Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Электрификация железной дороги

Читайте также:
  1. Безопасность при основных работах (земляного полотна, дорожной одежды, отделочные работы и обустройство дороги)
  2. Временные дороги на строительных площадках.
  3. Договор с железной дорогой
  4. Дороги II т.к. в Нижнетавдинском районе
  5. Дороги и коммуникации в городской среде
  6. ДОРОГИ, ВЕДУЩИЕ В НИКУДА
  7. ДОРОГИ, ВЕДУЩИЕ К СМЫСЛУ
  8. Законы дороги. Негласные ПДД
  9. Запоминай, Котёнок, это называется светофор. Он хозяин дороги.
  10. Защита кабельных линий от опасного влияния электрифицированной железной дороги редукционными трансформаторами

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




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.018 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав