Тепловозы на природном газе

Железнодорожный транспорт на тягу поездов расходует более 5 млн. тонн дизельного топлива, которое поставляется с постоянно возрастающим напряжением, вызванным увеличивающимся дефицитом нефтепродуктов. В Российской Федерации объем нефтедобычи в 1994 г. сократился по сравнению с 1989 г. более чем на 45%. Прогнозируется дальнейшее снижение объемов добычи и производства нефтепродуктов.

Значительное снижение расхода дизельного топлива может быть достигнуто только путем его замещения газомоторным топливом (до 70 – 80% на магистральных и до 50% на маневровых газодизельных локомотивах). Общее возможное замещение дизельного топлива на газомоторное на железных дорогах России может составить до 1,5 – 2,0 млн. т.

Развитие отечественного тепловозостроения, начиная с его становления, связано с применением газового топлива в качестве моторного. Уже в середине 1930-х гг. было организовано серийное производство мотовозов с газогенераторными установками для питания двигателей внутреннего сгорания. В 1950-х гг. были созданы и эксплуатировались 15 тепловозов серии ТЭ1 и один ТЭ4 мощностью 1400 кВт, работавших на газогенераторном газе.

В настоящее время использование природного газа в качестве моторного топлива на различных видах транспорта является составной частью энергетической стратегии России.

Создание и внедрение на сети железных дорог газотепловозов обеспечит снижение загрязнений окружающей среды, особенно при работе маневрового парка тепловозов в районе городов, а также замещение дефицитного дизельного топлива природным газом.

Энергетические и физические показатели газового (метанового) топлива, используемого в качестве моторного, обеспечивают ряд термодинамических и экологических преимуществ по сравнению с нефтяным.

По отечественным и зарубежным данным при эксплуатации двигателей на природном газе выбросы токсичных веществ уменьшаются по углеводородным составляющим и окислам азота в 1,5 – 2,0 раза. При переходе на газодизельный процесс значительно снижается дымность, повышается экономичность газодизельных двигателей (на 2–5%), увеличивается ресурс, межремонтный пробег и срок службы моторного масла (на 20–40%).

Однако для внедрения газа на железнодорожном транспорте параллельно решается ряд проблем. Для хранения на тепловозе достаточного запаса газового топлива необходимо дополнительно разместить газобаллонные или криогенные резервуары.

При газификации требуется реконструкция локомотивных депо и полигона эксплуатации, строительство станций сжижения и компримирования природного газа.

Все эти разработки включают принципиально новые для железно-дорожного транспорта технологии, нетрадиционные технические и научные решения.

В проекте приводится сравнение газовых моторных топлив с нефтяными топливами из которых вытекает целесообразность использования природного газа.

В связи с этим разработан проект газобаллонного тендера для магистрального локомотива с четырёхтактным дизелем, основанный на использовании облегчённых металлокомпозиционных баллонов.

В заключительном разделе проведена технико-экономическая оценка эффективности внедрения газотепловозов, рассчитан срок их окупаемости.

• Причины перехода на природный газ
• XXI век – эпоха природного газа
• Свойства газомоторных топлив
• Концепция применения природного газа на тепловозах
• Схема газоснабжения транспорта
• Разработка тендера сжатого природного газа для магистральных газотепловозов
• Безопасность газобаллонных тендеров по сравнению с тендерами сжиженного газа
• Механическая система подачи газа
• Коллектор газовый
• Испытания газодизель-генератора 1ГДГ
• Перевод участков при использовании газомоторного топлива
• Станция заправки сжатым природным газом
• Требования к контролю и управлению
• Требования к надежности, ресурсу и обслуживанию