Разработка тендера сжатого природного газа для магистральных газотепловозов

Значительный полезный объем шаровых емкостей позволяет сократить их количество в составе газобаллонного тендера в сравнении с баллонами по ГОСТ 9731–79 примерно в 2,5 раза. Это упрощает систему газопроводов, позволяет уменьшить количество и стоимость предохранительных клапанов, соединительных элементов и т.д.

Тендер с облегчёнными баллонами

Во время прохождения преддипломной практики во ВНИИЖТе я совместно с сотрудниками лаборатории «Теплосиловых установок и альтернативных топлив» участвовал в разработке газобаллонного тендера для магистрального тепловоза 2ТЭ116Г.

Прототипом для разработки стал тендер с баллонами по ГОСТ 9731–79 (Рис. 2.1.)

Рис. 2.1. Тендер с баллонами по ГОСТ 9731–79

1. баллон; 2. ящик с газовой аппаратурой; 3. шестиосная платформа

В качестве ёмкостей для газа были приняты баллоны БМА-50–20 (рис. 2.2.) со стеклопластиковой прочной оболочкой, изготавливаемые Компанией «Lem». Данное направление получило развитие ввиду наличия неоспоримых преимуществ облегченных металлокомпозиционных баллонов перед традиционными – стальными:

Рис. 2.2. Баллон БМА-50–20

1. каркас (лейнер); 2. адаптер для крана; 3. стеклопластик

– максимальная реализация прочностных характеристик композиционных материалов;

– безосколочное разрушение при критических нагрузках;

– малый вес в сравнении с традиционными баллонами;

– высокая технологичность и компактность производства.

Одним из перспективных направлений Компании «Lem» является создание облегченных, недорогих, металлокомпозиционных осколочно – и взрывобезопасных баллонов и оборудования для перевода на сжатый природный газ авто- и ж. д. транспорта.

Таким образом, для расчёта принимаем из каталога фирмы «Lem» [8] баллон:

– тип: БМА-50–20 со стеклопластиковой прочной оболочкой;

– объём одного баллона: V1 = 0,95 м3;

– длина: l = 3870 мм;

– диаметр: d = 660 мм;

– максимальное рабочее давление: Рmax = 25 МПа.

Плотность газа:

– при нормальных условиях: ρнорма = 0,69 кг/м3;

– при давлении 25 МПа: ρ25МПа = 0,69 · 250 = 172,5 кг/м3.

Масса сжатого газа в одном баллоне:

m1 = V1 · ρ25МПа = 0,95 · 172,5 = 164 кг.

Для перевозки баллонов со сжатым газом принимаем стандартную вагон-платформу для крупнотоннажных контейнеров и колёсной техники. Характеристика платформы представлена в табл. 2.2.

Таблица 2.2. Техническая характеристика платформы

Общее количество баллонов:

N = 4 · 4 · 3 + 4 · 3 · 1 = 60 штук.

Общая масса газа:

М г общ = N · m1 = 60 · 164 = 9840 кг.

Общий вид платформы с баллонами представлен на рис. 2.3.