Разработка ресурсосберегающих технологий и режимов на городском электрическом транспорте

- ЧС - 3100 Мпа;

- СЧС - 3000 Мпа.

Характер переходного процесса представлен на рис. 3.2.3.

При испытаниях идентичных пар трения, но в масле И-20 с присадкой

RVS, при идентичном нагрузочно-скоростном режиме скорость изнашивания

составила 8,7 мкм/ч, а коэффициент трения 0,1.

При этом микротвердость поверхностей трения:

- ЧС - 5140 Мпа;

- СЧС - 7240 Мпа.

Результаты испытаний сведены в таблицу 3.4.

Таблица 3.4 - Результаты испытаний пары трения СЧ - СЧМ.

|Смазочный материал|Параметры |

| |Скорость |Коэффициент |Микротвердость|Микротвердость|

| |износа, мкм/ч |трения |ЧС, МПа |СЧМ, МПа |

|И-20 |10 |0,127 |3100 |3000 |

|И-20 + RVS |8,7 |од |5140 |7240 |

|Улучшение свойств,|13 |21 |39 |59 |

|% | | | | |

Выводы и рекомендации по внедрению.

Анализируя результаты лабораторных испытаний, которые предоставлены в

таблицах 3.1 - 3.4, можно сделать следующие выводы:

1) Применение присадки RVS в базовых минеральных маслах

индустриальном И-20 снижает скорость изнашивания материалов от 8 до 14% и

механические потери на трение - от 10 до 21%.

2) Применение присадок RVS в базовом масле значительно

интенсифицирует образование на поверхностях трения защитных износостойких

пленок (вторичных структур). Особенно твердые пленки образуются на чугунах

(микротвердость возрастает от 26% до 59%), затем сталях - 11% и в меньшей

степени бронзах - 7%.

3) Применение присадки RVS значительно сокращает время приработки

(обкатки). Данная присадка может служить в качестве приработочного и

модифицирующего материала.

При применении присадки RVS все пары трения становятся

чувствительными к быстрому увеличению нагрузки (скорости нагружения, н/с).

При больших скоростях нагружения эффективности присадки нет, и даже

проявляется ее отрицательный эффект. Пары работают неустойчиво и склонны к

задиру. Поэтому при применении присадки RVS изделие, агрегаты, двигатель

необходимо прирабатывать ступенчато от минимальных нагрузок от минимальных

нагрузок до эксплуатационных. Величина нагрузки на каждой из ступеней и

время работы определяется в зависимости от конструкции изделия и материалов

пар трения, т.е. в каждом конкретном случае отдельно.

Сравнения с альтернативными технологиями.

Таблица 3.5 RVS - технология и классический ремонт на примере тележки

трамвайного вагона Т-3

|Технологическая |Виды ремонта тележки трамвайного вагона Т-3 |

|операция | |

| |Капитальный ремонт с заменой |Ремонт по технологии |

| |изношенных деталей |RVS |

|Демонтаж и |Требует специально оборудованное |Не требуется |

|разборка |помещение и обученный персонал. | |

|Дефектация |Требует оборудования и справочных |По косвенным признакам|

| |данных | |

|Комплектация |Требует наличия складов, системы |Не требуется |

|запчастями |учета и дополнительных материальных | |

| |затрат на закупку запаса запчастей | |

|Сборка и установка|Требует помещения, оборудования и |Не требуется |

| |специально обученного персонала | |

|Заливка нового |Расходуется объем масла в редукторе |RVS добавляются в |

|масла | |старое масло |

|Обкатка и замена |Работа с неполной загрузкой, |Приработка в течение |

|масла |дополнительный расход масла |20 минут |

Экономическая целесообразность применения данной технологии.

К настоящему времени имеется практический опыт применения данной

технологии на оборудовании и технике всех отраслей промышленности,

транспорта и энергетике, а именно:

- Гидросистемы:

* масляные насосы любых типов, гидроклапаны, и распределители,

гидроцилиндры.

- Компрессоры:

* поршневые и турбокомпрессоры.

- Промышленные редукторы и трансмиссии.

- Отдельно стоящие подшипники, открытые шестеренчатые передачи (как

пример -регенеративный воздухоподогреватель на ТЭЦ и ГРЭС).

- Двигатели внутреннего сгорания:

* дизельные и карбюраторные всех типов и марок.

Экономическая целесообразность применения данной технологии. 1)

Резкое сокращение расходов на ремонт:

1.1) Замена капитальных и плановых ремонтов на профилактическую

обработку.

1.2) Не требуется замена трущихся деталей, т.к. постоянно поддерживая

металокерамический слой в рабочем состоянии, можно отказаться от

необходимости их замены.

2) Снижение потерь на трение, устранение вибрации, локальных

нагревов, механических шумов приводит к экономии электроэнергии до 15 - 20

%, топлива от 15%,

3) Устранение факторов загрязнения масла увеличивает срок его службы

в 3 - 5 раз, что приводит к его экономии.

4) Открывается возможность замены в парах трения цветных металлов на

сталь.

Применение RVS технологии в ХКП «Горэлектротранс».

Харьковское управление «Горэлектротранса» с июля 1997г. проводит на

своем подвижном составе ремонтно-восстановительные работы по RVS -

технологии следующих агрегатов и механизмов:

1. Редукторы трамваев

2. Редукторы троллейбусов

3. Компрессоры троллейбусов

4. Гидроусилители насосов на троллейбусах ЗИУ-9 и Rocar

5. Автотранспорт

6. Станочный парк

Суть обработки заключается в восстановлении изношенных пар трения

путем наращивания металлокерамического слоя. Ремонт производится в режиме

штатной эксплуатации.

За время проведения работ были получены положительные результаты по

всем узлам и механизмам. Практический опыт показал, что срок эксплуатации

механизмов и агрегатов, обработанных по RVS-технологии, увеличивается в 2-4

раза, и дает значительную экономию, что позволяет рекомендовать к внедрению

RVS-технологию.

3.3. Новые системы автономного децентрализованного энергообеспечения

городского электротранспортного транспорта «

Одним из показателей, определяющим уровень стабильности экономической

жизни городов, является качество транспортного обслуживания горожан.

Поэтому развитию городского общественного транспорта, в частности,

городского электрического транспорта (ГЭТ), его надежности, повышению

технического уровня и энерговооруженности, снижению расходов

энергоносителей (электроэнергии, тепла, природного газа) и себестоимости

перевозок, бесперебойному, гарантированному энергоснабжению во всех странах

мира уделяется основное внимание.

С точки Зрения топливно-энергетического баланса города, при дефиците

энергоресурсов и повышении цен на энергоносители, значительная экономия

электрической и тепловой энергии может быть достигнута выравниванием

суточных графиков нагрузки, т.к. коэффициент минимума нагрузки составляет

0,4 .... 0,5, использованием дифференцированных и многоставочных тарифов на

тепло и электроэнергию, которые не должны противоречить социальным и

экологическим проблемам. К числу таких мероприятий относятся:

маневрирование электрогенерирующими мощностями, аккумулирование

электрической и тепловой энергий, приоритетное использование автономной и

малой децентрализованной энергетики, электроотопления, применение

электротранспорта с аккумуляторами электрической энергии, потребителей

энергии в ночное время, повышения автономности системы внутреннего

электроснабжения городского электрического транспорта (ГЭТ) и др.

Маневрирование в силу специфических особенностей ТЭС и АЭС, крайне

затруднено и не эффективно. Недостатком электроэнергии, как энергоносителя,

является невозможность аккумулирования в достаточном количестве для

выравнивания графиков нагрузки, однако, появившиеся в последнее время

современные системы накопителей энергии (НЭ) позволяют частично эту

проблему решать, тем более, что по прогнозам к 2010 г. более 10% всей

выработанной в мире электроэнергии будет проходить через системы

накопления, прежде чем попасть к потребителю.

С точки зрения тепло- и электроснабжения потребителей значительный

интерес представляет опыт широкомасштабного применения в Германии и США и

других развитых странах систем децентрализованного энергоснабжения (СДЭС)

на базе автономных и экологически чистых теплоэлектростанций (ТАЭС) с

использованием дизель-генераторов, работающих на природном газе, шахтном

газе и биогазе. Например на территории бывшей ФРГ около 95% тепловых

электростанций являются децентрализованными ТАЭС и работают на газе.

Коэффициент использования топлива на этих ТАЭС достигает 90%, т.к. они

работают по теплофикационному циклу. Такие ТАЭС строятся для

энергоснабжения индустриальных и транспортных объектов, а также для

отдельных малых потребителей: больниц, гостиниц, оранжерей, парников,

бассейнов, банков, фермерских хозяйств и др. Эксплуатация показала высокую

надежность и эффективность ТАЭС.

Специалистами Научно-технического предприятия «Конструкторское бюро

среднеоборотных двигателей» (НТП КБСД) Государственного предприятия «Завод

имени Малышева» (ГП «ЗиМ»), Харьковского государственного политехнического

университета (ХГПУ), с участием ИМИСа, НИИ и НПО «Электротяжмаш», ХЭМЗ и

др. разработана программа по малой децентрализованной и автономной

энергетике, охватывающая также вопросы энергоснабжения ГЭТ и

предусматривающая широкое использование:

- автономных блочно-модульных дизель-электростанций на базе дизель-

генераторов 11ГД100 и 17ГД100Д, работающих на природном

газе, биогазе или шахтном газе, мощностью 1000 .... 1600 кВт,

созданных на ГП «ЗиМ»;

- устройство накопления и хранения электрической энергии для нужд

электроснабжения ГЭТ;

- устройство накопления и хранения тепловой энергии для нужд

теплоснабжения ГЭТ.

Преимуществами такой системы децентрализованного энергоснабжения

(СДЭС) применительно к ГЭТ являются:

- Возможность работ в режиме пиковых установок (эти функции выполняют

дизель-генераторы и накопители энергии), в часы покрытия нагрузки. При

этом, время запуска и приема нагрузки составляет не более 1...2 мин.

В часы «пик» и провалов нагрузки разница в пассажиропотоках

составляет, в среднем, 3 раза. Количество подвижного состава на линии в

часы «пик» больше, чем в периоды провалов нагрузки, в среднем, в 1,3 раза

(т.е. - на 30%). Потребляемая мощность единицы подвижного состава в часы

«пик» (за счет увеличения частоты движения и наполняемости вагонов с 5

чел/м2 до 20 чел/м2 возрастает, в среднем, в 1,3 раза (т.е. - 30%).

Таким образом, потребление электроэнергии парком подвижного состава

городского электротранспорта в часы «пик» увеличивается, в среднем, в

1,3x1,3 = 1,69 = 1,7 раза, т.е. по сравнению с нагрузкой в периоды провалов

(будем считать эту нагрузку базисной) «пиковая» нагрузка системы

электроснабжения возрастает в 1,7 раза.

- Приближение источников энергии к потребителям электро- и тепловой

энергий, что сокращает потери, снижает затраты на линий электропередачи

(ЛЭП), кабельных тяговых сетей и стоимости энергии, создает условия для

рассредоточения резерва и использования малогабаритных тепловых станций.

- Рациональность и гибкость системы питания тяговых сетей,

позволяющей наиболее легко и просто выводить из нагрузки поврежденный

участок и невозможностью превращения местной, локальной аварии в системную,

характерную для централизованных систем, а также простотой устройства и

экономической целесообразностью.

- Экономия топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), т.к. генерирование

электроэнергии происходит с более высоким КПД и меньшей стоимостью кВт-ч,

чем на существующих электростанциях Государственной энергосистемы Украины

(обычно старого поколения), а с учетом совместного производства тепла,

электроэнергии и сокращения протяженности ЛЭП экономия ТЭР составляет

25...30%.

- Использование накопительной энергии - реверсивных устройств для

частичного или полного разделения во времени выработки и потребления

энергии, с высоким КПД зарядно-разрядного цикла, быстрым включением в

работу совместно с автономными базовыми многоцелевыми установками (дизель-

электростанциями) существенно улучшают технико-экономические показатели

энергоблоков, способствуют выравниванию графиков нагрузки системы

внутреннего энергоснабжения ГЭТ, повышает ее устойчивость, живучесть и

надежность функционирования. Посчитано, что использование, например, каких-

либо НЭ в общей энергосистеме США в 1990 г, привело бы к экономии

капиталовложений на сумму 45 ? 109 дол. (без учета стоимости самих НЭ).

- Блочно-модульный принцип обеспечивает простое наращивание мощности,

поддерживание постоянного напряжения в контактной сети UKC = 600 В, гибкое

реагирование на изменение нагрузки, высокие экономичность и

ремонтопригодность.

Реализация системы децентрализованного электроснабжения ГЭТ позволит

обеспечить бесперебойность и стабильность электро- и теплоснабжения,

значительную (до 30%) экономию энергоносителей, существенное сокращение

эксплуатационных затрат за счет снятия части нагрузок с тяговых подстанций,

снижение вероятностей больших аварий.

Структура системы децентрализованного энергоснабжения (СДЭС) ГЭТ

имеет базисное энергопитание частью дизель-электростанций и «пиковое»

энергопитание резервными дизель электростанциями. Каждая дизель-

электростанция представляет собой энергетический модуль (ЭМ).

Таким образом, СДЭС представляет собой сеть распределенных источников

автономного электропитания - ЭМ, на базе дизель-генераторов, выпускаемых ГП

«ЗиМ» с использованием бросового тепла для отопления и горячего

водоснабжения.

Цель работы - создание системы децентрализованного внутреннего

энергоснабжения ГЭТ с высокими техник-экономическими характеристиками по

экономичности, живучести, надежности, обеспечивающей снижение себестоимости

перевозок, на базе отечественного автономного электрогенерирующего

оборудования.

Имеющийся научно-технический задел в области малой децентрализованной

энергетики научно-технического предприятия «Конструкторское бюро

среднеоборотных двигателей» (НТП КБСД) Государственного предприятия «Завод

имени Малышева» (ГП «ЗиМ»), Харьковского Государственного Политехнического

университета (ХГПУ), НИИ ИНПО «Электротяжмаш» (НИИ и НПО «ЭТМ»),

Харьковской государственной академии городского хозяйства» (ХГАГХ),

Производственного объединения «Харьковский электромеханический завод» (ПО

«ХЭМЗ»), с участием Харьковского завода электротранспорта (ХЗЭТ) и

Харьковского Государственного предприятия «Горэлектротранс», а также

проведенный комплекс научно-исследовательских, опытно-конструкторских и

экспериментальных работ, технико-экономических расчетов подтверждает

экономическую целесообразность и техническую возможность создания системы

децентрализованного энергоснабжения ГЭТ, обеспечивающее надежное,

гарантированное электро- и теплоснабжение ГЭТ, обеспечивающее надежное,

гарантированное электро- и теплоснабжение ГЭТ, стабильность напряжения

контактной сети, значительную экономию эксплуатационных затрат дефицитных

материалов и, в конечном итоге, снижение себестоимости перевозок и

повышения эффективности работы ГЭТ.

Все разработки и поставки находятся в г. Харькове, при реализации

этого проекта будет использоваться технология электро-, энер-го- и

транспортного машиностроения Украины, материалы и комплектующие предприятий

Украины.

Технико-экономический анализ объемов финансирования и сроки

исполнения.

1) Разработка исходных технических требований к системе

децентрализованного энергоснабжения ГЭТ (СДЭС ГЭТ).

Разработка технологического задания на СДЭС ГЭТ.

Выбор участка энергоснабжения и разработка технико-экономического

обоснования.

10 специалистов высокой квалификации с месячной зарплатой 180 грн. -

6 месяцев.

10,8 тыс. грн. июнь 1999г,

2) Разработка эскизного проекта СДЭС ГЭТ.

Разработка рациональной структуры, технические решения, расч.

сравнение вариантов.

20 специалистов высокой квалификации с месячной зарплатой 180 грн. -

6 месяцев.

21,60 тыс. грн., декабрь 1999г.

3) Разработка технического проекта СДЭС ГЭТ. Расчеты, принципиальные

решения по основным узлам и системам, компоновка энергетического модуля.

25 специалистов с месячной зарплатой 120 грн. - 6 мес. 180 тыс. грн.,

июнь 1999 г.

4) Разработка рабочей конструкторско-технологической документации на

опытный образец энергетического модуля (ЭМ).

20 специалистов с месячной зарплатой 100 грн. - 4 мес. 80 тыс. грн.,

октябрь 1999 год.

5) Затраты на выплату составляют:

Зз.п. = 10,80 + 21,60 + 18,00 + 80,0 = 58,40 тыс. грн.

6) Стоимость научно-технической продукции

Цнтп = Зз.п. (1,52 + 1,5 + 0,2 + 1,25) = 5840 ? 4,47 = 261,04 тыс.

грн.

где:

1,52 - коэффициент учитывающий отчисления в соц. страх,

1,5 - накладные расходы;

0,2 - прибыль;

1,25 - услуги сторонних организаций.

7) Изготовление 2-х опытных образцов энергетического модуля

627,30 тыс. грн., - 6 мес. апрель 2000 год.

8) Стендовые (заводские) доводочные испытания ЭМ (принимаем равной

стоимости 1 газо-часа в течение 50 часов) 196 тыс. грн. 4 мес. август 2000

г.

9) Эксплуатационные испытания энергомудулей на выбранном участке

энергоснабжения. Моделирование, по результатам испытаний, работы

развернутой с ДЭС. Уточнение параметров и структуры СДЭС. Корректировка

документации.

330 тыс. крб., 4 мес. декабрь 2001 г.

ИТОГО: 940,94 тыс. грн.

Распределение средств по годам:

1999г. -144,8 тыс. грн.

2000г. -325,3 тыс. грн.

2001г. -470,8 тыс. грн.

ИТОГО: 940,9 тыс. грн.

Сроки окупаемости капитальных вложений при создании опытной системы

децентрализованной энергоснабжения ГЭТ.

Как было показано выше, система децентрализованного энергоснабжения

позволяет: оставить под базисной нагрузкой часть дизель-электростанций с

включением в нагрузку «пиковых» дизель-электростанций в часы «пик»,

существенно уменьшить протяженность кабельных сетей и отсасывающих кабелей

постоянного токов утечки, обеспечить гарантированное энергоснабжение и

стабильность напряжений в контактной сети.

Анализ работы ГЭТ (трамваев и троллейбусов) показывает, что «пиковые»

нагрузки общей продолжительностью около б часов, определяются колебаниями

веса подвижного состава за счет наполняемости, в среднем в 1,3 раза и

изменениями его количества на линиях, которое увеличивается также, в

среднем, на 30% (ив 1,3 раза).

Мощность пиковых нагрузок превосходит мощность провалов, где-то в 1,3

раза.

Разница в потреблении электроэнергии парком подвижного состава ГЭТ

городского Электротранспорта, как, например, Харьков, взятого за основу для

расчетов, в часы «пик» и провалов нагрузки, составляет, в среднем, 1,7

раза. Таким образом, если принять в качестве базисной единицы, нагрузку в

период провалов, то общая нагрузка будет составлять 2,7 базисных единицы.

По данным ХКП «ГЭТ», условная единица подвижного состава (в парке 462

трамваев и 365 троллейбусов, всего 827 единиц) расходует в месяц 12700 кВт-

ч электроэнергии (ЭЭ), при месячной наработке порядка 360 часов, в сутки -

423 и 12 часов.

Усредненная условная мощность единицы подвижного состава (ЕПС) будет

равна:

Рср.уст.ЕПС = (462 – 180 + 365 – 110)/827 = 149,1 кВт;

где: 462 и 180 — количество трамваев и суммарная мощность тяговых

двигателей секции трамвая,

365 и 110 — аналогично для троллейбуса.

Среднеэксплуатационная мощность ЕПС составит:

Рср.уст.ЕПС = Wсут.ЕПС / осут. = 423 кВт-ч / 12 ч. = 35,3 кВт

где: Wcyт.ЕПС — суточное потребление ЕПС электроэнергии, равное 423

кВт-ч;

осут. - суточная наработка ЕПС электроэнергии, равная, в среднем, 12

час.

Среднеэксплуатационный коэффициент использования мощности условн.

единицы подвижного сотава:

Кср.экс. = 35,3 кВт/149,1 = 0,2366, что говорит о низком

использовании мощности ЕПС.

За сутки единица базисной нагрузки составит:

423 / 2,7 = 156,7 кВт, т.е. в периоды провалов ЕПС расходует в сутки

156,7 кВт-ч, а в часы «пик» 433-156,7 = 266,3 кВт-ч, что и показано на

графике, рис. 3.4.

А и В - утренние и вечерние часы «пик»

Б - базисная нагрузка в периоды повалов

[pic]

Рис 3.4.

За сутки базисная нагрузка парка подвижного состава трамвая,

троллейбуса г. Харькова, по данным расхода электроэнергии ХКП

«Горэлектротранс», в среднем, составит:

Wcyт баз = 156,7 оо 827 единиц = 129590,9 кВт-ч,

«пиковая» — Wcyт пик = 266,3 о 827 = 220230,1 кВт-ч.

Весь парк ПС ХТТУ в сутки расходует 827 ед. а 423 кВт-ч = 349821 кВт

в год 827 ед. о 423: 365 = 127,685 оо 106 кВт-ч.

Суммарная средняя «пиковая» мощность будет равна (по данным расхода

электроэнергии ХКП «Горэлектротранс»).

Рср.пик. = Wcyт. пик /оопик. = 220230,1 кВт-ч. / 6 ч. = 36705 кВт

Суммарная средняя базисная мощность (по данным расхода

электроэнергии)

Рср. баз. = Wcyт. баз./оо6aз = 129590,9 / 6 = 21598,5 кВт-ч

Анализ результатов тяговых расчетов с варьированием по скорости 15

км/ч, 20 км/ч, 25 км/ч, 30 км/ч, 35 км/ч при нормальном (5 чел/м2) и

максимальном заполнении (10 чел/м2) салона, с идентификацией по средней

мощности условной единицы подвижного состава (ЕПС), позволили определить

адекватную среднюю скорость на участках между остановками, которая

составила 25 .... 27 км/ч, что близко к ходовой скорости, равной 25...30

км/ч.

Это дало возможность определить средние мощности трамвая и

троллейбуса в периоды провалов нагрузки (номинальное заполнение салонов) с

учетом расхода мощности на собственные нужды и отопление подвижного

состава, которые составили:

| |Трамвай (типа Т-3) |Троллейбус (типа |

| | |ЗиУ-9) |

|Провалы нагрузки: Рср.ном,кВт |37,6 |26 |

|«Пиковые» нагрузки: Рср.макс,кВт |44,1 |28,71 |

|Средняя мощность за периоды |40,8 |27,4 |

|провалов и «пика» нагрузок: | | |

|Рср.трам,кВт | | |

Определенная по этим значениям средне-эксплуатационная мощность ЕПС

ГЭТ будет:

Рср.экспл.ЭПС = (Nтрам. Рср. трам + Nтрол. Рср.трол.) / (трам. +

трол) = (462 ? 40,8 + 365 ? 27,4) / 827 = 35 кВт.

где: Nтрам и Nтрол - количество трамваев и троллейбусов в парке ПС

ХТТУ.

Это значение соответствует значению Рср.экспл.ЕПС, определенной по

фактическим расходам электроэнергии и равной 35,5 кВт, что указывает на

высокую достоверность расчета.

Средний эксплуатационный коэффициент использования мощности трамвая

Кср.экспл.трам = 40,8/180 = 0,127, троллейбуса Кср.экспл.трол = 27,4 / 110

= 0,249. Суммарная средняя пиковая мощность (исходим из худшего случая,

когда весь ПС находится в режиме тяги), определенная по значениям

Рср.макс. = (462 ? 44,1 + 365 ? 28,71) / (0,9 ? 0,95) = 36096, что

совпадает и с определенной по расходу электроэнергии, мощности, равной

36705 кВт. Это 1,7 единицы базисной мощности, тогда единица базисной

мощности составит: 36096,6/1,7 = 21233,3 кВт. Эта же мощность должна быть

равной суммарной мощности в период провалов нагрузки, определенная по

данным Рср.ном трамвая и троллейбуса, т.е.

рср.ном. = (462 ? 37,6 + 365 - 26) / (0,9 ? 0,95 ? 1,4) = 22432,7 ,

где 1,4 - коэффициент уменьшения количества подвижного состава в

период провалов нагрузки. Ошибка в определении этими методами Рср.ном.

составляет 5,3%, что удовлетворяет точности укрупненных расчетов.

Суммарная установочная мощность парка подвижного состава ХКП

«Горэлектротранс» равна:

Руст.парка = 462 ? 180 + 365 ? 110 = 123310 кВт.

Для определения количества дизель-генераторов, необходимых для

покрытия «пиковой» мощности, принимаем для расчета «пиковую» мощность, т.е.

мощность в периоды «пика» нагрузок, равной 36096,6

кВт, тогда количество дизель-генераторов при отборе мощности 1500 кВт

(с 6% запасом) будет:

Пд/г = 36096,6 кВт / 1500 кВт = 24,06 шт.

Принимаем 24 шт.

Номинальная мощность д/г 17ГД100А составляет 1600 кВт и

гарантированный запас мощности будет обеспечен.

Годовой средний базисный расход электроэнергии парком ПС будет:

W6aз.ср.год = 156,7 кВт-ч ? 365 ? 827 ед. = 47,31 ? 106 кВт-ч

Это количество электроэнергии произведут 14,4 дизель-генераторов,

работая в сутки по 6 часов с мощностью 1500 кВт. Принимаем для расчета 15

дизель-генераторов.

Расход природного газа будет: 15 ? 6 ? 365 ? 450 = 14,783 ? 106

м3/год.

Годовой средний «пиковый» расход электроэнергии парком ПС ХТТУ:

Wcp.пик.год = 266,3 - 365 - 827 ед. = 80,384 ? 106 кВт-ч

Это количество электроэнергии произведут 24 дизель-генераторов,

работая в сутки по 6 часов с мощностью 1530 кВт и расходуя при этом

количество природного газа 24 ? 6 ? 365 ? 450 = 23,65 ? 106 м3. Общее

количество природного газа за год 14,783 + 23 = 38,43 ? 106 м3.

При работе дизель-генераторов количество тепловой энергии практически

равно количеству электрической энергии, поэтому количество выработанного

тепла в виде горячей воды с температурой 80....90°С и расходом 170 м3/ч

(одним дизель-генератором) составит аналогично

109822 ? 106 ккал, что покрывает годовую потребность ХКП

«Горэлектротранс» в тепле. В расчете принимаем значение 99244,8 Гкал.

Это и будет экономией.

Цена 1 кВт-ч, произведенного на дизель-генераторах, работающих на

природном газе, стоимостью за 1000 м3 - 0,144 грн., и расходующими 450м3/ч.

каждым, будет

ЦкВт-ч = (Цприр.газа ? 860) / (QH ? оАВ ? оген) = (14400 ? 860) /

(8000 ? 0,36 ? 0,96) = 0,448 грн.

где: Цприр.газа = Цена 1 м3 природного газа - 1,44 грн. QH - низшая

теплоотводность 1 м3 природного газа, равная 8000 ккал

оАВ - КПД дизеля, равное 0,36

оген - КПД генератора, равное 0,96

С учетом затрат на обслуживание, стоимость 1 кВт-ч электроэнергии,

произведенного на дизель-генераторах (ДГ) принимаем 0,5 грн., тогда годовая

стоимость всей произведенной на ДГ электроэнергии составит:

ЦДГ = Waз ? ЦкВт-ч = 127,7 ? 106 ? 0,5 = 638,5 ? 105 грн.

В случае потребления этой электроэнергии ХКП «Горэлектротранс» от

Государственной энергетической компании по цене за 1 кВт-ч 0,7405 грн., ее

бы стоимость составила:

Цобщ = Wroд ? ЦкВт-ч = 127,7 ? 106 ? 0,7405 грн. = 638,5 ? 105 грн.

Экономия средств составит:

Ээл = (945,5 - 638,5) ? 105 = 307 ? 105 грн.

Годовое потребление тепла в ХКП «Горэлектротранс» составляет 99244,8

Гкал, при цене за 1 Гкал отпускаемого ГЭК и равной 8,296 ? 105 грн.

стоимость тепла за год составляла бы 99244,8 ? 8,296 ? 105 = 829,6 ?

105 грн.

Так как это тепло производится попутно с электроэнергией дизель-

генераторами, то это и будет экономией.

Для производства этого тепла потребовалось бы:

(99244,8 ? 106 ккал) / (8000 ккал/м3 ? 0,8) = 15,5 ? 106 м3

природного газа в год.

Общая экономия по электроэнергии и тепла составит:

Э = ЭЭЛ + Этеп = 307 ? 106 грн. + 832,3 ? 105 грн. = 1130,3 ? 105

грн.

Стоимость 24 дизель-генераторов составит (при цене 2,6 млн. грн., за

1 ДГ):

ЦДГТ = 24 ? 26 = 6,24 млн. грн.

С учетом установки, монтажа по данным дизельного производства,

стоимость будет порядка 8,7 млн. грн.

С учетом затрат на НИОКР это будет:

ЦДГ = ЦДГТ + Цниокр = (870 + 964,0948) ? 105 грн.

Срок окупаемости составит:

Т = ЦДГ/ Э = 964,0948 / 1130,3 = 0,853 года.

Данные срока окупаемости свидетельствуют о технической

целесообразности и высокой экономической эффективности автономной системы

децентрализованного энергоснабжения городского электрического транспорта.

При определении срока окупаемости были учтены затраты на

электроэнергию и тепло.

С учетом всех составляющих затрат, а также надежности, экономии

материалов, срок окупаемости будет меньше, а экономия выше.

Необходимое финансирование с учетом начислений для внесения в

тематическую карту по годам составит:

1999 год - 144,8 тыс. грн.

2000 год - 325,3 тыс. грн. 2000 год - 470,8 тыс. грн.

ИТОГО: 940,9 тыс. грн.

Расчет на использование децентрализованных энергоустановок в ХКП

«Горэлектротранс» в Салтовском трамвайном депо, троллейбусном депо № 2, 3.

1) Потребление электроэнергии (фактические данные за 1998 год):

1.1) Салтовское трамвайное депо:

- на тягу: 23,0939 млн. кВт-ч/год;

- на ПРН: 0,5396 млн. кВт-ч/год;

- суммарное: 23,6335 млн. кВт-ч/год.

1.2) Троллейбусное депо № 2:

- на тягу: 15,25794 млн. кВт-ч/год;

- на ПРН: 0,45799 млн. кВт-ч/год;

- суммарное: 15,71593 млн. кВт-ч/год.

1.3) Троллейбусное депо №3:

- на тягу: 14,9394 млн, кВт-ч/год;

- на ПРН: 0,44328 млн. кВт-ч/год;

- суммарное: 15,38268 млн. кВт-ч/год.

2) Потребление тепла на отопление и горячее водоснабжение.

Фактические данные за 1998 год:

2.1) Салтовское трамвайное депо: 16649 Гкал/год = 19,363 млн. кВт-

ч/год;

2.2) Троллейбусное депо № 2: 2615 Гкал/год = 3,041245 млн. кВт-ч/год;

2.3) Троллейбусное депо № 3: 3134 Гкал/год = 3,644842 млн. кВт-ч/год.

3) Технические характеристики мотор-генератора 17-ГД-100 А.

3.1) Общая характеристика.

Дизель-генератор (мотор генератор) типа 17 ГД-100 А выпускает ГП

«Завод им. Малышева» в комплекте с газовой аппаратурой. Это позволяет ему

работать как газодизель, используя природный газ и другие газы: шахтный,

биогаз и т. д. При работе в номинальном режиме часовой расход природного

газа (типа Шебелинского) равен: 450 м3/ч.

Мощности: электрическая -1600 КВт; тепловая -1530 кВт. Среднее число

часов работы в году - 6000.

3.2) Годовая выработка электрической и тепловой энергии одним мотор-

генератором в течении 6000 часов (года):

3.2.1. Электрической энергии:

Wэл,год = 160 ( 6000 = 9,6 млн. кВт-ч/год;

3.2.2. тепловой энергии:

QТ,год = 1530 ( 6000 = 9,18 млн. кВт-ч/год.

4) Количество мотор-генераторов для установки на объектах:

4.1) Салтовское трамвайное депо-покрытие электрической нагрузки может

быть обеспечено работой 3-х мотор-генераторов типа 17-ГДЮОА за 6000 часов:

28,8 млн. кВт-ч/год.

Резерв (остаток) выработанной электроэнергии:

Wpeз,с = 28,8 - 23,6335 = 5,1665 млн. кВт-ч/год;

выработка тепла 3-мя мотор-генераторами за 6000 часов работы;

27,54 млн. кВт-ч/год.

Резерв (остаток) по тепловой энергии:

Qpeз,с = 27,54 - 19,363 = 8,177 млн. кВт-ч/год.

4.2) Троллейбусное депо № 2:

- покрытие электропотребления обеспечат 2 мотор-генератора,

вырабатывающие за 6000 ч электроэнергии: 19,2 млн. кВт-ч/год. Резерв по

выработке электроэнергии:

Wэл, рез, трл. 2 = 19,2 - 15,71593 = 3,48407 млн. кВт-ч/год;

выработка тепла 2-мя мотор-генераторами за 6000 часов работы: 18,36

млн. кВт-ч/год.

Резерв (остаток) по тепловой энергии:

Qтепл, рез. трл.2 = 18,36 - 3,041245 = 15,318755 млн. кВт-ч/год.

4.3) Троллейбусное депо № 3.

- покрытие электропотребления обеспечат 2 мотор-генератора,

вырабатывающие за 6000 ч электроэнергии: 19,2 млн. кВт-ч/год. Резерв по

выработке электроэнергии:

Wэл, рез, трл. 3 = 19,2 - 15,38268 = 3,81732 млн. кВт-ч/год;

выработка тепла 2-мя мотор-генераторами за 6000 часов работы: 18,36

млн. кВт-ч/год.

Резерв (остаток) по тепловой энергии:

Qтепл, рез, трл. 3 = 18,36 - 3,644842 = 14,715158 млн. кВт-ч/год.

5) Статьи расхода денежных средств по приобретению, монтажу и

эксплуатации мотор-генераторов 17 ГД-100А.

5.1) Стоимость одного мотор-генератора (вместе с генератором завода

«Электросила» Санкт-Петербург) с учетом затрат на КИП и автоматику и др.:

См-г = 700.000 грн.

5.2) Стоимость годового расхода природного газа:

5.2.1) Годовые затраты природного газа:

- Салтовское трамвайное депо: Вг,с = 450 ( 6000 ( 3 = 8,1 млн.

м3/год;

- троллейбусное депо № 2: Втрл. 2 = 450 ( 6000 ( 2 = 5,4 млн. м3/год;

- троллейбусное депо № 3: Втрл. 3 = 450 ( 6000 ( 2 = 5,4 млн. м3/год;

Примечание. Принимаем стоимость 1000 м3 природного газа равной 83

грн.

Стоимость природного газа по объектам:

- Салтовское трамвайное депо: Спг, с = 8,1 ( 106 ( 0,083 = 672300

/грн./год/;

- троллейбусное депо № 2: Спг, трл. 2 = 5,4х106 ( 0,083 = 448200

/грн./год/;

- троллейбусное депо № 3: Спг, трл. 3 = 5,4 ( 105 ( 0,083 = 448200

/грн./год/;

6) Суммарные капитальные затраты (эксплуатационные затраты не

учитываются)

6.1) Салтовское трамвайное депо: Зc = Cм-г + Cпг. с;

Зс = 3 ( 700000 + 672300 = 2772000 /грн/год/.

6.2) Троллейбусное депо № 2: Зтрл. 2 = 2 ( 700000 + 448200 = 1848200

/грн/год/.

6.3) Троллейбусное депо № 3: Зтрл. 3 = 2 ( 700000 + 448200 = 1848200

/грн/год/.

7) Стоимость резервных (лишних) электроэнергии и тепла при продаже их

ЖКХ города.

7.1) Салтовское трамвайное депо:

Сэл, рез, с = 0,126 ( 5,166 ? 106 = 650916 /грн/год/;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7