Сбережению электроэнергии - повышенное внимание!
Как известно, на тягу поездов приходится основной расход энергоресурсов в ОАО «РЖД». Благодаря целенаправленной работе в 2006 — 2010 гг. удалось значительно сократить энергоемкость перевозочного процесса. Так, устойчивое снижение удельных расходов за данный период составило:
- в электротяге — на 2 % (со 117,2 до 115,2 кВт-ч/10 тыс. т-км брутто);
- в теплотяге — на 7 % (с 67,1 до 63 кгут/10 тыс. т км брутто).
Сэкономлено 645 млн. кВт-ч электроэнергии и 164 тыс. т дизельного топлива на общую сумму 3,9 млрд. руб.
Таких результатов удалось добиться за счет реализации ряда мероприятий: организации работы по эффективному использованию рекуперативного торможения и достижения по итогам 2010 г. объема рекуперации 1,1 млрд. кВт-ч на сумму 2,3 млрд. руб. Впервые в истории Компании рекуперация электроэнергии превысила 1 млрд. кВт-ч;
организации достоверного контроля соответствия количества заправленного (отчет формы ТХО-16) и израсходованного дизельного топлива на тяговые нужды (отчет формы ТХО-2);
внедрения и организации эффективного использования 2766 систем АПК «Борт», РПРТ и РПДА-Т, снижения удельного расхода дизельного топлива на маневровую работу на 16,4 % — с 466,6 до 400,9 к гут/100 лок-км;
обеспечения эффективной эксплуатации более 500 секций модернизированных тепловозов ТЭ10 и М62 с заменой двухтактных дизелей 10Д 100 и 14Д40 на четырехтактные Д49, снижения удельного расхода дизельного топлива в грузовом движении на 6,3 % — с 45,7 до 42,8 кгут/10 тыс. т км брутто;
использования 3 тыс. систем автоведения УСАВП со снижением удельного расхода электроэнергии на 3,9 % — с 137,6 до 132,2 кВт-ч/10 тыс. т-км брутто.
Вместе с тем, ниже ожидаемых результатов работает система прогрева маневровых тепловозов «Гольфстрим». Так, за 2010 г. 154 системы сэкономили только 431 т дизельного топлива — 2,8 т на каждую. Причинами явились низкая надежность системы и неудовлетворительная организация ее обслуживания. По состоянию на 1 января 2011 г. были неисправны 20 установок «Гольфстрим» (13 % от общего числа). В хозяйстве необходимо организовать постгарантийное обслуживание систем прогрева тепловозов. Данная работа в Дирекции тяги ведется, и в ближайшее время проект соответствующего регламента будет направлен причастным организациям для согласования.
Сокращение затрат энергоносителей на горячий простой является приоритетной задачей Дирекции тяги. В настоящее время локомотивы, занятые на грузовой работе, находятся в движении менее 12ч — 11,9ч в электротяге и 9,6 ч в теплотяге. Как следствие, нерационально используются энергоносители и рабочее время локомотивных бригад, снижается ресурс локомотивов.
Важно знать, где происходят основные потери времени. Анализ бюджета времени локомотивов выявил, что в 2009 — 2010 гг. произошел рост простоев локомотивов на станционных путях. По итогам декабря 2010 г. на промежуточных станциях и станциях оборота электровозы находились в среднем за сутки 7,2 ч, а тепловозы — 8,1 ч. Сокращение простоев локомотивов является приоритетной задачей и может быть реализовано за счет оптимизации работы станций.
Как указывалось ранее, в 2010 г. удалось добиться значительного роста объемов рекуперации электроэнергии. При этом удельная рекуперация составила 3,3 кВт-ч/10 тыс. т-км брутто, что выше уровня 2006 г. на 24,9 % (2,6 кВт-ч/10 тыс. т-км — минимальный уровень за всю историю ОАО «РЖД»), Объем рекуперации за этот период возрос на 28,3 % — с 844 млн. до 1,1 млрд. кВт-ч электроэнергии.
Указанных результатов удалось добиться за счет реализации ряда мероприятий. На заседании Центральной комиссии по рациональному использованию топливно-энергетических ресурсов, прошедшем под председательством старшего вице-президента ОАО «РЖД» В.А. Гапановича 15 марта 2006 г. (протокол № ВГ-121/пр) дорогам было поручено организовать восстановление схем рекуперативного торможения на всем парке электровозов.
Из-за неудовлетворительных темпов оздоровления рекуперации было решено при капитальных ремонтах на заводах ОАО «Желдорреммаш» в качестве дополнительных работ восстанавливать не только неисправные схемы, но и производить необходимые запасные части схем рекуперативного торможения для нужд депо. Еще одной мерой повышения эффективности рекуперации стало установление с 2008 г. заданий дорогам по возврату электроэнергии в контактную сеть.
Чтобы организовать восстановление неисправных схем рекуперативного торможения в условиях депо и последующее содержание их в исправном состоянии, в рамках корпоративного заказа Дирекции по ремонту тягового подвижного состава предоставлена возможность заказывать необходимое оборудование, производимое на заводах ОАО «Желдорреммаш», и в Росжелдорснабе.
Вместе с тем, неудовлетворительно организовано восстановление рекуперативного торможения на Октябрьской (128 разоборудованных электровозов, или 67,4 % парка машин ВЛ10 и ВЛ10У), Московской (219 локомотивов — 52,8 % парка ВЛ10 и ВЛ11 всех индексов) и Свердловской (220 электровозов — 30,2 % парка ВЛ11 всех индексов) дорогах. Примером для данных дорог могут служить Куйбышевская, Южно-Уральская и Западно-Сибирская дороги, где был восстановлен практически весь парк грузовых локомотивов постоянного тока.
На участках обращения электровозов переменного тока на электровозах ВЛ80Р и ВЛ85 наиболее слабым звеном является блок балластных резисторов (ББР). Система регулирования электровоза в режиме рекуперации позволяет доводить ток ББР до 1400... 1600 А. Однако при таких нагрузках ББР выходит из строя, имеется значительный риск возникновения пожара на локомотиве.
В 2010 г. в рамках плана научно-технического развития ОАО «РЖД» специалисты Иркутского государственного университета путей сообщения по заданию Дирекции тяги разработали «Автоматический регулятор защиты от перегрузок блока балластных резисторов (ББР) электровоза ВЛ80Р». Проект распоряжения о внедрении данной инновации направлен в Департамент технической политики и Дирекцию по ремонту тягового подвижного состава для согласования. Реализация данного мероприятия позволит обеспечить работоспособность рекуперативного торможения на электровозах переменного тока ВЛ80Р.
Другим мероприятием, обеспечившим рост рекуперации, явилась поставка новых электровозов, таких как 2ЭС5К, ЗЭС5К, Э5К, 2ЭС4К, 2ЭС6, ЭП1М, ЭП1П и модернизация старых серий ВЛ80ТК, ВЛ80СК, ВЛ 10К, ВЛ 10УК и ВЛ 11 К. В грузовом движении данные локомотивы продемонстрировали эффективность рекуперации электроэнергии до двух раз больше в сравнении с локомотивами старых серий.
Электровозы ЭП1 всех индексов доказали, что в пассажирском движении использование рекуперативного торможения является весьма эффективным решением. Возврат электроэнергии достигает 5... 7 % (6... 12 кВт-ч/10 тыс. т км брутто) от общего потребления электроэнергии на тягу поездов. Наибольшего эффекта удается добиться в сочетании с системой автоведения. В сравнении с ручным режимом удельная рекуперация электроэнергии при использовании автоведения свыше 75 % — до 30 %.
В то же время пассажирские электровозы ЭП2К поставляются с реостатным торможением, но без рекуперации. Если бы парк электровозов ЭП2К был оборудован рекуперативным тормозом, то только в 2010 г. было бы дополнительно возвращено в контактную сеть более 7 млн. кВт-ч электроэнергии стоимостью 14 млн. руб.
Системами автоведения УСАВП-П в 2011 г. будет оборудован весь парк пассажирских электровозов. За последние годы удалось добиться значительного прогресса в качестве работы программного обеспечения, повышена надежность оборудования, строится система технического обслуживания. Если в 2007 г. количество неисправных систем УСАВП-П превышало 50 %, то в настоящее время оно снижено до 8,2 %.
В результате проведенной работы экономия электроэнергии по итогам 2010 г. в расчете на одну систему составила 55 тыс. кВт-ч (4,5 %) на сумму 145 тыс. руб. Всего с использованием системы УСАВП-П в прошедшем году было сэкономлено 108 млн. кВт-ч на сумму 245 млн. руб., а использование автоведения достигло 71,8 %.
В то же время, на грузовых электровозах система УСАВП-Г работает неудовлетворительно. В автоведении удельный расход выше, чем в ручном режиме на 0,8 %, использование составляет только 31,7 %. Причиной является нерациональное ведение поезда системой УСАВП-Г: рассчитывая энергооптимальные режимы ведения поезда, система не учитывает продольно-динамические силы. Машинист вынужден постоянно вмешиваться в работу автоведения, корректируя максимальные токи и время проследования станций. До устранения замечаний поставлять систему УСАВП-Г нецелесообразно.
Теплотяга в общем объеме перевозочной работы ОАО «РЖД» составляет только 14,9 %. Однако затраты на дизельное топливо сопоставимы с затратами на электроэнергию.
Наиболее эффективными мероприятиями, как указывалось ранее, явились:
- внедрение систем регистрации параметров работы тепловозов и учета дизельного топлива РПРТ, РПДА-Т и АПК «Борт»;
- модернизация тепловозов ТЭ10 и М62 с заменой двухтактных дизелей 10Д 100 и 14Д40 на четырехтактные Д49 исполнения 3.
Использование 1671 системы
АПК «Борт» позволило сэкономить в 2010 г. 12,4 тыс. т дизельного топлива (7,4 т на одну систему) на сумму 170 млн. руб. Внедрение 951 систем РПРТ, РПДА-Т имело несколько меньший эффект — 3,1 тыс. т (3,3 т на одну систему) на сумму 46,4 млн. руб.
Повышение эффективности систем учета дизельного топлива возможно при реализации проекта Автоматизированной системы мониторинга работы тепловозов (АСМРТ), разрабатываемой специалистами ОАО «НИИАС», Дирекции тяги и Управления планирования и нормирования материально-технических ресурсов. Создается единая база данных, регистрируемых системами РПРТ, РПДА-Т и АПК «Борт». В дальнейшем информация может быть использована для передачи в базу ИОММ, анализа загрузки тепловозов и оценки их технического состояния.
С 2010 г. началось внедрение на тепловозах ТЭП70 системы автоведения
УСАВП-Т с регистратором параметров работы и учета дизельного топлива
РПДА-Т. Первые 18 локомотивов были оборудованы на Приволжской дороге. Ожидаемая эффективность использования данных систем составляет 3... 4 %.
Использование современных дизелей на тепловозах позволяет значительно сократить потребление топлива. Ежегодно на локомотиворемонтных заводах проходит модернизацию 100 — 120 секций тепловозов ТЭ10 и М62 с заменой двухтактных дизелей 1 ОД 100 и 14Д40 на четырехтактные Д49 исполнения 3. Замена каждого двухтактного дизеля на четырехтактный позволяет сократить потребление дизельного топлива на 60... 120 т в год.
Только за 2010 г. данная мера привела к экономии 45 тыс. т дизельного топлива на сумму 712 млн. руб. Полная замена двухтактных дизелей на четырехтактные позволит сократить годовое потребление дизельного топлива на 270 тыс. т на сумму 4,3 млрд. руб. Аналогичный эффект даст и поставка новых грузовых тепловозов 2ТЭ116У, 2ТЭ25К и 2ТЭ25А.
Удельный расход дизельного топлива на пассажирских тепловозах ТЭП70БС с системой отопления пассажирских вагонов на 1... 2 % больше по сравнению с аналогичным показателем локомотивов ТЭП70. Система отопления пассажирских вагонов требует дополнительных затрат дизельного топлива, однако на практике не используется. Инфраструктура неэлектрифи-цированных участков не позволяет подключать электропитание вагонов напряжением 3000 В при использовании однопроводной схемы.
Кроме того, установленный на тепловозах
ТЭП70БС шестнадцатицилиндровый дизель типа Д49 относится к исполнению 2, а не к более современному третьему (удельный расход дизельного топлива при номинальной мощности 208 против 196... 198 г/кВт ч у дизеля исполнения 3). Другая модификация ТЭП70 — тепловоз ТЭП70У при равной с ТЭП70БС мощности оснащен дизелем Д49 исполнения 3. В результате удельный расход дизельного топлива снизился на 2... 4 %.
Маневровые тепловозы ТЭМ18ДМ в сравнении с серийными ТЭМ2 являются более энергоемкими на 10... 15 %. Дизель-генератор 1-ПДГ4 был разработан на основе дизеля Д50, в основе которого лежит американский дизель Alco, созданный в 20-х годах прошедшего столетия. На Брянском машиностроительном заводе в настоящее время разрабатывается согласованный с Дирекцией тяги проект тепловоза
ТЭМ18В с дизелем
W6L20LA производства компании «Вяртсиля» (Финляндия).
На его базе в дальнейшем будет построен тепловоз ТЭМ10ВА мощностью 1000 кВт с асинхронными тяговыми двигателями. У локомотивов ТЭМ 18В и ТЭМ 10BA потребление дизельного топлива на холостом ходу составит всего 4,9 кг/ч, что сопоставимо с потреблением дизельного топлива системой прогрева «Гольфстрим». Кроме того, на тепловозе ТЭМ10ВА в качестве охлаждающей жидкости предусмотрен антифриз.
Другим направлением является разработка двухдизельных маневровых тепловозов
ТЭМЗЗ. Ожидаемая энергетическая эффективность новых маневровых машин по сравнению с ТЭМ2 — 10... 15 %.
Начиная с 2011 г., специалистам Дирекции тяги ОАО «РЖД» предстоит выполнить серьезный объем работ, призванный повысить энергоэффективность локомотивного хозяйства. К числу первоочередных задач относятся:
- продолжение работ по повышению эффективности рекуперации электроэнергии до 5... 6 кВт ч/10 тыс. т-км брутто в 2015 г.;
- оборудование всего парка тепловозов системами регистрации параметров работы и учета дизельного топлива;
- поставка на сеть дорог новых локомотивов с улучшенными энергетическими характеристиками;
- внедрение в промышленную эксплуатацию АСМРТ;
- установка на тепловозах систем прогрева после устранения всех имеющихся замечаний или выхода на рынок новых разработчиков;
- модернизация тепловозов ТЭ10 и М62 с заменой двухтактных дизелей 10Д 100 и 14Д40 на четырехтактные Д49 исполнения 3;
- создание системы учета расхода электроэнергии на тяговом подвижном составе, которая отвечает требованиям коммерческого учета.
В.Н. Игин, и. о. главного инженера Дирекции тяги ОАО «РЖД»
