Природный газ - моторное топливо для тепловозов

В Германии для работы на газе переоборудован маневровый тепловоз серии Кof 360, созданы промышленные газотепловозы КG230 и МАК G1600. В Австрии построен магистральный грузовой газотепловоз GЕ 3000 мощностью 2200 кВт.

Совершенствование газотепловозов

В процессе опытной эксплуатации газотепловозов ТЭМ18Г выявлен ряд недостатков их конструкции, в связи с этим были разработаны предложения по совершенствованию газотепловозов, технологии их ремонта и обслуживания.

Одна из основных проблем - увеличение доли замещения дизельного топлива газом на маневровых газотепловозах. Это может быть достигнуто расширением диапазона режимов работы газодизель-генератора с использованием газового топлива. Работа на газе начиная с 4-й позиции контроллера на тепловозах ТЭМI8Г обусловлена тем, что серийная топливная аппаратура не обеспечивает устойчивую подачу запальной порции дизельного топлива (15%) при частоте вращения коленчатого вала дизеля ниже 400 1/мин. При меньшей частоте вращения наблюдается неравномерная подача и даже пропуски подачи по циклам, что приводит к невозгоранию газа в цилиндре.

Другая проблема, требующая решения для обеспечения работы при малых нагрузке и частоте вращения, заключается в организации смесеобразования на этих режимах, когда практически отсутствует давление наддува. В 2005г. разработаны, изготовлены и испытаны на стенде комплекты форсунок, обеспечивающие устойчивую подачу запальной порции топлива при снижении частоты вращения коленчатого вала до ЗОО 1/мин. Ожидается, что в процессе запланированных испытаний газодизеля ГДГ-50 будут определены параметры топливо- и газоподачи, обеспечивающие работу по газодизельному циклу на 2 - 3-й позициях контроллера, что позволит увеличить долю замещения примерно до 60%.

Другой возможностью ее увеличения является замена дизельного топлива, используемого в качестве запального, синтез-газом, конвертируемым из природного газа на борту тепловоза. Ведутся исследования по получению синтез-газа с цетановым числом, обеспечивающим его воспламенение от сжатия. Это позволит увеличить долю замещения дизельного топлива газом еще на 6-7%.

Одним из важных направлений совершенствования тазотепловозов является разработка и внедрение электронной системы управления подачей топлива в цилиндры газодизеля. Работы по созданию такой системы для газодизель-генераторов 1ГДГ и ГДГ-50 в настоящее время ведут ОАО «Коломенский завод» и ВНИИЖТ. Ее применение значительно упростит переоборудование тепловозов для работы на газе и позволит автоматизировать управление подачей топлива.

О газификации тепловозов на сети железных дорог России

В 2003г. по указанию Министерства путей сообщения был разработан проект комплексной программы, включающий мероприятия по переоборудованию тепловозов для работы на сжатом и сжиженном природном газе, газоснабжению и развитию деповского хозяйства.

На основании анализа полигонов тепловозной тяги, парка тепловозов и расположения сети газопроводов выбраны участки на 12 железных дорогах, определены 73 депо с эксплуатационным парком 1504 магистральных тепловоза (типа 2ТЭ116, 2ТЭ10) и 2089 маневровых тепловозов (серий ЧМЗЗ, ТЭМ2), которые с учетом имеющихся технических решений могут быть переведены на газомоторное топливо.

Помимо научно-исследовательских, опытно конструкторских работ и переоборудования тепловозов, предусматривается реконструкция локомотивных депо и строительство газонаполнительных компрессорных станций. Для эксплуатации магистральных и маневровых газотепловозов должно быть оборудовано 38 локомотивных депо и 29 депо только для обслуживания маневровых газотепловозов. Финансирование работ по строительству станций заправки предусматривается за счет средств ОАО «Газпром».

Стоимость работ по внедрению маневровых и магистральных газотепловозов на сети ОА0 «РЖД» составляет 26684,2 млн. руб. Переоборудование магистральных и маневровых тепловозов для работы на газе предусмотрено осуществлять при их модернизации на ремонтных заводах «Желдорреммаш». После окончания модернизации для планируемого парка газотепловозов общее годовое замещение дизельного топлива будет составлять 0,9513 млн. т, а потребление газомоторного топлива — около 1,2 млрд. нм3 в год. Указанное количество тепловозов может быть переоборудовано в течение 10 лет.

Проведенная предварительная технико-экономическая оценка показала, что затраты ОАО «РЖД» по переоборудованию локомотивов и деповского хозяйства окупятся для магистральных газотепловозов через 7 лет, для маневровых тепловозов через 5,9 года. На отдельных участках железных дорог срок окупаемости может быть существенно меньшим. Так, по расчетам УО ВНИИЖТа для конкретных участков Свердловской дороги, обслуживаемых депо Сургут и Тюмень, срок окупаемости составит не более 5 лет.

Доходы от использования газотепловозов формируются в результате снижения эксплуатационных затрат на топливо и моторные масла, а также выплат за загрязнение окружающей среды.

Оценка других вариантов газификации тепловозов показывает, что ее эффективность может быть значительно повышена при наличии собственных заправочных станций. Она основана на том, что при стоимости 60—70 коп/м3 газа, отпускаемого ОАО «Газпром» газозаправочным станциям, цена моторного газа для тепловозов может быть снижена в 2 - 3 раза.

Таким образом, газификация тепловозов позволяет обеспечить их устойчивое снабжение моторным топливом при значительной экономии средств на его приобретение, а также улучшает экологическую обстановку в районах эксплуатации газотепловозов.