предназначен для регулирования мощности главного генератора постоянного или переменного тока в режимах тяги тепловозов с электропередачей, с выполнением функций контроля и диагностики цепей возбуждения, ограничительных и защитных функций. Наибольший эффект достигается при совместной работе с электронным регулятором частоты вращения. Достигаемые эффекты: уменьшение затрат на обслуживание тепловоза за счёт того, что не требуется регулировка и настройка тепловозной характеристики на реостате; улучшение точности и стабильности регулирования мощности и сокращение за счёт этого расхода топлива до 3–4 %. Система смазки гребней колес локомотивов. Применение автоматических локомотивных гребнесмазывателей (систем смазки гребней колес) позволяет получить экономический эффект по следующим показателям:

‒ увеличивается срок эксплуатации колесных пар локомотивов по причине снижения в несколько раз износа гребня колеса; снижается расход дизельного топлива или электроэнергии на тяговые усилия благодаря понижению коэффициента трения в зоне контакта боковой грани рельса и гребня колеса;

‒ увеличивается срок эксплуатации рельсов за счет уменьшения износа по боковой грани как на прямых участках, так и (особенно) в кривых;

‒ увеличивается срок эксплуатации колесных пар вагонов;

‒ уменьшается риск схода локомотива с рельсов благодаря понижению коэффициента трения гребня колеса и боковой поверхности рельса.

Технологические мероприятия

Эти мероприятия связаны с оптимизацией работы как всей транспортной организации, так и отдельных её звеньев. В настоящий момент во многих организациях используются системы на базе GPS/Глонас — мониторинга, например система — СКАУТ. Подобные системы позволяют снизить расходы на дизельное топливо на 10 % и более. Однако они являются в основном информационно-логистическими и не позволяет отслеживать в режиме реального времени параметры работы тепловозов и, следовательно, мониторить их состояние. На Российском рынке существует ряд более совершенных систем мониторинга и управления движением железнодорожного состава.

Примеры таких систем:

FortMonitor — единственная система, интегрированная в ЕСМА (Единая Система Мониторинга и Администрирования) ОАО «РЖД»;

АСК-ВИС-2ВК — система технического контроля состояния локомотивов. Данная система позволяют производить оценку машин, исходя из показателей ряда параметров, характеризующих их работу. Внедрена на Октябрьской железной дороге.

Система РПРТ, автоматизированная система учета, контроля и анализа расхода дизельного топлива тепловозами, получившая название регистратор параметров работы тепловоза. Внедрена на Московской, Северной, Горьковской дорогах.

Система БОРТ — контролирует расход дизельного топлива на тепловозах. При этом машинист при приёмке локомотива в начале смены, обязан вставить карту памяти в процессор, и ввести свой табельный номер. В дальнейшем система регистрирует все параметры работы локомотива и записывает их на карту памяти.

Система «Дельта СУ» позволяет вести контроль технического состояния узлов и систем подвижного состава, расчёт ресурса, планирование ремонтов; отслеживание местоположения, режимов эксплуатации и эксплуатационно-экономических и экологических показателей; оценка корректности потребления энергии (топлива), объективный энергоучёт и нормирование; контроль и управление безопасностью движения, пожаробезопасностью; контроль сохранности и состояния грузов.

На российском рынке представлены также рад аналогичных систем других производителей, например СКАТ-2С и СКАТ-2С-online, программный комплекс УНИКАМ с блоком РПДА (регистратором параметров движения и автоведения). Данные комплексы также позволяют регистрировать и в последующем анализировать ряд параметров движения тепловоза.

Таким образом внедрение подобных систем позволит снизить:

‒ трудозатраты инженерно-технических работников локомотивного депо за счет автоматизации учета, нормирования и анализа расхода топлива;

‒ расход топлива за счет повышения точности учета при расчете расхода за смену и при заправке, что позволит установить виновников его нецелевого использования;

‒ расход топлива за счет применения обоснованных норм контроля теплотехнического состояния тепловозов с определением и изъятием из эксплуатации локомотивов, постоянно пережигающих топливо;

‒ расход топлива за счет улучшения планирования использования локомотивов на различных участках работ, уменьшения времени прогрева

Организационные мероприятия.

К таким мероприятиям можно отнести: обучение персонала правильной (экономичной) работе, разработка системы мотивации (демотивации) персонала за сэкономленные (нерационально потраченные) материальные средства (ДТ, вода, песок и. т.д.), введение должности ответственного за энергосбережение в организации, который бы осуществлял непрерывный контроль расходования ТЭР.

Локомотивные бригады должны постоянно знать и контролировать расход топлива за каждую поездку. Подсчет результатов расхода топлива за поездку не представляет трудностей, однако лучше, если это будет производиться централизованно в офисе организации и потом анализироваться и по результатам анализа приниматься решение о дальнейшем режиме эксплуатации тепловозов.

Одной из инновационных мер является принятие на предприятии стандарта ISO50001 (Системы энергетического менеджмента). Данный документ устанавливает стандарты в энергосбережении на предприятии. Одним из инструментов достижения ориентиров, поставленных в ISO50001, является применение LEAN-технологий управления предприятием в целом. LEAN- рассматривает любое производство с точки зрения оптимизации процессов силами всех работников компании. Успешный опыт внедрения указанных технологий имеется в крупнейших компаниях России таких как Сбербанк, Юкос, Русал, Группа ГАЗ, Иркутск Энерго, ТНК-В и. др.

Литература:

  1. Зубихин А., Федоров Е., Тарасов А. Технология гибридного привода ТЭМ9Н SINARAHYBRID на железнодорожном транспорте, http://sk.ru/net/1100015/b/news/archive/2012/04/22/tehnologiya-gibridnogo-privoda-tem9n-sinarahybrid--na-zheleznodorozhnom-transporte.aspx
  2. Гапанович В. А., Энергетическая стратегия и электрификация российских железных дорог [Текст] / В. А. Гапанович, С. Н. Епифанцев, В. А. Овсейчук. Под ред. Г. П. Кутового. — М.: Эко-Пресс, 2012. — 196 с.
  3. Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года. Утверждена распоряжением правительства РФ от 17.06.2008 № 877-р [Электронный ресурс] режим доступа: http://doc.rzd.ru.
Основные термины (генерируются автоматически): расход топлива, дизельное топливо, Система, подвижной состав, FORSAN, нормальный процесс сгорания топлива, цилиндро-поршневая группа, российский рынок, железнодорожный транспорт, GPS.


Похожие статьи

Влияние показателей качества автомобильного бензина...

Увеличение расхода топлива. Преждевременный износ цилиндро-поршневой группы (ЦПГ).

Возрастание коррозионной активности и склонности топлива к образованию отложении в системе питания и камере сгорания.

Сравнительная экономическая оценка различных способов...

Вср.х.х. — среднечасовой расход топлива при самопрогреве систем дизеля, Вср.х.х. = 10 кг/ч; Цт — стоимость дизельного топлива, Ц, = 36,0 руб./кг; Рср — средний показатель потребления мощности бортовой установкой, Рср = 24,7 кВт

К вопросу о составе отработавших газов дизелей

Созданы двигатели, работающие на различном топливе, с разными способами смесеобразования и многообразием конструктивных исполнений как цилиндро-поршневой группы, так и всего двигателя.

Повышение эксплуатационной надежности турбокомпрессора...

Согласно целевой программе «Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года», утвержденной постановлением Правительства

Тип отложений и их толщина зависят главным образом от режимов работы дизеля и сорта топлива.

Анализ горючих материалов двигателя внутреннего сгорания

нефть, дизельное топливо, подсолнечное масло, горючие материалы, рапсовое масло, льняное масло, транспортное средство.

Свеча зажигания как основная часть системы зажигания двигателя внутреннего сгорания.

Удельный эффективный расход топлива дизеля при работе на...

Ключевые слова: дизель, метанол, двойная система топливоподачи, удельный эффективный расход топлива.

16. Скрябин М. Л. Влияние применения метанола с двойной системой топливоподачи в дизеле 2Ч 10,5/12,0 на показатели процесса сгорания и показатели...

Повышение топливной экономичности двигателя внутреннего...

– снижение расхода любого топлива до 5 -10 %; – увеличение срока службы двигателей

Ремонт топливопроводов высокого давления топливной системы двигателей внутреннего сгорания автомобилей.

Влияние цетаноповышающих присадок на работу двигателей...

Рубрика: 9. Транспорт.

Однако повышение цетанового числа не может быть безгранично, так как при его увеличении больше 60 снижается полнота сгорания топлива, возрастает расход топлива и дымность выхлопных газов.

Влияние показателей качества автомобильного бензина...

Увеличение расхода топлива. Преждевременный износ цилиндро-поршневой группы (ЦПГ).

Возрастание коррозионной активности и склонности топлива к образованию отложении в системе питания и камере сгорания.

Сравнительная экономическая оценка различных способов...

Вср.х.х. — среднечасовой расход топлива при самопрогреве систем дизеля, Вср.х.х. = 10 кг/ч; Цт — стоимость дизельного топлива, Ц, = 36,0 руб./кг; Рср — средний показатель потребления мощности бортовой установкой, Рср = 24,7 кВт

К вопросу о составе отработавших газов дизелей

Созданы двигатели, работающие на различном топливе, с разными способами смесеобразования и многообразием конструктивных исполнений как цилиндро-поршневой группы, так и всего двигателя.

Повышение эксплуатационной надежности турбокомпрессора...

Согласно целевой программе «Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года», утвержденной постановлением Правительства

Тип отложений и их толщина зависят главным образом от режимов работы дизеля и сорта топлива.

Анализ горючих материалов двигателя внутреннего сгорания

нефть, дизельное топливо, подсолнечное масло, горючие материалы, рапсовое масло, льняное масло, транспортное средство.

Свеча зажигания как основная часть системы зажигания двигателя внутреннего сгорания.

Удельный эффективный расход топлива дизеля при работе на...

Ключевые слова: дизель, метанол, двойная система топливоподачи, удельный эффективный расход топлива.

16. Скрябин М. Л. Влияние применения метанола с двойной системой топливоподачи в дизеле 2Ч 10,5/12,0 на показатели процесса сгорания и показатели...

Повышение топливной экономичности двигателя внутреннего...

– снижение расхода любого топлива до 5 -10 %; – увеличение срока службы двигателей

Ремонт топливопроводов высокого давления топливной системы двигателей внутреннего сгорания автомобилей.

Влияние цетаноповышающих присадок на работу двигателей...

Рубрика: 9. Транспорт.

Однако повышение цетанового числа не может быть безгранично, так как при его увеличении больше 60 снижается полнота сгорания топлива, возрастает расход топлива и дымность выхлопных газов.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Влияние показателей качества автомобильного бензина...

Увеличение расхода топлива. Преждевременный износ цилиндро-поршневой группы (ЦПГ).

Возрастание коррозионной активности и склонности топлива к образованию отложении в системе питания и камере сгорания.

Сравнительная экономическая оценка различных способов...

Вср.х.х. — среднечасовой расход топлива при самопрогреве систем дизеля, Вср.х.х. = 10 кг/ч; Цт — стоимость дизельного топлива, Ц, = 36,0 руб./кг; Рср — средний показатель потребления мощности бортовой установкой, Рср = 24,7 кВт

К вопросу о составе отработавших газов дизелей

Созданы двигатели, работающие на различном топливе, с разными способами смесеобразования и многообразием конструктивных исполнений как цилиндро-поршневой группы, так и всего двигателя.

Повышение эксплуатационной надежности турбокомпрессора...

Согласно целевой программе «Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года», утвержденной постановлением Правительства

Тип отложений и их толщина зависят главным образом от режимов работы дизеля и сорта топлива.

Анализ горючих материалов двигателя внутреннего сгорания

нефть, дизельное топливо, подсолнечное масло, горючие материалы, рапсовое масло, льняное масло, транспортное средство.

Свеча зажигания как основная часть системы зажигания двигателя внутреннего сгорания.

Удельный эффективный расход топлива дизеля при работе на...

Ключевые слова: дизель, метанол, двойная система топливоподачи, удельный эффективный расход топлива.

16. Скрябин М. Л. Влияние применения метанола с двойной системой топливоподачи в дизеле 2Ч 10,5/12,0 на показатели процесса сгорания и показатели...

Повышение топливной экономичности двигателя внутреннего...

– снижение расхода любого топлива до 5 -10 %; – увеличение срока службы двигателей

Ремонт топливопроводов высокого давления топливной системы двигателей внутреннего сгорания автомобилей.

Влияние цетаноповышающих присадок на работу двигателей...

Рубрика: 9. Транспорт.

Однако повышение цетанового числа не может быть безгранично, так как при его увеличении больше 60 снижается полнота сгорания топлива, возрастает расход топлива и дымность выхлопных газов.

Влияние показателей качества автомобильного бензина...

Увеличение расхода топлива. Преждевременный износ цилиндро-поршневой группы (ЦПГ).

Возрастание коррозионной активности и склонности топлива к образованию отложении в системе питания и камере сгорания.

Сравнительная экономическая оценка различных способов...

Вср.х.х. — среднечасовой расход топлива при самопрогреве систем дизеля, Вср.х.х. = 10 кг/ч; Цт — стоимость дизельного топлива, Ц, = 36,0 руб./кг; Рср — средний показатель потребления мощности бортовой установкой, Рср = 24,7 кВт

К вопросу о составе отработавших газов дизелей

Созданы двигатели, работающие на различном топливе, с разными способами смесеобразования и многообразием конструктивных исполнений как цилиндро-поршневой группы, так и всего двигателя.

Повышение эксплуатационной надежности турбокомпрессора...

Согласно целевой программе «Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года», утвержденной постановлением Правительства

Тип отложений и их толщина зависят главным образом от режимов работы дизеля и сорта топлива.

Анализ горючих материалов двигателя внутреннего сгорания

нефть, дизельное топливо, подсолнечное масло, горючие материалы, рапсовое масло, льняное масло, транспортное средство.

Свеча зажигания как основная часть системы зажигания двигателя внутреннего сгорания.

Удельный эффективный расход топлива дизеля при работе на...

Ключевые слова: дизель, метанол, двойная система топливоподачи, удельный эффективный расход топлива.

16. Скрябин М. Л. Влияние применения метанола с двойной системой топливоподачи в дизеле 2Ч 10,5/12,0 на показатели процесса сгорания и показатели...

Повышение топливной экономичности двигателя внутреннего...

– снижение расхода любого топлива до 5 -10 %; – увеличение срока службы двигателей

Ремонт топливопроводов высокого давления топливной системы двигателей внутреннего сгорания автомобилей.

Влияние цетаноповышающих присадок на работу двигателей...

Рубрика: 9. Транспорт.

Однако повышение цетанового числа не может быть безгранично, так как при его увеличении больше 60 снижается полнота сгорания топлива, возрастает расход топлива и дымность выхлопных газов.

Задать вопрос