Транспортная газета Евразия Вести

Разделы:

 Свежий номер
 Подшивка
 Материалы
 Новости
 О газете
 Редакция
 Подписка

 Консалтинг
 Лицензирование
 Сертификация
 Юридические
 услуги

 Партнеры
 Ресурсы сети
 Реклама на сайте

Поиск:


 

НАУКА


Версия для печати
Обсудить в форуме

Экономическая и эксплуатационная целесообразность внедрения газотурбовозов на сети дорог ОАО «РЖД»

Реализации перспективных проектов внедрения локомотивов с газотурбинными двигателями в качестве силовой установки – газотурбовозов на сети дорог ОАО «РЖД» посвящена статья генерального директора АО «Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава» (АО «ВНИКТИ») доктора технических наук, профессора В.С. Коссова, первого заместителя генерального директора – главного инженера АО «ВНИКТИ» кандидата технических наук Ю.В. Бабкова, заместителя главного инженера АО «ВНИКТИ» Д.В. Котяева, заведующего отделом газового оборудования АО «ВНИКТИ» Д.И. Прохора.

В.С. Коссов
Ю.В. Бабков
Д.В. Котяев
Д.И. Прохор
Экономическая и эксплуатационная целесообразность внедрения газотурбовозов на сети дорог ОАО «РЖД»
Экономическая и эксплуатационная целесообразность внедрения газотурбовозов на сети дорог ОАО «РЖД»
Экономическая и эксплуатационная целесообразность внедрения газотурбовозов на сети дорог ОАО «РЖД»
Экономическая и эксплуатационная целесообразность внедрения газотурбовозов на сети дорог ОАО «РЖД»
Экономическая и эксплуатационная целесообразность внедрения газотурбовозов на сети дорог ОАО «РЖД»
В последние годы во всем мире большое внимание уделяется решению энергетических и экологических проблем, вызванных применением на транспорте двигателей внутреннего сгорания, работающих в основном на нефтяном топливе, и его замене альтернативными энергоносителями.

Повышение цен на нефть и исчерпание ее мировых запасов вынуждают искать альтернативные виды топлива. Одним из них является природный газ (по разным оценкам, в России сосредоточено от 30 до 50% мировых запасов этого вида топлива). Интерес к природному газу в мире как к альтернативному топливу для транспорта связан в основном с его высокими экологическими свойствами. Вредных веществ в выбросах при сжигании природного газа выделяется значительно меньше, чем при использовании дизельного топлива. Практически все развитые страны прилагают усилия, чтобы расширить использование природного газа в качестве моторного топлива.

Сжиженный природный газ (СПГ) – это природный газ (преимущественно метан CH4), искусственно сжиженный путем охлаждения до температуры 160?°C, представляет собой криогенную жидкость, сохраняющуюся при сверхнизких температурах. В технологическом плане сжиженный природный газ является, безусловно, более сложным видом топлива, чем традиционное нефтяное. Главным преимуществом сжиженного природного газа является то, что при сжижении его объем уменьшается в 600 раз. На практике это означает следующее: в процессе регазификации при атмосферном давлении из одного объема СПГ образуется 600 объемов газа, что является наиболее эффективным методом размещения природного газа на борту локомотива.

Получение СПГ, его хранение и транспортировка требуют специального оборудования: это криогенная емкость для хранения СПГ, криогенный насос высокого давления, теплообменники и регазификаторы, газовые ресиверы, дистанционно управляемая и не управляемая запорная криогенно-газовая арматура. Все необходимое для локомотива криогенное оборудование транспортного исполнения, за исключением запорной арматуры, изготавливается отечественными производителями. В рамках программы импортозамещения в настоящее время АО «ВНИКТИ» выполняет НИОКР по разработке отечественной криогенно-газовой запорной арматуры транспортного исполнения.

В 2005 г. решением ОАО «РЖД» были начаты научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию локомотивов на сжиженном природном газе. В настоящее время на балансе ОАО «РЖД» находятся магистральные газотурбовозы: ГТ1h-001, являющийся опытным образцом для отработки перспективных решений, и ГТ1h-002, имеющий сертификат соответствия ТР ТС 001/2011.

Расходы на топливно-энергетические ресурсы – основная статья затрат ОАО «РЖД». Текущее значение доли затрат на дизельное топливо для обеспечения автономной тяги составляет 20,9% от всех затрат.

Задача холдинга ОАО «РЖД» в части снижения потребления дизельного топлива и частичной замены его природным газом определена в «Энергетической стратегии ОАО «РЖД» на перспективу до 2030 года», утвержденной распоряжением ОАО «РЖД» от 11 февраля 2008 г. №?269р. Согласно принятой стратегии, к 2030 г. планируется выполнить замещение 25% потребляемого тепловозами дизельного топлива природным газом. В связи с этим оптимальным решением в настоящее время является использование газотурбинной тяги.

Опытные образцы первых в мире грузовых магистральных газотурбовозов ГТ1h-001 и ГТ1h-002 были созданы учеными и специалистами АО «ВНИКТИ» совместно с ОАО «РЖД», ОАО «СНТК им. Н.Д. Кузнецова», ОАО «Уралкрио­маш», ОАО «ХК «Привод», НПО «Автоматика», АО «ЛТЗ», АО «ВТРЗ». Испытания и подконтрольная эксплуатация в 2012– 2016 гг. на Свердловской ж. д. подтвердили работоспособность и эффективность газотурбовозов при вождении грузовых поездов массой 6300 и более тонн.

После прохождения сертификационных испытаний и получения сертификата соответствия в феврале 2017 г. газотурбовоз ГТ1h-002 передан в штатную эксплуатацию. В настоящее время газотурбовозом выполнено 215 поездок, из которых 110 – с тяжеловесными поездами со средней массой поезда 7008 т в прямом и 4936 т в обратном направлении. Локомотивом пройдено 85 146 км и выполнена работа 312,51 млн т•км брутто.

Согласно выполненному технико-экономическому обоснованию, перспективным полигоном применения магистральных газотурбовозов является участок Войновка – Сургут – Лимбей (1228?км). ОАО «РЖД» выполняет полномасштабную подготовку к эксплуатации газотурбовозов на данном направлении, для чего были выполнены опытные поездки по определению критической нормы массы грузовых поездов для газотурбовозов ГТ1h, необходимые для опытного подтверждения расчетных данных о возможности использования газотурбовозов на данном полигоне.

Опытные поездки были проведены по участкам Сургут – Войновка 23 мая 2016 г., Войновка – Сургут 22 и 26 ноября 2017 г., Сургут – Коротчаево 23?июля 2018 г. и Лимбей – Сургут 30 июля 2018 г. Максимальный вес поездов опытных поездок составил 9220 т, максимальная выполненная работа за одну поездку – 6,329 млн т•км брутто, максимальный расход СПГ за одну поездку – 17,250 т (из 20 000 т).

Результаты испытаний газомоторных локомотивов подтвердили значительное снижение экологической нагрузки на окружающую среду в части выбросов вредных веществ с отработавшими газами. Так, по наиболее опасному загрязнителю – оксидам азота NOX показатели газотурбовозов более чем в 2 раза ниже европейских норм Директивы 97/68 ЕС стадии 3В, действующих до 2021 г. По сравнению с магистральными грузовыми тепловозами с дизелями фирм MTU и GE снижение составляет в 4 и 5 раз на тяговую единицу соответственно.

В соответствии с протоколом заседания научно-технического совета ОАО «РЖД» под председательством генерального директора О.В. Белозерова от 25.04.2017 № 2 специалистами АО «ВНИКТИ» выполнено технико-экономическое обоснование использования магистральных газотурбовозов для организации перевозочного процесса на полигоне Свердловской ж. д., подтвердившее экономическую эффективность его эксплуатации.

В состав стоимости жизненного цикла газотурбовоза ГТ1h-002 включены затраты на топливно-энергетические ресурсы, сервисное обслуживание и ремонт локомотивов, оплату труда локомотивных бригад. Также учтены сопутствующие инвестиционные затраты на развитие инфраструктуры и проведение сертификации локомотивов.

При использовании газотурбовоза согласно разработанной технологии экономия годовых расходов газотурбовоза ГТ1h-002 на топливно-энергетические ресурсы по сравнению с тепловозом 3ТЭ116У составит не менее 15%, а на сервисное обслуживание и ремонт – 25%.

Срок окупаемости инвестиционных затрат для рассматриваемых сценариев составляет не более 15 лет при продолжительности расчетного периода (срок службы газотурбовоза) 40 лет.

В ходе проведения подконтрольной и штатной эксплуатации на Свердловской ж. д. был получен уникальный опыт использования газомоторных локомотивов в перевозочном процессе дороги, реализованы оптимальные организационные, технические и технологические решения по их экипировке и обслуживанию. По результатам анализа данных эксплуатации было выполнено совершенствование конструкции и системы управления локомотива, а также выполнена разработка необходимой нормативной документации (ГОСТов, предварительных национальных стандартов ПНСТ, инструкций).

Использование газотурбовозов на участке Войновка – Сур­- гут – Лимбей на постоянной основе требует обязательного развития инфраструктуры: постройки пунктов экипировки и сжижения природного газа, реконструкции пунктов сервисного обслуживания с учетом технологических особенностей обслуживания газотурбовозов. Для реализации данного проекта были выполнены следующие организационно-технические мероприятия:

– 17 июня 2016 г. на Петер­бургском международном экономическом форуме ОАО «РЖД», ПАО «Газпром», ЗАО «Трансмашхол­динг» и АО «Группа Синара» заключили «Соглашение о сотрудничестве в области использования природного газа в качестве моторного топлива» № 75;

– 15 февраля 2018 г. подписана программа мероприятий по реализации в 2018–2020 гг. положений соглашения о сотрудничестве между ПАО «Газпром», ОАО «РЖД», АО «Группа Синара», ЗАО «Трансмашхолдинг» в области использования природного газа в качестве моторного топлива от 17.06.2016;

– 25 апреля 2018 г. в ПАО «Газпром» проведено совещание по вопросу подведения итогов исполнения в первом квартале программы мероприятий по реализации в 2018–2020 гг. положений соглашения о сотрудничестве между ПАО «Газпром», ОАО «РЖД», АО «Группа Синара», ЗАО «Трансмашхолдинг» в области использования природного газа в качестве моторного топлива от 17.06.2016.

С учетом строительства железнодорожной линии Новый Уренгой – Надым – Салехард – Лабытнанги – Обская и реализации проекта «Северный широтный ход» возможно увеличение протяженности полигона применения газотурбовозной тяги до 5500 км. В этом случае он будет совмещен с полигонами обслу­живания Свердловской ж.д., Се­верной ж.д. и Ямальской железнодорожной компании.

Основные выводы:

1. Применение газотурбовозов на СПГ эффективно при вождении поездов весом свыше 6300 т взамен трехсекционных тепловозов 3ТЭ116У.

2. Газификация автономной тяги позволит снизить годовое потребление дизельного топлива на 25–30% и решить стратегические государственные задачи по расширению использования природного газа в качестве моторного топлива.

3. Экономия годовых эксплуатационных затрат газотурбовоза на перевозки по сравнению с тепловозом 3ТЭ116У составит около 16%.

4. Экономия стоимости жизненного цикла от применения газотурбовоза ГТ1h-002 по сравнению с тепловозом 3ТЭ116У при использовании на направлении Войновка – Сургут – Лимбей составит 13,3%.

5. Использование газотурбовоза позволяет снизить выбросы вредных веществ в окружающую среду. По наиболее опасному загрязнителю – оксидам азота NOX они более чем в два раза ниже европейских норм Директивы 97/68 EC. В отработавших газах практически полностью отсутствуют твердые частицы (частицы двуокиси серы и сажа).

© Евразия Вести IX 2018



IX 2018

Евразия Вести IX 2018

InnoTrans 2018: высокий темп перехода к цифровым технологиям

Ключевые технологии «Цифровой железной дороги»

Роль Центра технического аудита ОАО «РЖД» в обеспечении качества закупаемой холдингом «РЖД» продукции и развитие систем добровольной сертификации

Инновации: новые пути развития и способы взаимодействия

Функциональная безопасность

Реализация скоростной комплексной диагностики железнодорожной инфраструктуры

Потребители нам доверяют за качество и надежность

АО «Транспневматика» - только вперед!

Сложные задачи решаем вместе

Комиссия вагонного хозяйства - консолидированная позиция при решении сложных задач

ПКБ ЦВ – регулятор технологичности деятельности вагонного комплекса во всей геолокации 1520

Международный пассажирский форум

Комиссия по пассажирскому хозяйству

АО «ВРК-2» – сервис, качество, инновации

АО «ВРК-3» - взвешенные решения и взаимовыгодное сотрудничество

Управление активами железнодорожного транспорта на основе методологии УРРАН

ООО «НПО САУТ» - обеспечивает надежность и безопасность движения поездов

PDF-формат



 

Copyright © 2003-2018 "Евразия Вести"
Разработка: интернет-студия "ОРИЕНС"

Евразия Вести