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
|