ОАО «ВНИКТИ» Использование сжиженного природного газа в локомотивах. - презентация

1 ОАО «ВНИКТИ» Использование сжиженного природного газа в локомотивах

2 СТРУКТУРА ПОТРЕБЛЕНИЯ ТЭР НА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ ОАО «РЖД» в 2012 г. Дизельное топливо на тягу поездов Нетяговые нужды Электроэнергия на тягу поездов 59,659,6 40,8 40,8 млрд. кВт. ч 23,5%23,5% тыс. тут тыс. тут тыс.тут 16,9,%16,9,% 2

3 ПЕРЕХОД НА АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ВИДЫ ТОПЛИВА Стратегия инновационного развития ОАО «РЖД» (Белая Книга ОАО «РЖД») Программа инновационного развития ОАО «РЖД» Энергетическая стратегия холдинга «РЖД» Энергетическая стратегия России (утверждена распоряжением Правительства России от г. 1243р.) Концепция долгосрочного социально-экономического развития страны до 2020 г. (утверждена распоряжением Правительства России от г. 1662р.) К 2030 г. замещение 30% потребляемого тепловозами дизельного топлива природным газом Технология создания энергоэффективных двигателей и движителей для транспортных систем Стимулирование использования природного газа в качестве моторного топлива Создание локомотивов нового поколения на сжиженном природном газе 3

4 ПЕРВЫЙ В МИРЕ МАГИСТРАЛЬНЫЙ ГАЗОТУРБОВОЗ ГТ1, РАБОТАЮЩИЙ НА СЖИЖЕННОМ ПРИРОДНОМ ГАЗЕ Опытная эксплуатация на Московской железной дороге СТОИМОСТЬ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА Тип локомотива2ТЭ116ГТ1Изменение, % Стоимость жизненного цикла, млрд.руб. 1,170,98-19,4 РАСХОДЫ НА ПЕРЕВОЗКУ 1 т ГРУЗА ГТ1 НА 56% МЕНЬШЕ, ЧЕМ У 2ТЭ116 СНИЖЕНИЕ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ – более, чем в 5 раз ниже нормативных требований директивы ЕС2012 к дизелям Одним из результатов успешных испытаний ГТ1, явилось предложение от ОАО «Волгодизельмаш им. Маминых» о разработке тепловоза с газопоршневой силовой установкой Мощность силовой установки – 8300 кВт Тип турбины – НК 361 Ресурс турбины – более 100 тыс.ч Запас сжиженного природного газа – 17 т Запас хода – 800 км Обеспечено устойчивое вождение поездов весом 9 тыс. тонн на полигонах Московской и Горьковской железных дорог. Проведена модернизация тягового генератора газотурбовоза Ведется подготовка КД для серийного выпуска 4

5 Участники разработки и изготовления магистрального газотурбовоза Разработка конструкторской документации – ОАО «ВНИКТИ» (г.Коломна) Установочная серия и серийное производство – ОАО «Людиновотепловоз» (ЗАО Группа Синара) Силовая газотурбинная установка – ОАО «Кузнецов (г.Самара) Тяговый генератор - ООО «Электротяжмаш – Привод» (г.Лысьва) Криогенная емкость - ОАО «Уралкриомаш» (г.Нижний Тагил) Микропроцессорная система контроля и управления – ОАО «ВНИКТИ» (г.Коломна) Изготовление первого опытного образца – Воронежский тепловозоремонтный завод ОАО «Желдорреммаш» Криогенный насос - компания «Криомек» (Швейцария) Криогенное оборудование - ОАО «Криомаш-БЗКМ» (г.Балашиха) Для изготовления основного комплектующего оборудования газотурбовоза привлечено 43 организации, из которых 75% предприятия Российской Федерации. Технические решения защищены 20 патентами, в том числе 4 международными Программное и алгоритмическое обеспечение – ОАО «ВНИКТИ» (г.Коломна)

6 Вредные выбросы ГТД на СПГ более чем в 5 раз ниже нормативных требований директивы ЕС 2012 г. к дизелям Уровень внешнего шума соответствует нормативным требованиям ГОСТ и ГОСТ Р ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СИЛОВЫХ УСТАНОВОК ПараметрДизель (ГОСТ дизеля выпуска до 2000 г.) Дизель (директива 2004/26 ЕG с 2009г. ) Дизель (директива 2012/26 ЕG с 2012г.) ГТД НК-361 NОх, г/кВт ч 187,440,6 СО, г/кВт ч 63,540,8 Твердые частицы (сажа), г/кВт ч Не нормируется0,20,025следы 6

7 Основные результаты опытной эксплуатации газотурбовоза ГТ1h-001 на Свердловской железной дороге за 2013 год В 2013 году газотурбовозом ГТ1h-001 на Свжд выполнено 96 поездок, в т.ч.: 83 поездки - в голове поезда; 8 поездок – пересылкой; 5 поездок – резервом. Выполнена работа: 101 млн 134 тыс. ткм. брутто. Максимальный вес поезда – 8927 тонн. Средний вес поезда – 5771 тонн.

8 Оценка эффективности работы газотурбовоза ГТ1h-001 Потребный парк локомотивов для обеспечения одинакового объема перевозочной работы составляет: газотурбовозов ГТ1h - 1ед., тепловозов 2ТЭ116 – 2ед. При вождении поездов массой 6-8 тыс. т газотурбовоз в сравнении с тепловозами 2ТЭ116 при весовой норме массой 4300т на одинаковый объем работы в сопоставимых условиях обеспечивает экономию текущих расходов в размере: 3361,1 тыс. руб. или 56,2%,

9 РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММЫ ПЕРЕХОДА НА АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ВИДЫ ТОПЛИВА в 2012 г. В соответстввии с контрактом ОАО «Синара Транспортные Машины» завершает сборку. первого опытного промышленного образца магистрального газотурбовоза ГТ1h с газовой турбиной мощностью 8300 кВт, работающей на сжиженном природном газе. Подписано рамочное соглашение на изготовление 40 единиц ГТ1h до 2020 г. Нас ЗАО УК «БМЗ» выполнена сборка опытного образца маневрового тепловоза ТЭМ19 мощностью 880 кВт с газопоршневым двигателем, работающим на сжиженном природном газе. В институте ведутся пусконаладочные работы перед началом испытаний. 9

10 МАГИСТРАЛЬНЫЙ ГАЗОТУРБОВОЗ ГТ1h-002 (совместная разработка ОАО «РЖД» и ЗАО «Группа Синара») Технические характеристики Мощность, кВт8500 Количество тяговых осей16 Сила тяги длительного режима, кН700 Запас топлива, т20 Запас хода без дозаправки, км1000 Газотурбинный двигатель НК361 Блок газового оборудования Микропроцессорная система управления В 2012 г. подписано соглашение с ЗАО «Синара» о поставке до 2020 г. 40 ед. магистральных газотурбовозов. ОСНОВНЫЕ ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ Съемный танк-контейнер Гибридная силовая энергетическая установка, с накопителями электрической энергии Система газоподготовки повышенной пожаро- взрывобезопасности Срок ввода в эксплуатацию 3 кв г.

11 Эксплуатация локомотивов, работающих на СПГ, на участке Войновка – Тобольск – Сургут – Нижневартовск Полигон: 913 км Полигон: 400 км Полигон: 2542 км

12 ГАЗОТЕПЛОВОЗ, РАБОТАЮЩИЙ НА СЖИЖЕННОМ ПРИРОДНОМ ГАЗЕ (СПГ) Цистерна с запасом сжиженного природного газа (V=10м 3 ) Ресивер газовый с жидкостным теплообменником Энергетическая установка Блок аккумуляторов Блок охлаждения теплоносителей двигателя Электро- оборудование Агрегат компрессорный АКВ 3,5 Электро- оборудование Газопоршневой двигатель ПараметрыГазотепловоз ТЭМ19 Тепловоз ТЭМ18Д Род службыманевровый и вывозной Мощность по двигателю, кВт (л.с.)1000 (1360)882 (1200) Энергетическая установкаГазопоршневой двигатель Дизель 1-ПД4Д Конструкционная скорость, км/ч, не более 100 Сила тяги расчетного режима, кН (тс) 206 (21) Скорость расчетного режима, км/ч11,9 Сила тяги при трогании с места, кН (тс), не менее 319 (32,5) Габарит тепловоза по ГОСТ ВМ Топливо, кгCжиженный природный газ (СПГ), 5000 Дизельное топливо, 5400 Минимальный радиус проходимых кривых, м 80 Выбросы вредных веществ, тонн в год: CO8,515,6 NOx636,6 Твердые частицыследы0,43 12

13 ПЕРВООЧЕРЕДНЫЕ ЗАДАЧИ ПО ВНЕДРЕНИЮ ПРИРОДНОГО ГАЗА НА ЛОКОМОТИВАХ 1.Ускорить принятие закона «Об использовании газового моторного топлива». 2.Создание нормативной базы по применению сжиженного природного газа в качестве моторного топлива, включая требования по качеству, пожаро- взрывобезопасности СПГ (как моторного топлива для транспорта). 3.Установить на правительственном уровне максимальную цену на сжиженный природный газ для транспортных средств не выше 50% от стоимости дизельного топлива. 4.Установить систему преференций, налоговых льгот и субсидий для организаций, производящих и эксплуатирующих технику на газомоторном топливе, включая: - нулевую ставку ввозной таможенной пошлины на импортируемое оборудование, предназначенное для производства, хранения и использования СПГ в качестве моторного топлива; -внесение в законодательство Российской Федерации изменений, направленных на упрощение порядка землеотвода и оформления разрешительной документации при строительстве объектов газомоторной инфраструктуры. 5. Развитие инфраструктуры по производству сжиженного природного газа и организации его доставки потребителю Предусмотреть финансирование проведения научно-исследовательских работ по повышению энергоэффективности газотурбинных двигателей для ОАО «Кузнецов» и газопоршневых двигателей для ОАО «Волжский дизель имени Маминых» в части: - снижения частоты вращения холостого хода и снижения за счет этого расхода газа; - совершенствования процессов сгорания газа; - повышение эксплуатационного КПД.

14 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!