CC BY
109Применение биотоплива на железнодорожном транспорте
Д.Н. Григорович,
ведущий научный сотрудник ОАО «ВНИИЖТ», к.т.н.
В статье отражаются вопросы экономической целесообразности перевода железнодорожного транспорта на биотопливо. Приведены экспериментальные данные результатов испытания биодизельного топлива на тепловозах. Технико-экономическая оценка внедрения биотоплива показала, что в настоящее время применение его будет убыточно при действующих ценах на биотопливо.
Ключевые слова: биотопливо, дизельное топливо, растительные масла, тепловоз, топливная аппаратура.
Application of the biofuels on a railway transport
D.N. Grigorovich
In the article issues concerning economical worthwhileness of switching of the railroad transport to biofuels are provided. Experimental data of testing bio-diesel fuel on locomotives is given. Techno-economic analysis of biofuels in practice showed that exploitation of this kind of fuel is unprofitable due to the current biofuels price level.
Keywords: biofuels, diesel fuel, agricultural oils, locomotive, fuel equipment.
Большая часть железнодорожного транспорта ОАО «РЖД» уже переведена на электрическую тягу (около 70%), тем не менее парк маневровых тепловозов и магистральные тепловозы на неэлектрифицированных участках железных дорог потребляют дизельное топливо. Специфика работы маневровых тепловозов не позволяет перевести их на электрическую тягу, а электрификация отдаленных от источников электроэнергии и мало загруженных участков пути неэффективна. С учетом тех обстоятельств, что среднесуточное потребление дизельного топлива одним маневровым локомотивом составляет около 240 кг, а магистральным около 500 кг, и при этом дизельное топливо постоянно дорожает, общие расходы на топливо занимают значительную часть бюджета ОАО «РЖД».
Задача обеспечения устойчивого снабжения тепловозов моторным топливом и снижения расходов на его приобретение диктует поиски альтер-
нативных видов моторного топлива. Один из путей решения этой задачи - замещение части дизельного топлива менее дефицитным и в перспективе более дешевым биотопливом, интерес к которому в последние годы наблюдается во всем мире.
Основой биотоплива является метиловый эфир, получаемый из сырья растительного происхождения. Биодизельное топливо - это топливо, произведенное из смеси биотоплива со стандартным дизельным топливом.
Сырьем для биотоплива являются растительные масла: рапсовое, соевое, арахисовое, пальмовое, подсолнечное, оливковое, а также животные жиры. Таким образом, источником биотоплива являются возобновляемые ресурсы, а растения, служащие сырьем для биотоплива, улучшают структурный и химический состав почв в системах севооборота.
С химической точки зрения биотопливо представляет собой метиловый эфир, для получения которого к 9 массовым единицам растительного масла добавляется одна массовая единица метанола, а также небольшое количество щелочного катализатора. Все это смешивается при температуре 60°С и нормальном давлении. Побочным продуктом смеси является глицерин. Полученный метиловый эфир отличается хорошей воспламеняемостью и имеет цетановое число 52-58, по сравнению с 45-52 у дизельного топлива. Основные физико-
Рис. 1. Упрощенная схема производства биотоплива
Таблица 1
Основные физико-химические свойства биотоплива и дизельного топлива
Показатели Дизельное топливо Биотопливо
Низшая теплотворная способность, МДж/кг 42,5 37,1
Плотность, г/мл 0,86 0,88
Цетановое число 45-52 52-58
Температура кипения, °С 180-370 >200
Содержание, % от массы: углерода водорода кислорода 86,0 14,0 0 77,95 12,25 9,8
Кинематическая вязкость при 20°С, мм2/с 3,0-6,0 8,0
химические свойства биотоплива и дизельного топлива приведены в табл. 1. Упрощенная схема производства биотоплива приведена на рис. 1.
Как видно из табл. 1, биотопливо характеризуется высоким цетановым числом, однако, его теплотворная способность значительно ниже теплотворной способности дизельного топлива (на 13%), что должно вызывать увеличение удельного расхода топлива.
Использование биотоплива сопровождается сокращением выбросов углекислого газа, монооксида углерода, сажи. Выбросы окислов азота приблизительно на том же уровне, что и при работе на дизельном топливе. Биотопливо при попадании в воду не наносит вреда ни растениям, ни животным, так как подвергается практически полному биологическому распаду: за один месяц микроорганизмы перерабатывают около 99% биотоплива при попадании его в воду или почву.
Биотопливо и биодизельное топливо могут использоваться в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) после предварительной регулировки двигателя или после внесения изменений в его конструкцию. Химический состав биотоплива характеризует его хорошие смазочные способности, что способствует увеличению срока службы дизеля и топливных насосов. Температура вспышки биотоплива составляет около 200°С. Такая температура позволяет использовать биотопливо при работе по дизельному циклу
с зажиганием от сжатия. С другой стороны, температура вспышки биотоплива делает его относительно безопасным веществом для хранения и транспортирования.
Внедрению биотоплива способствует изменение требований к качеству дизельного топлива в странах ЕС. В ноябре 2001 г. Европейская Комиссия утвердила пакет законопроектов по внедрению и использованию альтернативных топлив. Объем их производства должен достигнуть к 2010 г. 5,75%, а к 2020 г. - 20 % от всего объема топлива из нефтяного сырья. На рынке биотоплива в настоящее время лидирует Западная Европа, где его производится в 20 раз больше, чем в США. Больше всего биотоплива выпускается в Германии и во Франции. Активное внедрение биодизельного топлива на потребительский рынок обусловило необходимость введения нормативных документов: EN 14214 в Европе и АБТМ 6751 в США.
Стоимость биотоплива пока выше, чем нефтяного дизельного топлива -в среднем на 20%. С учетом роста цен на нефть применение биодизельных топлив становится экономически все более выгодным, особенно с точки зрения налоговых льгот, предоставляемых правительствами разных стран. Капитальные затраты по производству биотоплива снижаются с увеличением объема производства.
Проведенные в США и странах Европы испытания дизелей на биодизельном топливе дали неоднозначные результаты. В ряде случаев было зафиксировано расслоение топлива,
в результате чего работа двигателя становилась нестабильной или невозможной. Было выявлено, что качество биотоплива в значительной степени зависит от подготовки растительного масла. Масло не должно содержать механических примесей, для чего следует предусмотреть мероприятия по его фильтрации и промывке. Увеличение удельного расхода биотоплива по сравнению со штатным дизельным топливом составило около 13%, что пропорционально теплотворной способности.
В США проведены испытания смеси 20% биотоплива с дизельным топливом на двухтактном дизеле мощностью 1490 кВт. Из полученных данных следует, что в топливной системе тепловоза необходимо предусмотреть дополнительный фильтр специальной конструкции. Были выявлены растворяющие свойства биотоплива, в результате чего в топливной системе появлялись твердые частицы, ведущие к задиру топливной аппаратуры. Появление таких частиц стало результатом окисления биотопливом накопленных в ходе эксплуатации двигателя горючих отложений, кокса и нагара. Отмечено снижение мощности двигателя на 2%.
Рис. 2. Топливная система трактора МТЗ-82, адаптированная для работы на биодизельном топливе: 1 - воздушный фильтр; 2 - сливная труба; 3 - форсунка; 4 - насос высокого давления; 5 - фильтр тонкой очистки; 6 - фильтр грубой очистки; 7 - трехходовой кран; 8 - подогреватель рапсового масла; 9 -топливный бак для солярки; 10 - топливный бак для рапсового масла
По заключениям специалистов, снижение мощности является результатом более низкого значения объемной теплоты сгорания для биотоплив. Не было достигнуто и существенного сокращения вредных выбросов. Причиной этому стали дополнительные выбросы от сгорания смазочных материалов, вступивших в химическую реакцию с биотопливом.
В России первые эксплуатационные испытания биотоплива были проведены на тракторе МТЗ-82 с двигателем Д-240. При испытаниях использовалось чистое биотопливо и его смесь с дизельным топливом в различных концентрациях. Предварительно топливная система трактора МТЗ-82 была адаптирована для работы на биодизельном топливе (рис. 2). Как показали испытания, выбросы СО и СН на биодизельном топливе ниже, чем на чисто дизельном топливе, однако, при достижении заданной мощности при работе на биодизельном топливе увеличивается часовой расход топлива.
В целом для России, имеющей значительные запасы нефти, добавление в топливо растительных масел и их эфиров не является сегодняшней проблемой. Однако при вступлении в ЕС, где принимается закон об обязательном использовании биотоплива, эта проблема может стать актуальной и для нашей страны. Еще одним стимулом применения биодизельного топлива в России, как и в Европе, являет-
ся повышение требований к качеству нефтепродуктов. Наличие больших запасов плодородных земель, пригодных для выращивания масляных культур (рис. 3), а также положительная динамика посевных площадей и урожайности озимого и ярового рапса определяют потенциальную возможность России стать одним из лидирующих государств по изготовлению биотоплива. Действующий в России ГОСТ 52368-2005 допускает применение биотоплива в концентрации до 5% по отношению к дизельному топливу.
В настоящее время в России производство биотоплива пока еще не налажено. Соответственно и цена биотоплива в России почти в два раза выше, чем дизельного топлива. По прогнозам экономистов, стоимость биотоплива и дизельного топлива сравняются в России не ранее чем через три года.
План стратегического развития ОАО «РЖД» на ближайшую перспективу и до 2030 г. предусматривает применение передовых технологий на базе современных научных достижений и их внедрение на сетях российских железных дорог в случае получения положительного эффекта. В отношении биотоплива было принято решение провести его испытания, оценить затраты на модернизацию существующих дизелей тепловозов и отложить отработанную технологию для внедрения после изменения конъюнктуры топливного рынка. Прове-
Рис. 3. Площади плодородных земель, пригодных для выращивания масляных культур в странах Западной Европы, России, Украине и Казахстане
дение испытаний было поручено ОАО «ВНИИЖТ».
По распоряжению ОАО «РЖД» в локомотивном депо Воронеж-Курский Юго-Восточной железной дороги были проведены испытания биодизельного топлива. Биотопливо, изготовленное по нормам ЕЖ4214, было поставлено ЗАО «Маслопродукт» из Чехии. Три опытных и один контрольный маневровые тепловозы ЧМЭ3 были оборудованы приборами контроля режимов работы и бортовой диагностической системой.
В соответствии с программой испытаний биотопливо использовалось в качестве добавки к дизельному топливу на трех тепловозах в количестве 5, 10 и 20%. Эксплуатационным испытаниям предшествовали реостатные испытания тепловозов для оценки влияния биотоплива на мощностные, расходные и экологические характеристики.
В результате реостатных испытаний на дизельном и биодизельном топливе тепловозов ЧМЭ3 установлено следующее:
1. Мощность дизелей тепловозов ЧМЭ3 при работе на биодизельном топливе с концентрациями 5, 10 и 20% не изменяется во всем диапазоне позиций контроллера машиниста вследствие того, что система регулирования поддерживает заданную частоту вращения коленчатого вала двигателя при установленной регулировке мощности.
2. Удельный расход топлива увеличивается в зависимости от режима работы и величины добавки на 2-8%. Наибольшее увеличение наблюдается на режимах малых нагрузок (1-3 позиции контроллера машиниста).
3. Измерения токсичности отработавших газов показали, что добавка биотоплива снижает содержание оксидов углерода (СО) в отработавших газах дизеля от 2 до 25% в зависимости от режима работы и от концентрации биодизельного топлива. Содержание оксидов азота (N0^ в отработавших газах при применении биодизельного топлива практически не изменяется.
4. Лабораторным анализом установлено, что смесь дизельного и
биотоплива со временем не расслаивается и не оказывает воздействия на состояние резины. Однако отмечены растворяющие свойства биотоплива, в результате чего наблюдается смыв отложений со стенок топливной системы и образование осадка в топливном баке.
Одновременно с реостатными испытаниями дорожной химико-технологической лабораторией были проведены химические анализы биодизельного топлива со всеми концентрациями биотоплива.
В первых опытах в три колбы с дизельным топливом было залито биотопливо до достижения концентраций 5, 10 и 20%. Топливо не перемешивалось. Наблюдение за непере-мешанным биодизельным топливом показало, что во всех случаях при комнатной температуре через 80-84 ч происходит его расслоение на фракции. Биодизельное топливо выпадает в осадок. При нагреве топлива до 40°С и наблюдении за ним в течение 3,5 сут. расслоения установлено не было.
Во второй серии опытов биотопливо с концентрацией 5,10 и 20% перемешивалось с дизельным топливом. Расслоение топлива в течение 3,5 сут. не наблюдалось. В пробе с 20%-ной концентрацией наблюдалось помутнение в нижнем слое. При повышении температуры до 40°С помутнение оседало в виде мелких прозрачных пузырьков на дне колбы. Дальнейшее наблюдение показало, что пузырьки превратились в плесневые отложения на дне колбы.
Проверка воздействия биодизельного топлива с 5-, 10- и 20%-ным содержанием биотоплива на резиновые уплотнения выявила, что физические свойства резины за время испытаний не меняются, цвет топлива с ярко-желтого изменился на темный с хлопьевидными взвесями. Самым активным был признан раствор с 10%-ной концентрацией биотоплива.
Проведенные пробы биодизельного топлива, взятого из топливного бака, по определению изменения кинематической вязкости показали, что вязкость при 20°С за пять дней увеличилась с 5,01 до 7,63 сст., а при 40°С
- с 4,56 до 4,77 сст. при норме 3-6 сст. Спустя две недели после взятия первой пробы анализ был повторен, вязкость при 20°С снизилась до 4,7 сст.
Анализ проб, взятых из баков тепловозов с 5- и 10%-ным содержанием биотоплива, показал, что через 5-8 ч после заправки тепловоза биотопливом на дно бака выпадает осадок, состав которого выяснить не удалось.
При проведении опытной эксплуатации тепловозов ЧМЭ3 на биодизельном топливе были организованы исследования качественного состава отложений на внешней поверхности фильтров тонкой очистки топливной системы тепловозов, так как такие отложения сокращают срок эксплуатации фильтрующей поверхности. Исследования проводились ЗАО «Маслопродукт» с привлечением специалистов аккредитованной лаборатории криминалистики УВД по Воронежской области и сотрудников аналитической лаборатории факультета экологии и химической технологии Воронежской государственной технологической академии.
В результате было выяснено, что осадок на фильтре представляет собой смесь частиц сажи и механических примесей. После обработки соскоба с фильтра диэтиловым эфиром раствор был отфильтрован через бумажный фильтр «белая лента». Полученный осадок белого цвета был высушен и исследован на инфракрасном спектрометре. Инфракрасный спектр был снят из таблетки, полученной растиранием анализируемого образца с КВг.
Исследование показало:
■ в спектре присутствует широкая характеристическая полоса поглощения при 3400 см-1, соответствующая валентным колебаниям гид-роксильной группы;
■ полоса поглощения при 1741 см-1 соответствует валентным колебаниям карбонильной группы в кислотах и сложных эфирах;
■ широкая интенсивная полоса при 2927 см-1 может быть отнесена к асимметричным валентным колебаниям группы =СН2 в насыщенных углеводородах, а полоса при 2854,9 см-1 - к асимметричным валентным колебаниям
метильной группы (-СН3) в насыщенных углеводородах;
■ при 1618 см-1 в инфракрасном спектре находятся две широкие, частично неразделенные, полосы поглощения, которые могут быть отнесены к валентным колебаниям гидроксиль-ной группы. В этой же области спектра находятся полосы деформационных колебаний кристаллизационной воды в гидратированных солях, однако, с учетом происхождения образца, их присутствие проблематично;
■ полоса слабой интенсивности при 1305 см-1 характерна для углеводородов с неразветвленными цепями. Присутствие этой полосы в сочетании с полосами при 2927 и 2854,9 см-1 свидетельствует о присутствии в образце веществ с длинным алифатическим радикалом;
■ в области 1205-1125 см-1 выходят полосы валентных колебаний группы С-ОН, относящиеся к вторичным спиртам, к этой же группе относится и полоса при 1195 см-1;
■ полосы при 1139,6 и 1905 см-1 могут быть отнесены к асимметричным валентным колебаниям группы - С-О-С- в алифатических эфирах;
■ полоса при 722 см-1 относится к маятниковым колебаниям группы =СН2 в алифатическом радикале длиной более 4 групп =СН2.
Таким образом, анализ инфракрасного спектра поглощения исследуемого образца позволяет сделать вывод о присутствии в пробе веществ с функциональными группами:
■ гидроксильной (-ОН);
■ карбонильной (-С=О);
■ эфирной (-С-О-С-);
■ алифатического радикала.
В процессе получения биотоплива при синтезе метиловых эфиров пе-реэтерификацией рапсового масла в реакционной смеси присутствуют побочные продукты - моно- и дигли-цериды жирных кислот, которые как раз и имеют все функциональные группы, полосы поглощения которых присутствуют в анализируемом инфракрасном спектре. Содержание этих веществ в конечном продукте суммарно не превышает 1%. Они обладают поверхностно-активными
свойствами при контакте с водой, но плохо растворимы в компонентах дизельного топлива, поэтому в первую очередь отлагаются на фильтрах тонкой очистки. Причиной этому может быть сравнительно высокое содержание дизельного топлива в смеси, что вызывает снижение растворимости моно- и диглицеридов, которые, с другой стороны, весьма хорошо растворимы в метиловых эфирах рапсового масла.
Во время проведения эксплуатационных испытаний условия поездной работы тепловозов на биодизельном топливе не отличались от условий эксплуатации приписного парка тепловозов ЧМЭ3 на штатном топливе.
Входной контроль качества топлива по ГОСТ 305-82 производился работниками химико-технической лаборатории депо в соответствии с требованиями инструкции «Локомотивы и мотор-вагонный подвижной состав. Инструкция по применению смазочных материалов» 01 ДК.421 457.001 И.
Входной контроль биотоплива на соответствие EN 14214 осуществлялся работниками химико-технической лаборатории депо и в дорожной химико-технической лаборатории по показателям: плотность при 15°С, кинематическая вязкость при 40°С, температура вспышки, зольность, кислотное число, содержание воды. Контроль биодизельного топлива выполнялся по этим же показателям после смешения штатного топлива и биотоплива и фиксировался в лабораторном журнале с указанием концентрации биотоплива.
Рис. 4. Элемент топливного фильтра
чистой очистки тепловоза ЧМЭ3 с 20%-ной концентрацией биотоплива через два месяца после начала испытаний
Таблица 2
Результаты освидетельствования топливной аппаратуры при техническом обслуживании тепловоза ЧМЭ3 с 5%-ным содержанием биотоплива
Время работы, сут. Результаты осмотра и обслуживания
24 Замечаний по работе топливной аппаратуры не было. Был заменен сальник топливного насоса. На сопловых наконечниках распылителей форсунок обнаружен нагар, удаляемый механическим способом. Отложения были удалены. Элементы фильтра тонкой очистки топлива были заменены из-за наличия темного маслянистого налета на их поверхности
52 Три форсунки были заменены по причине подтекания и плохого распыления топлива
82 Замечаний по работе топливной аппаратуры не было. На сопловых наконечниках распылителей форсунок обнаружен нагар, удаляемый механическим способом. Отложения были удалены. Элементы фильтра тонкой очистки топлива были заменены из-за наличия темного маслянистого налета на их поверхности
122 У всех форсунок обнаружено снижение давления впрыска. Две форсунки были заменены по причине подтекания и плохого распыления топлива. Обнаружен износ притирочных поясков обоих распылителей и тугой ход игл. На одной из игл имелись светлые лаковые отложения
157 Две форсунки были заменены по причине подтекания и плохого распыления топлива. На сопловых наконечниках распылителей форсунок обнаружен нагар, удаляемый механическим способом. Отложения были удалены. Элементы фильтра тонкой очистки топлива были заменены из-за наличия темного маслянистого налета на их поверхности
Таблица 3 Результаты освидетельствования топливной аппаратуры при техническом обслуживании тепловоза ЧМЭ3 с 10%-ным содержанием биотоплива
Время работы, сут. Результаты осмотра и обслуживания
27 Замечаний по работе топливной аппаратуры не было
Замечаний по работе топливной аппаратуры не было. На сопловых наконечниках распылителей форсунок обнаружен нагар, удаляемый 54 механическим способом. Отложения были удалены. Элементы фильтра
тонкой очистки топлива были заменены из-за наличия темного маслянистого налета на их поверхности
77 Замечаний по работе топливной аппаратуры не было
103 У одной форсунки была нарушена регулировка давления впрыска
Контроль биодизельного топлива из топливного бака тепловоза осуществлялся на содержание механических примесей и воды.
Результаты технического обслуживания тепловозов ЧМЭ3 с различной концентрацией биотоплива, полученные во время эксплуатационных испытаний, приведены в табл. 2-4.
Результаты первых двух месяцев эксплуатационных испытаний тепловозов на биодизельном топливе выявили следующие дефекты:
Рис. 5. Крышка цилиндра тепловоза ЧМЭ3 с 10%-ной концентрацией биотоплива через два месяца после начала испытаний
Таблица 4
Результаты освидетельствования топливной аппаратуры при техническом обслуживании тепловоза ЧМЭ3 с 20%-ным содержанием биотоплива
Время работы, сут. Результаты осмотра и обслуживания
38 Замечаний по работе топливной аппаратуры не было. На сопловых наконечниках распылителей форсунок обнаружен нагар, удаляемый механическим способом. Отложения были удалены. Элементы фильтра тонкой очистки топлива были заменены из-за наличия темного маслянистого налета на их поверхности
72 По причине подтекания и плохого распыления топлива были заменены три форсунки. Неудовлетворительная работа форсунок объясняется заклиниванием игл распылителей
85 Одна форсунка была заменена по причине подтекания и плохого распыления топлива. Причиной явилось заклинивание иглы распылителя
131 Одна форсунка была заменена по причине подтекания и плохого распыления топлива. Причиной явились износ притирочного пояска и тугой ход иглы. У всех форсунок снижено давление впрыска. На сопловых наконечниках распылителей форсунок обнаружен нагар, удаляемый механическим способом. Отложения были удалены. Элементы фильтра тонкой очистки топлива были заменены из-за наличия темного маслянистого налета на их поверхности
167 Замечаний по работе топливной аппаратуры не было
■ Фильтры тонкой очистки топлива (рис. 4) забиваются смолистыми отложениями, имеется разрушение сальников на топливоподкачиваю-щем насосе. Это вызывает падение давления в топливной системе и потерю мощности двигателя, в результате чего тепловоз «глохнет».
■ Выявлен нагар на носиках распылителей форсунок.
■ Обнаружено заклинивание игл распылителей форсунок.
■ Огневые поверхности крышек впускных и выпускных клапанов были
Рис. 6. Клапан цилиндровой крышки тепловоза ЧМЭ3 с 10%-ной концентрацией биотоплива через два месяца после начала испытаний
покрыты тонким слоем твердого нагара темного цвета, местами сажистым налетом серого цвета (рис. 5).
■ У одного из выпускных клапанов обнаружено подтекание масла из-за неплотного прилегания к седлу. Седла клапана имели повышенный износ. У всех клапанов был обнаружен нагар на поверхностях, обращенных к внутренним каналам крышки (рис. 6).
Исследования, проведенные в конце эксплуатационных испытаний (через 9 мес.), показали совсем другую картину. Фильтры тонкой очистки топлива (рис. 7) были чище, чем у контрольного тепловоза на штатном дизельном топливе. То же самое было с другими элементами топливной аппаратуры. Объясняется это тем, что за первые месяцы испытаний биотопливо растворило большую часть твердых налетов от нагаров на топливной аппаратуре, которые не могло растворить штатное дизельное топливо.
Этими отложениями первоначально были загрязнены фильтры и элементы топливной аппаратуры. В конце испытаний топливная система тепловозов была очищена биотопливом значительно лучше, чем на контрольном тепловозе.
Заключение
1. Увеличение среднего по позициям контроллера удельного эффективного расхода топлива тепловозами с различной концентрацией биотоплива, по сравнению с такими же расходами на штатном дизельном топливе, составило (см. табл. 5)
На эксплуатационный расход топлива тепловозами, работающими на биодизельном топливе, оказывают влияние несколько факторов - более низкая теплотворная способность биотоплива, его растворяющие свойства, вызывающие смывание из топливной системы нерастворимых в дизельном топливе отложений, наличие в самом биотопливе нерастворимых осадков, которые загрязняют топливо и оказывают отрицательное влияние на процесс его сгорания в цилиндрах дизеля. С другой стороны содержание в биотопливе кислорода способствует улучшению процесса сгорания. Совместное влияние указанных факторов определяет изменение расхода топлива, которое было получено при испытаниях.
Таблица 5
Концентрация биотоплива, % В начале испытаний В конце испытаний
5 4,2 1,8
10 4,8 3,6
20 5,6 2,5
2. Изменение максимального давления сгорания при переходе с дизельного на биодизельное топливо с различной концентрацией биотоплива находилось в пределах погрешностей измерений.
3. Средняя температура выхлопных газов несколько увеличилась, что свидетельствует о некотором ухудшении рабочего процесса и координируется с увеличением удельного расхода топлива.
4. Измерения токсичности выхлопных газов показали, что в зависимости от режима работы тепловозного дизеля содержание оксидов углерода в выхлопных газах при концентрации биотоплива 5% снижается на 24-60%, при 10% - на 9-32%, при 20% - на 1431%. Содержание оксидов азота практически не изменилось, хотя и имеет тенденцию к повышению (до 1,2%). Содержание оксидов азота в выхлопных газах контрольного тепловоза также практически не изменилось.
5. На всех опытных тепловозах, заправленных биодизельным топливом, в первые месяцы эксплуатации наблюдалось повышенное загрязнение фильтров тонкой очистки топлива в виде темных маслянистых отложений.
По данным химического анализа эти отложения являются фактическими смолами. Указанное загрязнение фильтров потребовало замены фильтрующих элементов.
6. На распылителях форсунок дизелей, работающих на биодизельном топливе, наблюдался мягкий нагар, удаляемый механическим способом. Из других показателей работы форсунок при применении биотоплива наблюдалось заклинивание игл распылителей, потеря плотности, подтекание топлива, снижение давления впрыска, которое является характерной неисправностью на всех серийных тепловозах. По другим неисправностям на опытных тепловозах заменено 15 форсунок. Замена форсунок на контрольном тепловозе не производилась.
Такой же нагар был обнаружен на днище цилиндровых крышек со стороны камеры сгорания, на впускных и выпускных клапанах. На боковых поверхностях поршней, находящихся выше уровня первого компрессионного кольца, имелись небольшие лаковые отложения.
7. Показатели биодизельного топлива по температуре вспышки,
Хабаровский край намерен заменить бензин на газ
10.12.2009 г. в Хабаровске прошла научно-практическая конференция «Перспективы использования природного газа на автомобильном транспорте в Хабаровском крае». Один из основных докладчиков на конференции директор филиала «Томскав-тогаз» ООО «Газпром трансгаз Томск» Вячеслав Хахалкин рассказал о том, как газовое топливо используют в Западной Сибири.
«Все последние годы мы можем наблюдать устойчивый рост стоимости бензина и дизельного топлива. К тому же автомобили, заправляющиеся нефтепродуктами, оказывают серьезнейшее негативное воздействие на окружающую среду. И в последние годы все больше стран в мире обращают свои взоры к альтернативным видам топлива. Что касается метанола и этанола, то сейчас уже всем ясно, что это тупиковый путь. Использование в качестве топлива биогаза, водорода, диметилэфира, электричества пока упирается в несовершенство
плотности, кинематической вязкости, содержанию воды и механических примесей, по анализу проб, взятых из топливных баков опытных тепловозов, в целом находились на уровне показателей дизельного топлива на серийных тепловозах ЧМЭ3. Исключение составило кислотное число, значение которого на опытных тепловозах превышало предельное число для дизельного топлива вследствие высокого содержания биотоплива (1,56 при норме 0,5 мг КОН/г).
8. Технико-экономическая оценка внедрения биотоплива на тепловозах ЧМЭ3 показала, что при существующих в России ценах на биотопливо (21,6 тыс. руб. за 1 т) его применение убыточно. Экономический эффект может быть получен при цене биотоплива менее 12 тыс. руб. за 1 т. При цене 11 тыс. руб. за 1 т срок окупаемости капиталовложений депо с парком из 40 локомотивов, работающих на топливе с 20%-ной концентрацией биотоплива, составляет шесть лет. При применении 100% биотоплива, вследствие использования освобождающейся инфраструктуры для дизельного топлива, срок окупаемости составляет менее года.
технологий. Прогресс в этом направлении ожидается не ранее 2025 г. Природный газ на сегодняшний день наиболее приемлем из альтернативных видов топлива по экономическим, экологическим и ресурсным характеристикам», - считает Хахалкин.
Сейчас в России действует 233 такие станции газовой заправки автомобилей. И 196 из них принадлежат ОАО «Газпром». Эти станции объединены в 11 филиалов при газотранспортных предприятиях. Дочернее общество ОАО «Газпром» - ООО «Газпром трансгаз Томск» - имеет филиал «Томскавто-газ». Сибирская компания занимается строительством, эксплуатацией таких станций и формированием рынка потребления КПГ на территории от Омска до Камчатки.
«Наша компания эксплуатирует 8 станций в Томске, Новосибирске, Кемерове, Новокузнецке, а также семь пунктов автогазовой заправки. В 2008 г. было реализовано 18 млн. м3 КПГ, заправлено 530 тыс. автомо-
билей. За 9 месяцев этого года реализовано 11,2 млн. м3 КПГ. Цена на газовое топливо держится в пределах 6,5-8 руб. за 1 м3. Вот и посчитайте, сколько сэкономили наши клиенты на топливе. Основные потребители газового топлива - это муниципальная спецтехника, пассажирские автобусы, сельскохозяйственные машины. Есть и легковые автомобили, но пока не так много, - сказал В.Хахалкин. - Нужен эффективный и работоспособный местный закон об использовании природного газа в качестве моторного топлива. Его положения должны стимулировать предприятия к переводу техники на КПГ. К примеру, надо позволить муниципальным предприятиям оставлять себе не менее 50% средств, сэкономленных на топливе за счет газификации транспорта».
В Хабаровский край, подчеркнул он, пришел сахалинский природный газ, владельцы автотранспорта наверняка заинтересуются использованием его в качестве моторного топлива.
Зам. министра промышленности, транспорта и связи Хабаровского края Владимир Быченко сказал на конференции, что инвесторы готовы вкладывать в газификацию автотранспорта на условиях эффективности.
http://primamedia.ru/news/10.12.2009-112998
