[07-2013] Рекуперация электроэнергии - основное направление энергосбережения

[Admin]

Рекуперация электроэнергии - основное направление энергосбережения

С сетевой школы

На сетевой школе, состоявшейся в начале июня текущего года в эксплуатационном локомотивном депо Туапсе, участники обсудили актуальные проблемы повышения уровня энергии рекуперации и эффективности ее использования. В совещании приняли участие руководители и специалисты локомотивного комплекса, Департамента технической политики и Управления планирования и нормирования материально-технических ресурсов ОАО «РЖД», Северо-Кавказской дороги, ведущие сотрудники научных организаций, машиностроительных и ремонтных предприятий.

С приветственным словом к ее участникам обратился заместитель главного инженера Северо-Кавказской дороги М.А. ЩЕРБАКОВ. Председательствовал на школе и.о. главного инженера Дирекции тяги ОАО «РЖД» Е.А. САМСОНОВ.

В своем выступлении Евгений Анатольевич отметил, что Дирекцией тяги, начиная с 2009 г., регулярно проводятся сетевые школы по вопросу повышения энергетической эффективности рекуперативного торможения. Одной из приоритетных задач Дирекции, наряду с обеспечением безопасности движения, является повышение эффективности ресурсосбережения в локомотизной тяге.

На этом направлении с 2004 г., когда образовалась Компания, в локомотивном хозяйстве накоплен значительный опыт и получены положительные результаты (рис. 1). Удельный расход электроэнергии снижен на 8,8 % (со И9,7 кВт-ч/изм. до 109,2), а в теплотяге — на 8,3 % (с 68,3 кг ут/изм. ДО 62,6).

За 5 мес. 2013 г. удельный расход электроэнергии на тягу поездов снижен на 0.4 % (со 111,3 кВт-ч/лзм. до 111), а дизельного топлива — на 1,1 % (с 62,8 кг ут/изм. до 62,1). На рис. 2 представлено выполнение нормативов расхода электроэнергии на тягу поездов.

Докладчик особо отметил тот факт, что, локомотивное хозяйство Дирекции тяги является одним из крупнейших на сети потребителей электрической энергии рекуперации.

С 2003 по 2012 гг. удельная рекуперация возросла с 3,2 до4,2 кВт-ч/изм. (31,3 %), а абсолютное значение — с 905,7 до 1404,7 млн. кВт-ч (55 %). Возврат электроэнергии в 2012 г. при плане 1,386 млрд. кВт ч составил 1,404 на сумму 3,3 млрд. руб. и имеет тенденцию к росту. На рис. 3. показана динамика энергии рекуперации за 2003 — 2012 гг.

По итогам 5 мес. 2013 г. возвращено в контактную сеть 584 млн. кВтч электроэнергии на сумму 1,4 млрд. руб. В мае при плановом задании 7 кВт-ч/10 тыс. т-км брутто значение удельного показателя рекуперации выросло на 4,1 % и достигло 7.3 кВт-ч/10 тыс. т-км брутто.

В контактную сеть, при плане 86,1 млн. кВт ч возвращенэ 89,7 на сумму 211,5 млн. руб.

Не выполнен план возврата электроэнергии Красноярской дирекцией тяги (в объеме 1,4 млн, кВт-ч на сумму 3,2 млн. руб.), Приволжской (0,52 млн. кВтч на 1,2 млн. руб.). Северной (0,22 млн. кВт-ч на 0,51 млн. руб.) и Западно-Сибирской (0,13 млн. кВт-ч на 0,31 млн. руб.). На рис. 4 представлено выполнение нормативов удельной рекуперации электроэнергии по территориальным дирекциям тяги за 5 мес. 2013 г.

Серьезным препятствием для широкого применения рекуперации, помимо конструктивных особенностей локомотивов (рода тока, схемы и конструктивные особенности системы рекуперации), является значительное разнообразие модификаций тягового электроснабжения и, как следствие, технологий рекуперации:

- на однопутных, двухпутных и трехпутных участках;

- в системах тягового электроснабжения 50 Гц, 25 кВ и 2x25 кВ;

- на горных, переменного профиля и равнинных участках,

- на участках, приближенных к мощным генераторам энергосистем и наоборот, работающих в условиях дефицита электроэнергии, наличия длинных линий электроснабжения и удаленных;

- на участках с кратной тягой с головы поезда, а также с тягой «голова — хвост толкание», имеющих свои особенности рекуперации;

- при ведении пассажирских поездов.

К специфическим особенностям применения рекуперации также следует отнести использование комбинированного торможения (рекуперативно-пневматического).

Учет многообразной специфики рекуперации электроэнергии требует для обеспечения безопасности движения создания серьезного руководящего документа. Его разработка, при участии присутствовавших на школе, станет ощутимым вкладом о повышение безопасности движения и энергоэффективности локомотивов.

Обеспечение устойчивости работы электровозов в режиме рекуперации является одной из основных задач в реализации его расчетных характеристик. При движении локомотива е режиме рекуперации могут происходить его срывы, броски токов, которые не только нарушают алгоритм ведения поезда, а с ним и планируемый баланс между затратами энергии на тягу и возврат ее за поездку, но и создает у машиниста психологическую неуверенность в применении рекуперативного торможения. Более того, у него возникает и негативное отношение к режиму в целом.

За 2012 г. Дирекцией тяги совместно с Дирекцией по ремонту тягового подвижного состава и ОАО «Желдорреммаш» восстановлено около 350 схем рекуперативного торможения. На 1.06.20)3 г. число неисправных электровозов насчитывается около 370 ед. На рис. 5 представлено техническое состояние систем рекуперативного торможения по территориальным дирекциям тяги.

Как уже ранее неоднократно отмечалось в соответствующих документах ОАО «РЖД», продолжил Е.А. Самсонов, рекуперативное торможение является не только энергосберегающим мероприятием, но и важнейшим элементом обеспечения безопасности движения поездов.

Наиболее актуальными мероприятиями, направленными на повышение эффективности рекуперативного торможения, как энергосберегающего мероприятия, так и средства обеспечения безопасности движения, являются:

Г обучение и стимулирование локомотивных бригад на основе положения от 29.11.2012 № ЦТ-116р;

- восстановление разоборудованных систем рекуперации;

- настройка неисправных систем рекуперации;

- поставка новых рекуперирующих электровозов.

Решение организационных вопросов повышения эффективности рекуперации, так же как и вопросы ведения поездов в режиме рекуперации имеют свою специфику. Так, передислокация 18 электровозов серии ВЛ80Р с Красноярской дороги на другие и, как следствие, сокращение объема абсолютной рекуперации требует поисков дополнительных путей по выполнению плановых заданий. Похожие задачи стоят и по повышению эффективности рекуперации новых электровозов серии 2ЭС6 на Свердловской, Западно-Сибирской и Южно-Уральской дорогах.

Обучение локомотивных бригад остается приоритетной задачей Дирекции тяги. Однако данный вопрос возможно решать только в комплексе. Например, на Московской дороге значительное число электровозов с неисправной схемой рекуперации не позволяет локомотивным бригадам поддерживать навыки управления режимом рекуперации на должном уровне.

В заключении своего выступления Е.А. Самсонов обратил особое внимание слушателей на новые разработки научных организаций, позволяющие значительно повысить эффективность рекуперации. В первую очередь к ним относятся:

О статический преобразователь для электровозов ВЛ10 и ВЛ 11, разработанный ОАО «ВНИИЖТ» (г. Москва) , и ООО «НПО „САУТ"» (г. Екатеринбург);

О электронный шунт взамен индуктивного ИШ-95 для грузовых электровозов переменного тока ВЛ80 всех индексов, разработанный ПКБ ЦТ совместно с ООО «НЛО „Сатурн”» (г. Санкт-Петербург).

По результатам опытной эксплуатации данные устройства, установленные на локомотивах, позволят значительно повысить эффективность использования рекуперативного торможения.

С подробным докладом по повышению энергетической эффективности перевозочного процесса перед участниками сетевого совещания выступил начальник топливно-энергетического отдела Дирекции тяги В.Н. Игин.

Эффективная работа и использование в полном объеме ресурсосберегающих технических средств, сказал Валерий Николаевич, — залог экономии топливно-энергетических ресурсов. На рис. 6 представлено состояние на 1.06.2013 г. ресурсосберегающих технических средств.

В настоящее время на локомотивах установлены 3422 системы автоведения, в том числе на пассажирских локомотивах 2326 (68 %), а на грузовых — 1096 (32 %). Однако не все они находятся в технически исправном состоянии. Система автоведения не действует на 91 локомотиве (2,6 %), в том числе на пассажирских локомотивах — 33 системы (1,4 %), грузовых — 58 (5,3%).

Неэксллуатируемый парк локомотивов с системой автоведения составляет 156 ед. (4,5 %), в том числе пассажирские — 134 системы (5,7 %), грузовые — 22 (2 %).

За 5 мес. 2013 г. по данным дирекций тяги при использовании систем автоведения достигнутая эффективность на весь парк локомотивов, оборудованных ею, составила:

- УСАВП-П — 35 млн. кВт ч на сумму 82,5 млн. руб.;

- УСАВП-Г — 2,6 млн. кВт ч на сумму 6 млн. руб.;

- УСАВП-Т— 109,2 т на сумму 3,2 млн. руб.

Процент использования данных систем в режиме автоведения от общего линейного пробега составил;

- УСАВП-П — 70,2 % (наибольший показатель в дело Лихая — 96,7 % и Кавказская — 92 % Северо-Кавказской дирекции тяги, Челябинск — 86,1 % и Карталы - 95,3% Южно-Уральской дирекции тяги, а наименьший процент — в депо Киров — 24,6 % и Красноуфимск — 27,5% Горьковской дирекции тяги, Вязьма — 10,1 % и Рязань - 27,4 % Московской дирекции тяги);

- УСАВП-Г — 12,5 % (наибольший процент в депо Курган — 65,7 % Южно-Уральской, Омск — 33,2 % Западно-Сибирской дирекций тяги, а наименьший в депо Лянгасово — 0,2 % Горьковской, Буй — 0,8 % и Лоста — 0,6 % Северней дирекций тяги);

- УСАВП-Т — 31,1 % (наибольший показатель в депо Котлас — 50,0 % Северной дирекции тяги, а наименьший в дело Елец — 13,6 % Юго-Восточной и депо Саратов -26,9 % Приволжской дирекций тяги).

Большое значение в стратегии ресурсосбережения, продолжил В.Н. Игин, имеет аппаратно-программный комплекс (АПК) «БОРТ», который предназначен для диагностирования и управления теплотехническим состоянием дизель-генераторных установок. В настоящее время комплекс установлен на 2655 локомотивах, в том числе на маневровых — 1914 ед. (72,1 %), грузовых — 741 (27,9 %). Эксплуатируемый парк локомотивов с неисправной системой составляет 180 локомотивов (6,8%), в том числе маневровые — 97 ед. (5,1 %), грузовые - 83 (11,2 %).


Неэксплуатируемый парк локомотивов с системой АПК «БОРТ» насчитывает 145 локомотивов (5,5 %), в том числе маневровые — 116 систем (6,1 %), грузовые — 29 (3,9%).

За 5 мес. текущего года эффективность АПК «БОРТ» на весь парк локомотивов, оборудованных сие^мой, составила:

- в грузовом движении 3,4 тыс. т на сумму 101,4 млн. руб. (7,9 % от общего расхода);

- в маневровом движении 3,1 тыс. т на сумму 90,5 млн. руб. (5,9 % от общего расхода).

Автоматизированная система учета, контроля и анализа расхода дизельного топлива тепловозами, получившая название регистратор параметров работы тепловоза (РПРТ), установлена на 1384 локомотивах, в том числе на маневровых — 1271 система (91,8 %), на грузовых — 113 (8,2%). Эксплуатируемый парк локомотивов с неисправной системой РПРТ составляет — 171,5 ед. (12,4 %), в том числе маневровые — 165 систем (13 %), грузовые — 6,5 (5,8 %).

Неэксплуатируемый парк локомотивов с системой РПРТ насчитывает 90 тепловозов (6,5%).

За 5 мес. 2013 г. эффективность РПРТ на весь парк локомотивов, оборудованных системой, составила:

- в грузовом движении 0,8 тыс. т на сумму 22,8 млн. руб. (5,1 % от общего расхода);

- в маневровом — 5,6 тыс. т на сумму 167 млн. руб. (4,8 % от общего расхода).

Неменьшее значение, отметил докладчик, придается и измерительной системе для автоматизированного контроля параметров тепловоза (АСК ВИС) в реальном масштабе времени. На данный момент установлено 624 системы АСК ВИС на тепловозах Октябрьской дирекции тяги, в том числе маневровых — 18 систем (2,8 %), грузовых — 606 (97,2 %).

Эксплуатируемый парк локомотивов с неисправной системой составляет — 116 ед. (18,6 %). Неэксплуатируемый парк локомотивов с системой АСК ВИС составляет 78 локомотивов (12,5 %), в том числе маневровые — 2 системы (11,1 %), грузовые - 76 (12,5 %).

За 5 мес. 2013 г. эффективность АСК ВИС на весь парк локомотивов, оборудованных системой, составила:

- в грузовом движении 0,4 тыс. т на сумму 11,8 млн. руб. (2,2 % от общего расхода);

- в маневровом — 1,1 тыс. т на сумму 33 млн. руб. (4,2 % от общего расхода).

В заключение своего выступления В.Н. Игин уделил внимание автономным системам прогрева тепловозов (АСПТ). Они предназначены для поддержания температур теплоносителей неработающего дизеля маневровых и магистральных тепловозов на уровне, обеспечивающем его надежный запуск в условиях низких температур окружающей среды. В настоящее время установлено 216 таких систем, выполненных различными производителями (СПТМ — «Гольфстрим», АСПТ — «Транспортные энергетические системы», АСПТ — «ВНИКТИ», САПТ — «Рубин»).

Эффективность за 4 мес. 2013 г. на весь парк локомотивов, оборудованных системой АСПТ, составила 142,5 т на сумму 4226,5 тыс. руб. (2,1 % от общего расхода).

Приведение в исправное состояние всех вышеуказанных систем позволит более существенно снизить потребление топливно-энергетических ресурсов и позволит сэкономить для Компании значительные средства.

В рамках сетевой школы были организованы пять «круглых столов», где высококлассные специалисты тяги разработали действенные и конкретные предложения по вопросам обеспечения безопасности движения при использовании рекуперативного торможения, повышения эффективности рекуперации торможения в пассажирском и грузовом движениях, применения рекуперативного торможения на новых электровозах, улучшения системы учета и нормирования, мотивации локомотивных бригад.

Итогом сетевой школы стало решение, в основе которого предусмотрено;

* восстановление в полном объеме разоборудованных систем рекуперации;

* обязательное содержание в эксплуатации электровозов с технически исправной системой рекуперации;

* запрещение приемщикам локомотивов, локомотивным бригадам приемку электровозов после плановых видов ремонта (ТР-1, ТР-2, ТР-3 и СР) с неисправным рекуперативным тормозом, счетчиком электроэнергии режима «рекуперации»;

* обеспечение необходимым технологическим запасом комплектующих для оперативного устранения замечаний по работе рекуперативного тормоза на ПТО/1 основных и оборотных депо;

* разработка регламента взаимодействия Дирекций тяги, по ремонту тягового подвижного состава и «ТМХ-Сервис» (сервисное подразделение ЗАО
«Трансмашхолдинг») по вопросам укомплектования и поддержания схем рекуперации в технически исправном состоянии;

* проведение мониторинга работоспособности, отказов схем рекуперативного торможения на электровозах и предоставления данных заводу-изготовителю для внесения в нее изменений и доработок;

* разработка единой типовой инструкции по применению рекуперативного торможения и технологии использования рекуперативного торможения при следовании на запрещающий сигнал;

* обучение локомотивных бригад на тренажерных комплексах режимам использования рекуперативного торможения и автоведения;

* введение в программу технических занятий с локомотивными бригадами темы «Использование рекуперативного торможения» (электрическая схема, нестандартные ситуации);

* обучение локомотивных бригад (с учетом опыта машинистов, добивающихся лучших показателей) навыкам эффективного использования рекуперативного тормоза при проведении целевых и контрольно-инструкторских поездок;

* разработка программного обеспечения для существующих тренажеров в части обучения применению рекуперации с имитацией реальных условий эксплуатации;

* обязательное наличие на тренажерах новых локомотивов функции рекуперативного торможения, автоведения и моделирования нештатных ситуаций, а также отказов оборудования;

* составление перечня действующей в ОАО «РЖД» нормативной документации по нормированию энергоресурсов (распоряжения, методики);

* разработка методики нормирования заданий по возврату электроэнергии и максимально возможному объему рекуперации;
* стимулирование локомотивных бригад за эффективное использование рекуперативного торможения;

* определение участков применения рекуперации и проведение обучения работников аппарата движения пропуску поездов с учетом максимальной эффективности;

* проведение (ЦТ, ВНИИЖТ) опытных поездок с использованием тягово-Энер-гетических лабораторий для определения продольно-динамических напряжений в составах разнородных грузовых поездов, исключающих риски выдавливания вагонов при следовании на всевозможных уклонах и различных усилиях электрического тормоза;

* ООО «АВП Технология» на основании опытных поездок усовешенствовать управляющую программу в плане максимального использования рекуперативного торможения на обслуживаемых участках, а также при следовании к местам временного ограничения скорости, исключив совмещенное торможение;

* замена электромашинных преобразователей НБ-436 на статические на грузовых электровозах постоянного тока;

* оборудование электровозов

ВЛ80С, ВЛ80Т индуктивными шунтами по проекту Проектно-конструкторского бюро локомотивного хозяйства (ПКБ ЦТ);

* установка на заводском ремонте на электровозах ВЛ11 комплекта электрооборудования рекуперативного торможения (КЭРТ) по проекту ПКБ ЦТ;

* подготовка Дирекцией по ремонту тягового подвижного состава специалистов по обслуживанию и регулировке схем рекуперации.

Материалы совещания обобщил

В.А. АННИН, спец. корр. журнала

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin