Читайте также:
|
|
Для выхода из критической ситуации необходимы немедленные действия, которые позволили бы не только комплексно вывести магистраль на новый технико-экономический уровень, но и создать долговременную перспективу ее развития. Таким ключом к стратегическому решению сложившихся проблем станет глобальная электрификация дороги.
Как упоминалось выше – альтернативным вариантом обновления локомотивного парка является электрификация. Суть этого варианта сводится к следующему: при наличии большого числа неиспользуемых электровозов (в эксплуатационном парке числится 443, 5 электровозов, ежесуточно выдается под поезда 170) использовать средства, необходимые для пополнения тепловозного парка, на электрификацию наиболее загруженных тепловозных направлений (ходов). При этом решаются две задачи: переход на более прогрессивные перевозочные технологии (увеличение массы поезда, участковой скорости, участков обращения локомотивов, повышение производительности); использование имеющихся электровозов, система эксплуатации которых достаточно хорошо отработана на железных дорогах Казахстана. Данный вариант привлекателен и с государственной точки зрения – с начала 2003 года в Казахстане избыток производимой электроэнергии составляет 2 млрд. кВт/ч. Цена электроэнергии (2 тг/кВт ч) для выполнения одного и того же объема поездной работы в 3,8 раза меньше, чем дизельного топлива (27 тыс. тг/тонна). Техническое обслуживание электровоза в 3,11 раза дешевле тепловоза. Стоимость электрификации одного км пути (по данным электрификации Алматы-Отар) колеблется от 250 тыс. до 306 тыс. долларов на 1 км.
Вся ценность электрификации состоит в том, что за, казалось бы, частным вопросом сменой вида тяги — тянется решение цепи проблем. В результате следует оздоровление всего организма магистрали и региона в целом.
Так, глобальная электрификация бывшей Алматинской дороги позволит значительно шире использовать локомотивы большей мощности, а именно вместо тепловозов — электровозы ВЛ80. Благодаря этому повысятся пропускная и провозная способности дороги, увеличатся скорости движения поездов и их весовые нормы.
Колоссальное преимущество электрической тяги – практически ничем не ограниченная мощность, которую может получить в любой момент электрический локомотив. Поэтому электровоз может обеспечить высокую скорость движения на самых тяжелых подъемах. Применение рекуперативного торможения позволяет применять большие скорости на крутых спусках при высокой степени надежности и дополнительной экономии энергии. Создаются удобные и экономически выгодные условия для снабжения дешевой электрической энергией от электрических станций через контактную сеть рефрижераторных поездов, пассажирских поездов с кондиционированием воздуха и т. п., то есть во всех случаях, когда при тепловозной тяге пришлось бы возить передвижную электростанцию, потребляющую дизельное топливо.
Нет сомнения, что правильно построенные методы расчетов только подтвердят, что электрификация железных дорог была и остается одним из главных направлений интенсификации перевозочного процесса. Причем чем выше грузонапряженность, тем выше экономическая эффективность электрификации железнодорожных линий. Электровозы на 33% экономичнее тепловозов по расходу энергии, на их эксплуатацию требуется в два разы меньше затрат. Доля в себестоимости перевозок на электротяге в 1,6 раза ниже, чем на тепловозной тяге. Электрификация железных дорог решает проблемы энергоснабжения прилегающих районов, способствуя развитию в них современных производств (до 20% потребляемой железными дорогами электроэнергией расходуется на нетяговых потребителей). Значительно снижается загрязнение окружающей среды и в целом улучшается экологическая обстановка.
К настоящему времени протяженность электрифицированных железнодорожных линий в Казахстане составляет около 28%, и на их долю приходится порядка 54% от объема всех железнодорожных перевозок. В целом такой уровень электрификации железных дорог считается низким. По современным расчетам, оптимальным представляется обеспечение перевозок на электрической тяге на уровне 85%. Для достижения оптимального уровня электрификации железной дороги необходимо перевести на электрическую тягу дополнительно к уже электрифицированным линиям около 3000 км железных дорог.
Электрификация участка Узынагаш – Алматы-2 протяженностью 73 км является частью проекта по электрификации участка Отар – Алматы-2 (165 км), начатого в 1996 году. Работы на участке Отар – Узынагаш завершены в 2000 году. В 2001 г. введен в эксплуатацию участок Узынагаш – Алматы-2. в 2002 г. продолжены работы второй очереди, не вошедшие в пусковой комплекс, бюджет расходов в текущем году составляет 721,8 млн.тенге. реализация проекта позволит снизить эксплуатационные расходы и уменьшить выбросы вредных веществ в окружающую среду. Срок окупаемости проекта – 10 – 11 лет.
Перевод на электрическую тягу участка Экибастуз – Павлодар протяженностью 234 км (с примыканием на станциях Ермак и Ушкулун) завершит электрификацию центрального района страны с подключением Павлодарского и Экибастузского промышленных районов. Стоимость проекта оценивается в 9165,2 млн.тенге, внутренняя норма прибыли проекта составляет 11%, чистая приведенная стоимость равна 3774,8 млн.тенге, окупаемость – 8 лет.
Наличие избыточной дешевой электроэнергии позволит сократить эксплуатационные затраты и расход дизельного топлива, а также уменьшит ежегодные выбросы вредных веществ в атмосферу на 5000 тонн.
На эти цели в 2003-2005 гг. предусматрены средства в размере 10453,2 млн.тенге, в том числе на строительство тяговой подстанции Отар на участке Узынагаш – Алматы-2 – 12888 млн.тенге и электрификацию участка Экибастуз – Павлодар – 9165,2 млн.тенге.
При этом в 2003 г. закончены работы по электрификации участка Отар – Алматы и работы второй очереди, а на участке Экибастуз – Павлодар предполагается освоить 2785,3 млн. тенге.
В будущем электрическая железная дорога вместе с энергоснабжением будет единой системой с управлением из единого центра всем перевозочным процессом и режимами энергоснабжения. Такое управление, основанное на широком применении счетно-решающих устройств, значительно увеличит экономическую эффективность электрификации железных дорог и прилегающих районов.
Что касается родов тока, то известно, что электрификация на переменном токе высокого напряжения 25 кВ еще более экономична по сравнению с постоянным напряжением 3 кВ. Это достигается за счет сокращения числа необходимых тяговых подстанций и расхода цветных металлов на провода контактной сети, а также меньшей стоимости устройств электроснабжения.
В результате глобальной электрификации ожидаемая себестоимость перевозок на грузонапряженных направлениях уменьшится на 25 %. Это создаст предпосылки для снижения тарифов на перевозки, что положительно повлияет на развитие экономики данного региона страны.
Электрификация дороги позволит решить проблемы и с локомотивным парком. В частности, представится возможность высвободить тепловозный парк, списать выработавшие свой ресурс локомотивы серии 2ТЭ10.
Удлинение плеч обращения электровозов и вагонов, плеч обслуживания поездных бригад открывает возможности сокращения, а также перепрофилирования локомотивных и вагонных депо.
Широкое внедрение электрической тяги будет способствовать повышению уровня безопасности движения поездов благодаря более высокой надежности электроподвижного состава по сравнению с дизельной тягой. Наличие на тепловозе дизель-генераторной установки делает его заведомо менее надежным, чем электровоз, что является «платой» за автономность тяги.
Электрический локомотив — экологически более чистый, чем работающий на жидком топливе тепловоз, загрязняющий окружающую среду отработавшими газами и маслом. И это особенно важно для Казахстана с ее ограниченными возможностями использования современных средств контроля выбросов и регулировки двигателей внутреннего сгорания.
Немаловажным обстоятельством являются и более комфортные условия поездки для пассажиров при электрической тяге, особенно в головных вагонах поезда. Улучшаются условия работы локомотивной бригады: снижаются вибрационное, шумовое и токсическое воздействия. Повышается производственная санитария. Специалисты считают, что даже время реакции машиниста электроподвижного состава на нестандартную ситуацию на 30 % меньше, чем машиниста тепловоза или дизель-поезда. А ведь это время может оказаться решающим, чтобы возможная в пути следования нештатная ситуация не перешла в аварийную.
Таким образом, электрификация грузонапряженных линий позволит комплексно решить наболевшие проблемы, вывести ее на новый технико-экономический уровень.
Реализация предусмотренных в данной работе проектов позволит в дальнейшем обеспечить стабильное развитие железнодорожной отрасли с плановой заменой подвижного состава путем перевода с тепловозной тяги на электрическую и модернизацией существующих локомотивов в соответствии с современными требованиями улучшения экологической обстановки.
Приведем сравнительные данные по тепловозной и электрической тяге на 2000 и 2001 гг.
Объем эксплуатационного грузооборота нетто в целом по ЗАО «НК «Казакстан темiр жолы» возрос по сравнению с аналогичным периодом 2000 года на 6,5%. Как видно из таблицы, эксплуатационный грузооборот на участках с тепловозной тягой увеличился в большой степени, чем на участках с электровозной тягой, процент увеличения соответственно составил 12,2% и 1,9%.
Плановое задание по эксплуатационному грузообороту перевыполнено на 2,3%. Причем на участках с электровозной тягой превышение планового задания составило 2,4%, а на участках с тепловозной тягой – на 2,2%.
Доля электровозной тяги в эксплуатационном грузообороте составила в отчетном периоде 53,3%, это больше запланированной величины на 0,1%. По отношению к 2000 году наблюдается уменьшение удельного веса электровозной тяги в эксплуатационном грузообороте на 2,3%.
В 2011 году по сравнению с 2000 годом наблюдается рост пробегов локомотивов. При увеличении линейного пробега локомотивов относительно прошлого года на 5,6%, пробег локомотивов во главе поездов возрос на 6,3%. Это объясняется уменьшением доли непроизводительного вспомогательного пробега локомотивов (который равняется в отчетном периоде 15,6%) в линейном – на 0,5% (в абсолютном выражении). Заметим, что вспомогательный пробег электровозов за отчетный период снизился до 16,2% (при прошлогоднем значении 16,9%), а тепловозов – до 15,0% (при прошлогоднем значении 15,4%).
Таким образом, абсолютное и относительное уменьшение вспомогательного пробега в динамике получено на участках, обслуживаемых как электровозами, так и тепловозами.
Превышение плана по линейному пробегу локомотивов на 1,8% сопровождалось перевыполнением плана по пробегу во главе поездов на 0,3%. Такой непропорциональный рост линейного пробега относительно пробега по сравнению с планом. Так, доля вспомогательного пробега в линейном пробеге локомотивов возросла против запланированной величины на 1,3% в абсолютном выражении, из них: электровозов – на 1,6% и тепловозов – на 1,0%.
Поездной пробег локомотивов возрос относительно плана на 0,3% при увеличении грузооборота брутто на 2,3%. Относительная экономия пробега обусловлена повышением массы поезда брутто на 1,9%.
На участках с электровозной тягой за счет эффективного использования локомотивов получена экономия локомотиво-км линейного пробега (в абсолютном выражении) в количестве 564,6 тыс. в том числе во главе поездов 257,9 тыс. лок-км. В большей степени экономия обусловлена увеличением средней массы поезда брутто на 11 т. или 0,3%.
Общий перерасход пробега электровозов составил 169,5 тыс. лок-км. На 31,4% в абсолютном выражении сократился пробег электровозов, используемых в двойной тяге. Пробег электровозов, действующих по системе многих единиц, напротив, возрос на 7,4%, что дало перерасход 156,7 тыс. лок-км в этом виде пробега. Реализация мероприятий по улучшению эксплуатационной работы позволила сократить пробег электровозов в одиночном следовании на 341,3 тыс. лок-км.
Линейный пробег тепловозов возрос в динамике вследствие увеличения объема перевозочной работы (грузооборота брутто) на 3950,1 тыс. лок-км в абсолютном выражении. Одновременно с этим за счет увеличения объема работы было перерасходовано 4498,1 тыс. лок-км. Однако в связи с совершенствованием поездной работы было сэкономлено 548,0 тыс. лок-км.
Перерасход пробега тепловозов за счет увеличения объема перевозочной работы допущен по всем видам пробега. Как позитивный факт можно отметить, что улучшение в организации эксплуатации тепловозов дало экономию пробега в одиночном следовании 363,5 тыс. лок-км и во главе поездов 330,8 тыс. лок-км.
В целом линейный пробег локомотивов увеличился относительно прошлого года на 4119,6 тыс. лок-км в абсолютном выражении. За счет увеличения объема перевозочной работы был допущен перерасход 5232,2 лок-км линейного пробега, а за счет более рационального использования локомотивов удалось сэкономить 1112,6 лок-км.
На протяжении десятилетий электрическая тяга доказывала свою надежность и жизнеспособность. Поэтому сегодня настала пора более активно распространять электрификацию на грузонапряжённые участки. При реализации программы модернизации транспорта страны проект электрификации железнодорожного транспорта занимает не последнее место. Задачи данного проекта – определить полигоны электрификации железных дорог, сроки ввода отдельных линий и участков, потребные инвестиции, экономию эксплуатационных расходов.
В среднем по сети себестоимость перевозок электрической тягой ниже, чем при тепловозной, на 60%. Серьезное преимущество электрической тяги – экономия нефтяного топлива, мировые запасы которого ограничены. Также преимуществом электрической тяги в настоящее время является неудовлетворительное состояние тепловозного парка, изношенность которого составляет в среднем по сети около 75%. Ежегодная экономия эксплуатационных расходов на электротяге относительно тепловозной составляет нескольким больше миллиона тенге. Следовательно, затраты на электрификацию окупятся примерно за 7 лет, а возможно, и раньше, так как экономическая эффективность электротяги быстро нарастает.
Возможности дальнейшего перевода вагонопотоков с тепловозных на существующие электрифицированные ходы ограничены, да и не всегда целесообразны по условиям сохранения жизнедеятельности некоторых направлений, а также по специальным условиям. Существенно увеличить загрузку полигона электрической тяги можно дальнейшей электрификацией ряда железнодорожных линий и участков.
Переводить на электрическую тягу, в первую очередь, надо наиболее загруженные направления и участки, а также соединительные линии между электрифицированными направлениями для унификации видов тяги. Электрификация предусматривается, в основном, на переменном токе. Это около 90% протяжения, преимущественно, по системе с экранирующими и усиливающими проводами, что уменьшает количество тяговых подстанций и затраты на внешнее электроснабжение.
При организации скоростного движения на участке Алматы-Астана, учитывая электрификацию данного направления, необходимо приобрести тяговый подвижной состав, отвечающий современным требованиям по воздействию на путь и технико-экономическим параметрам. Правильный выбор серии электровоза будет способствовать повышению эффективности использования электровозов и снижению затрат на текущее содержание электровозов и пути.
5.3 Определение эффективности применения электровоза ВЛ40М
Произведем расчет эксплуатационного парка пассажирских поездов, необходимого для обслуживания поездов на участке Алматы-Чу. Количество пар поездов в сутки в пассажирском движении примем равным 22 парам. Расчет проводим для режима минимального времени хода.
Для электровоза ВЛ80 С:
Общее время хода поезда на участке Алматы-Чу составило:
в четном движении - 3,87 ч,
в нечетном движении - 4,01 ч.
Время хода поезда по участку Алматы-Чу:
, (5.1)
в четном движении - км/ ч,
в нечетном движении - км/ ч.
Участковая скорость равна: Участковая скорость движения рассчитывалась по формуле:
, км/ч, (5.2)
где - техническая скорость, км/ч.
в четном движении - км/ ч,
в нечетном движении - км/ ч.
Количество локомотивов, необходимое для обслуживания поездов определяем по формуле:
, (5.3)
где - коэффициент потребности локомотивов на пару поездов;
- количество пар поездов в сутки.
Коэффициент потребности зависит от времени полного оборота локомотива и определяется так:
, (5.4)
где - длина участка обращения локомотива, км;
, -участковая скорость соответственно по направлениям, км/ч;
=1,5 - суммарное время нахождения локомотива в пунктах оборота, ч;
=1,5 - время простоя локомотива с поездом на станции основного депо, ч.
(5.5)
локомотивов
Для электровоза ВЛ40М:
Общее время хода поезда на участке Алматы-Чу составило:
в четном движении - 3,9 ч,
в нечетном движении - 4,08 ч.
Время хода поезда по участку Алматы-Чу:
в четном движении - км/ ч,
в нечетном движении - км/ ч.
Участковая скорость равна:
в четном движении - км/ ч,
в нечетном движении - км/ ч.
Коэффициент потребности
локомотивов.
Как видно из расчета, на показатели использования локомотивов на участке Алматы-Чу замена электровозов ВЛ80 на ВЛ40 повлияла не существенно. Участковая скорость снизилась на 0,8 %, эксплуатируемый парк на 1 %.
Определим общий и удельный расход электроэнергии на тягу поездов для обоих электровозов.
Удельный расход электроэнергии на тягу поездов определялся по формуле:
, кВт/104ткм, (5.6)
где - расход электроэнергии на тягу, кВт;
- масса поезда, т;
- длина участка, км.
кВт, кВт/104 ткм
кВт, кВт/104 ткм
Расход электроэнергии на собственные нужды составил для электровозов ВЛ80 46,64 кВт ч, для ВЛ40 -23,32кВт ч
Увеличение эксплуатационных расходов, связанных с увеличением расхода электроэнергии, составило
тенге/сутки
млн. тенге/год
Снижение экономического эффекта от внедрения электровоза вызвано увеличением эксплуатационных расходов, связанных с увеличением потребления электрической энергии на тягу поездов. Повышение потребления электроэнергии электровозом ВЛ40 связано с тем, что он имеет меньшую силу тяги. В следствие с этим на участке Алматы –Чу электровоз ВЛ40 двигался дольше в режиме тяги, а электровоз ВЛ80 - в режиме выбега.
Дата добавления: 2015-01-30; просмотров: 80 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |