CC BY
37
2. Воскресенский, В. А. Расчет и проектирование опор скольжения: Справочник [Текст]/ В. А. Воскресенский, В. И. Дьяков. - М.: Машиностроение, 1980. - 224 с.
3. Перель, Л. Я. Подшипники качения [Текст]: Расчет, проектирование и обслуживание опор: Справочник / Л. Я. Перель, А. А. Филатов. - М.: Машиностроение, 1992. - 608 с.
4. Гинзбург, Е. Г. Зубчатые передачи [Текст]: Справочник / Е. Г. Гинзбург, Н. Б. Фирун и др. - Л.: Машиностроение, 1980. - 416 с.
References
1. Avilov, D. V. Evaluation of the energy efficiency of application of the method of mutual load when testing asynchronous traction motors [Ocenka energeticheskoi effektivnosti primeneniy metoda vzaimnoi nagruzki pri ispitanii asinhronnih tygovih dvigatelei]. Izvestiia Transsiba - The Trans-Siberian Bulletin, 2013, no. 3 (15), pp. 2 - 6.
2. Voskresensky, V. A., Raschet i proektirovanie opor skolgeniy (Calculation and design of sliding). Moscow, 1980, 224 p.
3. Perel, J. L. Podshipniki kacheniy (Bearings). Moscow, 1992, 608 p.
4. Ginzburg, E. G. Zubchatieperedachi (Gear). Leningrad, 1980, 416 p.
УДК 620.98:62-682
С. В. Глухов, В. Ф. Тарута, М. В. Глухова
УТИЛИЗАЦИЯ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ РЕОСТАТНЫХ ИСПЫТАНИЙ
Реостатные испытания в обязательном порядке проводятся после ремонтов тепловозов. В качестве реостата используется комплекс оборудования с помещением обслуживающего персонала, размещаемый на определенном расстоянии от административных зданий. Для отопления помещения обслуживающего персонала используется централизованное отопление, себестоимость которого значительна, и транзитные тепловые потери часто соизмеримы с полезным потреблением отапливаемого помещения. В работе рассмотрена возможность использования вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) на цели отопления станции реостатных испытаний. Отмечено, что в отдельных депо мероприятия по утилизации тепловой энергии от нагрузочных реостатов внедрены, но распространения не получили. Указаны внешние сдерживающие факторы, ограничивающие внедрение утилизационных установок, в том числе технические и организационные. Предложены основные мероприятия, которые целесообразно рассматривать при возможном внедрении утилизационных установок. Произведен расчет выработки тепловой энергии на реостате при типовых испытаниях тепловозов ТЭМ2 и величины нагрева теплоносителя в типовых нагрузочных водяных реостатах. Предложена схема использования ВЭР в низкотемпературных системах отопления. Отмечены преимущества использования низкотемпературных систем отопления. Произведен расчет требуемой выработки тепловой энергии утилизационной установкой за каждый месяц в течение года на примере депо ст. Омск. Отмечено, что требуемое количество испытаний для компенсации тепловых потерь совпадает с графиками работы станций реостатных испытаний большинства депо и делается вывод о применимости указанного способа испытаний. Рассчитан экономический эффект от внедрения мероприятий с учетом капитальных затрат на сооружения быстро-возводимого здания над открытым реостатным баком.
В комплекс устройств, сооружаемых на территории локомотивного депо, входят установки для послеремонтных нагрузочных (реостатных) испытаний (РИ) тепловозов на специально оборудованных позициях, которые размещаются на открытых площадках, отдаленных от производственных и жилых объектов.
На реостатных испытаниях производятся обкатка, доводка, регулировка дизель-генераторной установки (ДГУ) под нагрузкой, регулировка и доводка электрической схемы с одновременной проверкой качества монтажа и работы всех сборочных единиц, размещенных на тепловозе.
68 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 3(23) 2015
— = 2vl 5
Для реостатных испытаний выделяется, как правило, открытая площадка с управлением из закрытого, отапливаемого и вентилируемого помещения для обслуживающего персонала - станция реостатных испытаний, которая по условиям допустимого уровня шума должна располагаться на расстоянии не ближе 300 м от административных зданий.
Для обеспечения жизнедеятельности станции РИ требуется организация систем водо-, тепло- и электроснабжения, а также канализационных стоков.
Значительное удаление станции РИ от источников энергоснабжения создает определенные проблемы, в частности, снижает эффективность использования централизованного теплоснабжения.
В частности, теплоснабжение станции РИ на территории локомотивного эксплуатационного депо ст. Омск организовано от существующей мазутной котельной по транзитным теплопроводам 2хДу 200 общей протяженностью 250 м в однотрубном исполнении (рисунок 1). При расчетной тепловой нагрузке здания станции РИ на уровне 0,062 Гкал/ч (по данным Омского участка Западно-Сибирской дирекции тепловодоснабжения) среднегодовые тепловые потери транзитных трубопроводов составляют 0,021 Гкал/ч с годовыми потерями порядка 112,9 Гкал. При этом годовое потребление тепловой энергии (ТЭ) зданием станции вполне соизмеримо с потерями по трассе и составляет 163,35 Гкал.
Рисунок 1 - Расположение станции РИ по отношению к котельной на ст. Омск
Вместе с тем станция РИ является источником вторичных энергоресурсов. Некоторыми авторами [ 1] предлагается в летнее время на водяных реостатах использовать для понижения температуры и повышения сопротивления организацию протока водопроводной воды с дальнейшим сбросом в канализацию. Также для снижения габаритов нагрузочного бака при реализации токов большой нагрузки предлагается применение вспомогательного бака-охладителя с организацией циркуляции электролита двумя циркуляционными насосами [2]. Однако данные организационные мероприятия увеличивают совокупные затраты энергоресурсов на выполнение испытаний и по сути являются энергорасточительными.
Авторам известен ряд примеров утилизации теплоты реостатных станций на нужды вентиляции промышленных цехов и отопления оранжерей на примыкающих производственных территориях в сочетании с использованием теплоты от централизованных источников, однако распространения данные мероприятия не получили.
Потенциал энергосбережения при проведении РИ можно оценить на основе таблиц режимов обкаточных и сдаточных испытаний тепловозов [3]. В таблицу 1 сведены результаты расчета технического эффекта энергосбережения при утилизации ВЭР при проведении РИ тепловозов ТЭМ2 с учетом величины потребления ТЭ на собственные нужды помещения реостата порядка 20 %.
№ 3(23) ИЗВЕСТИЯ Транссиба 69
2015
Таблица 1 - Расчет потенциала энергосбережения с учетом потребления на собственные нужды
Положение рукоятки контроллера машиниста Нагрузка, кВт Продолжительность, мин Потенциал энергосбережения, Гкал
II 25 10 0,0029
III 85 10 0,0097
IV 130 15 0,0224
V 230 20 0,0527
VI 350 25 0,1003
VII 490 40 0,2247
VIII 620 60 0,4265
VI 750 50 0,4299
VII 490 5 0,0281
VIII 620 15 0,1066
Итого 230 1,7418
При использовании стандартной нагрузочной емкости объемом 24 м величина подогрева исходной воды составит около 75 °С (до 80 °С), что вполне пригодно для использования в системах низкотемпературного отопления.
В настоящее время в структурных подразделениях ОАО «РЖД» происходит активное внедрение энергосберегающих мероприятий в рамках реализации Энергетической стратегии холдинга «РЖД» до 2015 года и на перспективу до 2030 года и мероприятий по результатам энергетического обследования подразделений, однако внедрение ВЭР от нагрузочных реостатов станций РИ сдерживается рядом факторов:
1) организационными - по причине раздробленности юридических лиц, занимающихся поставкой тепловой энергии (ТЭ), эксплуатацией производственных зданий депо и эксплуатацией станции РИ. Полученный энергетический эффект будет синергетическим, тогда как затраты, как правило несет собственник станции РИ;
2) техническими - по причине случайности во время проведения испытаний (зависящего от пробега, количества внеплановых ремонтов и пр.) и, как следствие, несовпадения во времени выработки ВЭР и пиков использования ТЭ на коммунальные и промышленные нужды.
Технология использования ВЭР в каждом конкретном случае должна быть определена по результатам энергетических обследований или при разработке перспективной схемы теплоснабжения железнодорожного узла с расчетом окупаемости мероприятия, но в целом можно выделить следующие направления использования теплоты:
1) для предпускового подогрева двигателей тепловозов;
2) поддержание температуры воды в баках-аккумуляторах ГВС;
3 ) предварительный нагрев приточного воздуха в промышленных цехах;
4) применение как горячего источника для тепловых насосов с последующим использованием теплоты на цели отопления, вентиляции и ГВС;
5) подогрев исходной подпиточной воды котельных;
6) в системах низкотемпературного отопления.
Для использования теплоты ВЭР от реостатных станций диагностики ст. Омск предлагается использование низкотемпературного отопления здания по технологической схеме, приведенной на рисунке 2.
В качестве низкотемпературной системы отопления можно использовать систему «теплый пол», плинтусное отопление или отопительные стеновые панели с рабочей температурой теплоносителя в пределах 35 °С, это позволит эффективно использовать теплоту рабочей емкости при ее разрядке при условии ее использования как теплоаккумулятора. Для минимизации воздействия электрокоррозии предлагается использовать запорную арматуру 2 с диэлектрическими вставками и электроприводом открытия (закрытия). В случае разрядки рабочей емкости (теплоаккумулятора) предлагается использовать резервный электрокотел 3.
Низкотемпературные системы отопления являются малоинерционными, позволяют поддерживать оптимальную температуру воздуха в рабочей зоне оператора и работать с пони-
70 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 3(23) 2015
1 V
женнои температурой теплоносителя в отличие от традиционных радиаторных систем, теплоотдача которых снижается в четыре - пять раз при понижении температуры теплоносителя до 35 - 40 °С.
Рисунок 2 - Схема использования ВЭР реостатной станции диагностики в низкотемпературной системе отопления: 1 - нагрузочная емкость реостатной станции; 2 - отсекающая запорная арматуры с электроприводом; 3 - пиковый (резервный) электрокотел; 4 - регулирующий клапан; 5 - смесительный насос; 6 - обратный клапан; 7 - электронный регулятор температуры; 8 - шкаф регулирования насосов с ЧРП
В таблице 2 сведены данные о величине требуемой ТЭ для целей отопления здания станции реостатной диагностики, расположенной на ст. Омск, помесячно с указанием минимального требуемого количества испытаний для компенсации теплопотерь с помощью ВЭР.
Таблица 2 - Месячное потребление тепловой энергии на отопление здания станции РИ и минимально требуемое количество испытаний
Период Требуемая величина тепловой энергии на цели отопления, Гкал Минимально требуемое количество испытаний, шт.
Январь 30,35 18
Февраль 26,83 16
Март 22,82 14
Апрель 13,00 8
Май 0,88 1
Июнь - -
Июль - -
Август - -
Сентябрь 1,24 1
Октябрь 14,81 9
Ноябрь 21,54 13
Декабрь 27,76 16
Всего 159,22 18
Расчет произведен на основе климатических данных о величине стояния наружной температуры в г. Омске [4] на основе расчета экономической эффективности, приведенного в таблице 1. В летний период можно рассмотреть возможность использования теплоты ВЭР на душевые, мойки, подогрев воды бассейнов административно-бытовых корпусов и т. п. с учетом возможного вывода в резерв основных источников тепловой энергии.
Анализ данных о фактической величине реостатных испытаний по станциям РИ свидетельствует о том, что среднемесячные показатели находятся в пределах 18 - 22 штук, что покрывает требуемое количество испытаний в пиковый период.
При переводе здания станции испытаний на отопление по предложенной схеме годовой экономический эффект составит 620 тыс. р. с учетом тарифа существующей мазутной ко-
№.?(253) ИЗВЕСТИЯ Транссиба 71
тельной. Затраты на строительство быстровозводимого здания для укрытия нагрузочной емкости с реконструкцией системы отопления и утеплением пола составляют порядка 800 тыс. р. Дисконтированный срок окупаемости мероприятия с учетом работы электрокотла в пиковом режиме на протяжении 10 суток в год составляет 1,8 года.
На основании изложенного можно сделать выводы:
1) при оценке технического и экономического потенциала использования ВЭР от станций реостатной диагностики необходимо учитывать совокупный эффект для теплоснабжающей организации, полученный за счет сокращения нерациональных потерь в тепловых сетях при выводе из эксплуатации подводящих теплопроводов и для эксплуатирующей организации станции РИ, сокращающей затраты на приобретение сторонних энергоресурсов;
2) при внедрении предлагаемых мероприятий следует учитывать возможное снижение надежности теплоснабжения ВЭР, вызванное экономическими факторами при уменьшении количества испытаний;
3) тепловую энергию эффективно использовать в низкотемпературных системах отопления, вентиляции и ГВС с пиковым догревом от местных или централизованных источников теплоты;
4) потенциал использования ВЭР на станциях РИ может быть увеличен также за счет использования рекуперации теплоты отходящих дымовых газов дизельных двигателей тепловозов.
Список литературы
1. Денисова, Т. В. Ремонт электрооборудования тепловозов [Текст] / Т. В. Денисова. -М.: Транспорт, 1980. - 295 с.
2. Пат. 103915 Российская Федерация, G 01 M15 00. Жидкостный нагрузочный реостат [Текст] / Ежевская Л. А., Пестрякова Н. С., Григорович Д. Н. и др. (Россия); заявитель и патентообладатель ОАО «ВНИИЖТ». - № 2010145235/28; опубл. 08.11.2010.
3. Тепловоз ТЭМ2У: Руководство по эксплуатации и обслуживанию. - М.: Транспорт, 1988. - 254 с.
4. СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная версия СНиП 2301-99*. М.: Энас, 2014. - 109 с.
References
1. Denisova T. V. Remont electrooborudovania teplovozov (Electrical equipment repair of diezel locomotive). Moscow: Transport, 1980, 295 p.
2. Ezhevskaya L. A., Pestriakova N. S., Grigorovich D. N. et al. Patent RU 103915, 08.11.2010.
3. Teplovoz TEM2U. Rukovodstvo po ekspluatacii I obsluzivaniju (diezel locomotive TEM2. Servicing and operating manual). Moscow: Transport, 1988, 254 p.
4. SP 131.13330.2012 Stroitelnaja klimatologija. Aktualizirovannaja versija SNIP 23-01-99* (SP 131.13330.2012 Building climatology). Moscow: SC «Enas», 2014, 109 p.
УДК 621.331
В. П. Закарюкин, А. В. Крюков, А. А. Кушов ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЯГОВЫХ СЕТЕЙ ПО ДАННЫМ ИЗМЕРЕНИЙ
Предложена методика параметрической идентификации тяговой сети железной дороги переменного тока. Методика позволяет получать параметры тяговой сети, которые при наличии погрешностей измерений векторов напряжений и токов, не превышающих 0,5 %, 0,5°, дают достаточно высокую точность расчета режимов систем тягового электроснабжения, обеспечивающую корректное решение многих практических
72 ИЗВЕСТИЯ Транссиба №„3(253)
