Новости

Газовые турбины для железнодорожных локомотивов производство в России с использованием технологий Siemens и GE. Использование магистральных газотурбовозов позволяет поднять мощность секций локомотива выше значений доступных дизельным тепловозам и электрическим электровозам на железной дороге. Услуги разработки и создания газотурбовоза-электровоза (ГТЭЛ), работающего на СПГ, организация производства магистральных газотурбинных локомотивов (газотурбовозов) мощностью 8000 кВт и 10000 кВт. На газотурбовозах используется электрическая передача: газотурбинный двигатель, работающий на сжиженном природном газе, соединен с генератором переменного тока, а вырабатываемый последним ток выпрямляется и подается на тяговые электродвигатели, которые и приводят локомотив в движение. Надежность авиационных газотурбинных двигателей Siemens и GE позволяет довести наработку до 65000 часов без разборки двигателя, а в локомотивном варианте газотурбинного двигателя эта величина может быть существенно выше. Стоимость сжиженного цикла локомотива с такой установкой на 20% ниже дизельной, так как газотурбинный двигатель работает на более щадящих режимах и имеет меньше трущихся деталей, что увеличивает его ресурс и делает газотурбовоз дешевле в ремонте и обслуживании. Расчетный срок службы газотурбовоза составляет 40 лет, что в 2 раза выше, чем у тепловоза. При этом потребность в ремонте газотурбовоза ниже благодаря меньшему загрязнению движущихся частей в сравнении с дизельными двигателями. Это дает возможность повысить коэффициент технической готовности локомотива. Таким образом, стоимость жизненного цикла газотурбовоза ниже по сравнению с тепловозом за счет меньших затрат на топливо, обслуживание и ремонт. Газовая турбина не требует системы охлаждения, которая в дизелевозе имеет огромные размеры и является проблемой в 30% случаев возникновения неисправностей. Газотурбинные двигатели локомотивов обладают рядом преимуществ по сравнению с дизельными и газопоршневыми генераторами, особенно в Арктических условиях при работе на низких температурах. Главное преимущество ГТД пред ДГУ и ГПУ это работа на экстремально низких температурах, при этом газовая турбина демонстрирует увеличение мощности с каждом градусом снижения температуры, низкие температуры воздуха благоприятны для работы газовых турбин, повышая эффективность и мощность установки. Газовые турбины в Арктике — это высокая надежность, эффективность, сокращение выбросов загрязняющих веществ и простота в техническом обслуживании предоставляют им значительное конкурентное преимущество. Комбинация из ГТД с тяговой аккумуляторной батареей – накопителем электрической энергии позволяет накапливать энергию, осуществлять маневровые передвижения за счёт накопленной энергии, чтобы не эксплуатировать мощную газовую турбину на режимах малых нагрузок.

Установка газотурбинного двигателя в двухсекционный локомотив, в первой секции (тяговой) которого размещается оборудование силового блока (газотурбинный двигатель, тяговый генератор и их вспомогательные системы), вспомогательное оборудование, оборудование системы газоподготовки и системы подготовки воздуха. Во второй секции (бустерной) находятся криогенная емкость с запасом СПГ, тягово-энергетическое оборудование и оборудование системы газоподготовки. Подконтрольная эксплуатация магистрального газотурбовоза подтвердила заявленные технико-экономические параметры локомотива и его эффективность. Модернизация дизельных локомотивов с заменой дизельного поршневого двигателя внутреннего сгорания на турбинный привод с исключением расхода дизельного топлива (на вспомогательные нужды) и использованием накопителей энергии для питания вспомогательных систем и маневрового режима с присвоением обозначения. Разработка и производство газовых турбин мощностью 5 МВт и 6 МВт для грузового газотурбовоза с электропередачей переменно-постоянного тока с поосным регулированием тяги в составе двух 8-осных секций. Преимуществами газотурбинных локомотивов являются снижение затрат на ГСМ на 30-40% за счет отсутствия расходов масла, сниженный уровень выбросов вредных веществ, продление сроков эксплуатации силовой установки, увеличение срока службы масла. Кроме того, новые локомотивы способны перевозить грузы максимальной массой до 10 тысяч тонн. Эффективность использования этого вида топлива, особенно на отдаленных и неэлектрифицированных участках железной дороги, уже оценили российские компании и начинают заказывать газовую технику. Применение в качестве дешевого и экологически чистого топлива для локомотивов, работающих на сжиженном природном газе (СПГ), является одним из перспективных направлений реализации энергетической стратегии ОАО "РЖД". Данная технология позволяет снизить затраты на приобретение дорогостоящего дизельного топлива и, как следствие, добиться снижения себестоимости грузоперевозок. Также, по расчетам экспертов, в 2 – 2,5 раза снижается выброс вредных веществ в атмосферу. Железнодорожный транспорт - один из крупнейших потребителей нефтепродуктов в России. Компанией ОАО «РЖД» поставлена задача замещения к 2030 году 30% расходуемого автономными локомотивами дизельного топлива природным газом. Стоит отметить, что стоимость природного газа на 50% ниже стоимости дизельного топлива.

Локомотивные газотурбинные механические приводы, построенные на базе авиационного двигателя, это газовые турбины, созданные на базе авиационных двигателей (турбореактивных или турбовентиляторных) и адаптированные для стационарного наземного или морского применения. Ключевое отличие от наземных промышленных ГТУ в том, что авиадвигатель изначально проектируется с приоритетом на удельную мощность (мощность на единицу массы и объёма), так как каждый лишний килограмм снижает полезную нагрузку самолёта. В результате в таких турбинах применяются самые передовые технологии: монокристаллические лопатки из никелевых суперсплавов, титановые сплавы, сложные системы внутреннего воздушного охлаждения. Преимущества турбины для локомотива: высокий КПД, быстрый пуск и высокая манёвренность, с выходом на полную мощность за 60 секунд, что делает турбину идеальными для покрытия пиковых нагрузок в энергосистеме и в качестве резервных источников. Высокая надёжность благодаря передовым технологиям, изначально разработанным для авиации, ресурс до капитального ремонта 65000 часов. Авиационные двигатели для тепловозов изначально рассчитаны на высокую удельную мощность — они легче и компактнее многих специализированных промышленных аналогов. Это сильно упрощает логистику, монтаж и позволяет ставить такие турбины там, где пространство — жёсткий ограничитель (например, это двигатель локомотива, где вес двигателя играет огромное значение). Высокий КПД и эффективность, авиационные технологии позволяют достигать хороших показателей в простом цикле. А если использовать турбину в комбинированном цикле (вместе с паровой турбиной для утилизации тепла), общий КПД системы становится ещё выше, с когенерацией позволяет получить КПД до 90%. Гибкость в применении: локомотивные газотурбинные двигатели оснащены «свободной силовой турбиной» (Free Power Turbine). Она не связана механически с газогенератором — это даёт свободу подбирать оптимальную частоту вращения под конкретную задачу и работать в широком диапазоне нагрузок. Газотурбинные механические приводы на базе газовой турбины имеют преимущество перед другими типами двигателей внутреннего сгорания (дизельные и газопоршневые ДВС) в способности переключаться в рабочем режиме с газа на дизельное топливо или керосин, и свободно работать на разных типах газообразного топлива, это водород, природный газ, попутный нефтяной газ (факельный газ), пропан, биогаз, аэрационный газ, свалочный газ, газ угольных шахт, пиролизный синтетический угольный и древесный коксовый синтез-газ, включая затрубный газ. Газовая турбина как пример идеальной конструкции двигателя внутреннего сгорания, в которой реализован механизм многотопливности, система горелок с камерами сгорания обеспечивает исключительную топливную гибкость, турбина может работать на газах с низкой теплотворной способностью. Благодаря камерам сгорания двигатель работает даже на зольных видах топлива, таких как сырое или тяжелое мазутное топливо (HFO), при этом мощность газотурбинного двигателя составляет от 5 до 12 МВт. Другие преимущества работы ГТД для локомотива: надежность и простота конструкции, в ГТУ меньше движущихся частей, чем в поршневом двигателе. Это обеспечивает более высокую надежность: коэффициент готовности ГТУ достигает 98%. Больший межсервисный интервал: газовые турбины требуют технического обслуживания реже — каждые 10000 моточасов.