Транспортные энергетические сисемы

История развития технологии прогрева тепловозов при горячем простое


Задачи по уменьшению расхода дизельного топлива и масла тепловозами, повышения ресурса работы их теплосиловой установки в связи со значительным ростом цен на топливо и затрат на восстановление дизелей, становятся всё более актуальными.

       Одним из существенных резервов в этом направлении является сокращение времени работы тепловозов в режиме «самопрогрева», когда дизель эксплуатируется наиболее неэкономично.
        Существует несколько технических решений по этой проблеме. Наиболее известные из них:
        1. Прогрев тепловозов в зимнее время от стационарных источников теплоснабжения (котельных депо). Предложено два варианта:
а)   со стационарным теплообменником для прогрева воды из водяной системы тепловоза;
б)     с промежуточными пароводяными теплообменниками, совме-щёнными с распределительными колонками, размещёнными около каждой прогреваемой секции.
         Первый вариант теплоснабжения.
         Прогрев секций тепловозов осуществляется за счёт принудительной циркуляции воды в охлаждающей системе дизеля, нагреваемой паром от деповской котельной. Вода из ёмкости , нагретая от пароводяного теплообменника, через нагревательную магистраль и соединительные рукава подаётся в систему охлаждения дизеля, после которой поступает в сливную магистраль и возвращается обратно в систему подогрева. При работе по этой схеме разрывается контур охлаждения каждой секции тепловоза и происходит смешение воды всех обогреваемых локомотивов. Последнее требует тщательного контроля за качеством воды в питательном баке , проверки её соответствия техническим условиям для питания систем охлаждения тепловозных дизелей.
           Второй вариант с индивидуальным теплообменником является более универсальным.
            Нагрев воды по этому варианту осуществляется в отдельном теплообменнике, устанавливаемом возле каждой секции тепловоза. Для осуществления такой схемы необходимо установить теплообменные аппараты и насосы с электродвигателями, с подводом к ним греющего теплоносителя и электропитания, в количестве, равном числу одновременно
обогреваемых секций. Вода циркулирует по замкнутому контуру « насос – теплообменник - система охлаждения тепловоза - насос». Для работы по этой схеме необходим подвод пара к месту отстоя тепловозов по изолированному трубопроводу и разводка его по пунктам. Конденсат после теплообменных аппаратов возвращается в котельную.

Разработчик – отделение энергетики ВНИИЖТа

              2. Схема прогрева двух секций тепловоза от работающего дизеля одной из них, при этом соединяются трубами и резиновыми рукавами всасывающие и нагнетательные водяные трубопроводы, расширительные баки двух секций между собой.
                По отчётам локомотивных депо Южно-Уральской железной дороги.
               3.Система электропрогрева дизелей магистральных тепловозов :
-         с использованием энергии тяговых генераторов. В этом случае дизель запускается при остывании теплоносителей ( воды и масла системы охлаждения ) до наименьшего допускаемого значения. Сразу же после пуска дизеля электроэнергия от тягового генератора подаётся на электронагревательные элементы, которые нагревают воду, проходящую через ёмкость водонагревателя. Такое решение позволяет вместо неэкономичного использования малой доли теплоты сгорания топлива при прогреве в режиме холостого хода применить нагрузочный режим, что ускоряет прогрев, уменьшает расход топлива.
-         разработан и несколько иной вариант прогрева в режиме нагружённого дизеля. Установки прогрева оборудуются электрическими котлами-подогревателями номинальной мощностью 90 кВт. Питание предусматривается от специальных генераторов переменного тока и автоматическое поддержание необходимого уровня температур рабочих жидкостей. Для прокачки воды и масла устанавливаются дополнительные трубопроводы и насосы с электроприводом. Обогрев масляной системы в установке происходит за счёт циркуляции масла через водомасляный теплообменник, осуществляемый дополнительным насосом, а обогрев топлива – за счёт прокачки его через топливоподогреватель штатным топливоподкачивающим насосом.
Разработчики: ХИИТ, ВНИТИ, ПО «Ворошиловградтепловоз».
             4. Система электропрогрева тепловозов серии ЧМЭ-3Т,Э.
              Водяная система тепловозов ЧМЭ-3Т,Э на которых предусмотрен электрический прогрев как работающего, так и неработающего дизеля, частично модернизирована. Нагревательные элементы по которым протекает ток, размещены в стальных коробах прямоугольного сечения, врезанных в трубопроводы 1-го и 2-го контуров охлаждения. При работающем дизеле циркуляцию подогреваемой воды в системе обеспечивают штатные водяные насосы , а при неработающем – три водяных насоса с электроприводами.
              При работающем дизеле тяговый генератор получает независимое возбуждение от возбудителя. Вырабатываемый генератором ток поступает в нагревательные элементы ( ТЭНы ). Электрическая схема предусматривает подключение нагревательных элементов к сети трёхфазного переменного тока для прогрева неработающего дизеля перед пуском.
Разработчик: Н.П. ЧКД Прага.   
                  5. Система электропрогрева тепловозов с использованием индукционного проточного водонагревателя «Элинн-50.01»   
                   Решение аналогично изложенному в п. 4, но вместо ТЭНов применён индукционный проточной водонагреватель - «Элинн-50.01» . Нагреватель «Элинн-50» разработан специалистами Ивановского Государственного энергоуниверситета по заказу ООО «Электромеханика» г. Иваново, с учётом повышенных требований по компактности. Электропитание нагревателя от промышленной сети 3х380В.
                 6. Система прогрева тепловозов при горячем простое с помощью котлов-подогревателей применялась на чешских узкоколейных тепловозах и отечественных тепловозах ТЭ-3, 2ТЭ70, ТЭП60 до №0502, ТГ102 однако из-за их недостаточной технической проработки для транспортных условий, отсутствия автоматизирован-ных устройств управления и защиты, установка их была прекращена.
                                            
       В начале 1980-х годов на Северной железной дороге была реализована система прогрева тепловозов при горячем простое от постороннего источника в локомотивных депо Печора, Иваново по проекту ВНИИЖТа с подачей теплоносителя к месту прогрева от котельной депо. Опыт не был поддержан из-за значительных потерь в сетях, жёсткой привязки локомотива к месту прогрева и ухудшения условий маневровой работы на тракционных путях депо, сложности эксплуатации системы. Не нашёл распространения проект прогрева второй секции двухсекционного тепловоза от первой работающей, путём объединения водяных систем.          
            Задача электропрогрева тепловозов решаемая с отказом от внешнего ёмкостного водонагревателя и при использовании индукционного проточного водонагревателя - «Элинн-50.01», монтируемого прямо на локомотиве либо системы ТЭНов вмонтированных в водяную систему тепловозов требует наличия в пункте прогрева мощного источника энергоснабжения.
             Теплотехнические расчёты, проведённые в 1993 г. ЗАО «Локомотив» г. Ярославль в рамках НИОКР Северной ж.д. по прогреву тепловозов в период горячего простоя, допускают снижение расхода электроэнергии на прогрев до 40 кВт, против 90 кВт (ВНИИЖТ) и 120 кВт (ВНИТИ), однако и эта цифра, при отстое в пункте прогрева десятков тепловозов, очень велика. 
             Предлагаемая к внедрению ООО «ТЭС» автоматизированная система прогрева тепловозов при горячем простое (АСПТ) является, в некотором роде, гибридной системой. АСПТ при горячем простое тепловоза в депо приписки или филиале (пункте оборота) использует внешнее энергопитание 1,5 – 2,5 кВт. на нужды прогрева автоматизированными жидкостными подогревателями и для зарядки аккумуляторных батарей. В условиях эксплуатации электропитание АСПТ осуществляется от штатных аккумуляторных батарей тепловоза, потребление не более 500 Вт. В качестве жидкостных подогревателей применены Thermo 350 фирмы «WEBASTO».
              Жидкостной подогреватель работает на топливе из бака локомотива. Устанавливается подогреватель в отсеке холодильника тепловоза, а его теплообменник подключаются к системе охлаждения, топливная система к топливопроводу либо прямо к баку локомотива, а электрические компоненты к бортовой сети.
                Запускается подогреватель либо непосредственно от выключателя расположенного в кабине локомотива, либо с помощью дополнительных устройств автоматики . Циркуляция нагретой жидкости по контуру обеспечивается   насосом типа Aguavent 6000.
                 Модель Thermo 350 имеет следующие технические характеристики:
Отопительная мощность, кВт                                35,0
Номинальное напряжение, В                               24,0 ± 4
Топливо                                                   дизельное              
Максимальный расход топлива, кг/ч                    3,7
Потребляемая мощность без
циркуляционного насоса, Вт                                  140,0
Объёмный поток циркуляционного
насоса, л/ч (при противодавлении, бар)             6000,0 (0,4)
Потребляемая мощность циркуляционного
насоса, Вт                                                                    209,0
Габариты подогревателя,мм
(дл. х шир. х выс.)                                                       610х246х220
Вес, кг                                                                           19
***********************************************************************
 
            Общество с ограниченной ответственностью «Транспортные энергетические системы» учреждено 17 июля 2007 г., сокращённое фирменное наименование на русском языке : ООО «ТЭС».
             Основной вид деятельности:
-         ремонт, техническое обслуживание и модернизация железнодорожных локомотивов и прочего подвижного состава;
-         монтаж, ремонт и техническое обслуживание, сборка трубопроводных систем работающих под давлением, электрической распределительной и регулирующей аппаратуры, прочего электрооборудования с проведением пусконаладочных работ;
-         научные исследования и разработки в области естественных и технических наук;
-         деятельность в области стандартизации и метрологии, виды деятельности связанные с решением технических задач.
 
            Одной из наиболее значительных разработок связанных с решением технических задач в которых принимали участие специалисты ООО «ТЭС» является «Автоматизированная система прогрева тепловозов при горячем простое», далее АСПТ. Эта разработка защищена патентом на изобретение № 2324826 по заявке № 2006146771 с приоритетом от 26 декабря 2006 г. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 20 мая 2008 г.
            Первые, опытные образцы АСПТ были разработаны, изготовлены и смонтированы весной 2008 г. на четырёх секциях тепловозов 2ТЭ10Ут (№№ 0098А,Б и 0099А,Б) приписки локомотивного депо Иваново , а также на двух тепловозах серии ЧМЭ-3 (№№ 5486, 5498) приписки локомотивного депо Ярославль Главный.
             Следующие пять комплектов АСПТ были изготовлены и смонтированы по Программе ресурсосбережения ОАО «РЖД» на тепловозах серии ЧМЭ-3 приписки локомотивного депо Няндома   в 2008 г. (№№ 1892, 2254, 5108, 6568, 6569).
              Экспертиза проектно - конструкторской документации на АСПТ была проведена ПКБ ЦТ и утверждена ЦТ 06 июля 2010 г. По Распоряжению ОАО «РЖД» от 02.08.2011 г. № 1698 проведены межведомственные приёмочные испытания системы АСПТ на тепловозе ЧМЭ-3 № 6568 (Акт приёмочной комиссии от 9.08.2011 г.). Документации присвоен литер О1 , АСПТ рекомендована к внедрению.
              По Программе ресурсосбережения ОАО «РЖД» десять комплектов АСПТ были изготовлены и смонтированы в 3 – 4 кв. 2011 г. Дальнейшее производство систем прогрева будет осуществляться ООО «ТЭС» на основании лицензионного договора  № РД 0094175   от   02.02.2012 г. и приложению к патенту на изобретение № 2324826
              Коллектив ООО «ТЭС» продолжает работать над совершенствованием конструкции АСПТ, повышением её эффективности и надёжности, снижением стоимости.
             Значителен вклад специалистов ООО «ТЭС» в изменении технологии обеспечения локомотивных депо кварцевым песком для локомотивов. По этому направлению запатентованы следующие разработки:
-         транспортное средство для перевозки тяжёлого сухого сыпучего продукта, патент на полезную модель № 60458 по заявке № 2006134851 с приоритетом от 02.10.2006 г. Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 27.01.2007 г. В настоящее время лицензия на исключительное право использования указанной полезной модели и технической документации передана по договору РД 0094172 от 02.02.2012 г. лицензиату ООО «ДорЭкоТранс»;
-         склад сухого песка для пунктов экипировки локомотивов, патент на полезную модель № 109077 по заявке № 2011123646 с приоритетом от 09.06.2011 г. Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 10.10.2011 г.;
-         центральный пункт приготовления кварцевого песка для локомотивов, патент на полезную модель № 110049 по заявке № 2011124574 с приоритетом от 16.06.2011 г. Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 10.11.2011 г.
 

Новости и события

15.03.2017
На сайте размещена авторская статья в журнале "Депо" "Еще раз об использовании АСПТ"
02.07.2012
Отзывы о работе ООО "Транспортные энергетические системы"
27.06.2012
Техническое описание и характеристики АСПТ (pdf)
27.06.2012
В раздел "Фотогалерея" добавлены новые фотографии
Архив новостей
ООО «ДорЭкоТранс»

Разработка и реализация проекта оснащения транспортных средств, предназначенных для перевозки сыпучих продуктов (цемент, мука, песок, зерновые и пр.), эжекторной системой разгрузки под конкретные требования заказчика.

Создание сайтов в Ярославле YaSite.Ru © 2012 Транспортные энергетические системы