Отчет о проведении   испытаний, применения газового топлива в газодизельном режиме работы двигателя Д49 на тепловозах ТЭМ7/7а,

в целях экономии затрат на ГСМ.

 

  1. Проведение исследований на предмет возможности модернизации дизельного двигателя Д49 в газодизельный:
  • Изучение конструкции и технических особенностей тепловоза ТЭМ7/7а, дизельного двигателя Д49, характеристик регулятора числа оборотов, генератора постоянного тока.
  • Осмотр тепловоза ТЭМ 7а в локомотивном депо г. Челябинска на предмет возможности размещения элементов газодизельной системы (емкость для хранения газового топлива, редукторов, датчиков, форсунок и других компонентов)
  1. Подбор оборудования:
  • Изучение предложений проектировщиков и поставщиков газодизельных систем на дизельные двигатели различной конфигурации и мощности.
  • Согласование комплектации, сроков изготовления и поставки оборудования согласно технического задания, спецификации заказчика.
  1. Монтаж оборудования:
  • Установка 6 редукторов Tomasetto arktik в подкапотное пространство тепловоза вблизи масляных фильтров.

(фото №1)

111

222

  • Врезка в систему охлаждения двигателя и подведение охлаждающей жидкости для подогрева редукторов, в целях оптимального редуцирования газового топлива.

(фото №2)

 

333

  • Размещение монтажного блока(шкафа) состоящего из блока управления газодизельной системы, преобразователей напряжения 110/12, 110/24, датчиков сигнализаторов концентрации газа, сирены оповещения утечки газа.

(фото №3)

444

  • Размещение газовых форсунок тип Rail, магистралей подачи газа низкого давления до 1,5 Мпа, фильтров испаренного газа.

(фото №4)

555

 

  • Установка переключателя вида топлива и сигнализаторов утечки газа в кабине машиниста

(фото №5)

666

  • Установка датчика наддува воздуха и датчика оборотов коленчатого вала.
  • Установка системы хранения(баллона) газового топлива на палубе тепловоза, магистрали подачи газа высокого давления до 10 МПа (данное расположение выбрано для проведения испытаний, эксплуатация не допустима по технической конструкции тепловоза).

(фото №6)

777

4.Запуск и подготовка газодизельной системы для проведения испытаний.

  • Заправка баллона газовым топливом
  • Монтаж заправленного баллона на палубу тепловоза.
  • Опрессовка системы подачи газа.
  • Настройка датчиков концентрации газа.
  • Проверка всех датчиков и газоподающих элементов, выставление одинакового давления на газовых редукторах.
  • Пробная подача газового топлива в двигатель.

(фото №7)

888

  1. Испытания газодизельного оборудования.

Первый день испытаний 03.10.2017:

  • Настройка подачи газового топлива при работе двигателя под нагрузкой на реостатной станции

(фото №8)

999

Контрольные замеры расхода дизельного топлива в дизельном и газодизельном режимах на разных позициях….

(таблица и график №1)

№ позиции Расход без газа, кг Расход с применением газа, кг +/-, кг % экономии
Время на позициях 10 мин
1 4,6 4,6 0,00 0,00
2 13,6 8,8 -4,80 35,29
3 18,8 12,4 -6,40 34,04
4 23,9 16,9 -7,00 29,29
5 28,6 20,4 -8,20 28,67
6 36,2 23,6 -12,60 34,81
7 42,4 29,2 -13,20 31,13
8 40,2 30,5 -9,70 24,13

1111

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Второй день:

  • Для подтверждения результатов замера дизельного топлива проведение повторных испытаний и замеров.

(таблица и график №2)

№ позиции Расход без газа, кг Расход с применением газа, кг +/-, кг % экономии
Время на позициях 10 мин
1 4,8 2 -2,80 58,33
2 13,2 7,4 -5,80 43,94
3 19 12,6 -6,40 33,68
4 24,6 17,4 -7,20 29,27
5 29 21,8 -7,20 24,83
6 34,6 24 -10,60 30,64
7 43,6 30,2 -13,40 30,73
8 50,8 37,6 -13,20 25,98

2222

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Средние показатели между двумя замерами (график 3, таблица 3)

 

№ позиции Расход без газа, кг Расход с применением газа, кг +/-, кг % экономии
Время на позициях 10 мин
1 4,7 4,7 0,00 0,00
2 13,4 8,1 -5,30 39,55
3 18,9 12,5 -6,40 33,86
4 24,25 17,15 -7,10 29,28
5 28,8 21,1 -7,70 26,74
6 35,4 23,8 -11,60 32,77
7 43 29,7 -13,30 30,93
8 45,5 34,05 -11,45 25,16

3333

  • Проведение замеров температуры выхлопных газов на выходе из цилиндров в дизельном и газодизельном режимах.

(таблица №4)                         Дизельный режим

1 2 3 4 5 6 7 8
1лев 130 300 340 360 340 360 360 400
2 лев 100 250 290 310 310 340 350 390
3 лев 100 250 290 310 300 320 310 350
4 лев 30 200 240 280 300 320 320 350
5 лев 110 280 300 320 360 390 390 400
6 лев 109 220 300 330 370 400 400 410
1 пр. 220 330 400 420 450 460 460 500
2 пр. 120 220 300 320 350 360 330 400
3 пр. 49 180 290 320 360 380 380 480
4 пр. 30 170 250 290 320 330 330 410
5 пр. 50 190 300 320 350 360 380 420
6 пр. 95 180 300 340 350 360 380 440

Режим с газом

1 2 3 4 5 6 7 8
1лев 150 250 260 360 360 360 390 400
2 лев 130 230 240 310 330 330 360 350
3 лев 150 210 260 300 320 340 340 340
4 лев 30 130 200 260 320 310 350 330
5 лев 200 250 300 340 390 380 390 380
6 лев 80 160 230 320 380 390 410 410
1 пр. 205 300 360 420 420 500 490 490
2 пр. 130 220 270 310 305 380 360 380
3 пр. 45 210 220 330 320 380 405 400
4 пр. 50 190 200 310 340 360 360 380
5 пр. 130 210 260 340 350 400 400 390
6 пр. 140 200 260 350 360 340 440 410

 

По итогам двух дней испытаний произведен расчет снижения расхода ДТ по имеющимся фактическим данным времени работы на каждой позиции тепловоза ТЭМ7А №0270, оборудованного комплексом регистрации параметров движения КРПД (таблицы 5 и 6)

октябрь 2016 Время работы локомотива на конкретной позиции, часов
Дата 0 1 2 3 4 5 6 7 8
17.окт 12,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
18.окт 23,1 1,1 0,5 0,3 0,2 0,1 0,3 0,2 0,0
19.окт 23,2 4,0 3,1 0,4 0,3 0,4 1,3 0,1 0,0
20.окт 16,8 3,4 0,9 0,4 0,3 0,2 1,5 0,5 0,0
21.окт 15,7 4,2 1,5 0,7 0,5 0,2 0,7 0,3 0,2
22.окт 15,1 3,1 1,2 0,7 0,6 0,4 1,7 0,4 0,7
23.окт 16,1 3,2 1,7 0,4 0,2 0,2 0,7 0,6 0,9
24.окт 18,3 1,6 1,2 0,4 0,2 0,3 0,9 0,4 0,6
25.окт 13,9 4,4 1,5 0,4 0,2 0,3 1,3 1,8 0,1
26.окт 15,5 3,3 1,4 0,6 0,6 0,3 1,9 0,3 0,0
27.окт 15,7 3,0 1,6 0,5 0,3 0,4 1,6 0,9 0,0
28.окт 15,7 3,0 2,1 0,6 0,3 0,2 1,4 0,1 0,3
29.окт 17,2 2,6 1,4 0,6 0,5 0,2 0,7 0,7 0,0
30.окт 15,3 3,8 2,3 0,6 0,3 0,3 1,3 0,0 0,0
31.окт 17,7 2,6 1,4 0,5 0,4 0,2 0,5 0,6 0,0
Всего 251,8 43,2 21,9 7,1 4,9 3,9 15,7 7,1 2,8
Расход без газа 2594,0 1219,6 1759,7 808,9 709,7 681,2 3334,7 1826,6 768,6
Расход с газом 2594,0 1219,6 1063,7 535,0 501,9 499,1 2242,0 1261,7 575,2
Разница 0 26 -722 -270 -198 -177 -1168 -540 -104
Итоги: Расход без газа 13645
Расход с газом 10492
Снижение расхода 3152 23,1%

 

ноябрь 2016 Позиции контроллера машиниста
Дата 0 1 2 3 4 5 6 7 8
01.ноя 18,0 2,1 1,0 0,4 0,4 0,3 0,6 0,5 0,8
02.ноя 17,3 2,3 1,1 0,4 0,3 0,2 0,8 0,6 1,1
03.ноя 15,7 2,7 2,2 0,7 0,3 0,2 1,9 0,1 0,0
04.ноя 17,7 2,6 1,3 0,3 0,2 0,2 1,4 0,0 0,3
05.ноя 20,2 1,2 0,5 0,2 0,3 0,2 1,0 0,3 0,2
06.ноя 15,6 3,2 2,0 0,6 0,3 0,4 1,0 0,8 0,0
07.ноя 21,1 0,6 0,4 0,2 0,1 0,2 0,8 0,4 0,3
08.ноя 24,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
09.ноя 11,7 2,0 1,2 0,2 0,1 0,1 0,2 0,2 0,2
10.ноя 16,4 3,0 1,5 0,6 0,3 0,2 1,1 0,1 0,9
11.ноя 18,2 2,6 1,1 0,6 0,2 0,2 1,1 0,0 0,0
12.ноя 17,0 2,2 1,8 0,5 0,2 0,2 1,0 0,9 0,2
13.ноя 16,4 2,2 1,6 0,5 0,4 0,5 0,8 1,3 0,3
14.ноя 15,7 3,4 1,4 0,4 0,2 0,3 1,2 0,7 0,3
15.ноя 15,8 3,2 2,5 0,6 0,4 0,2 1,1 0,2 0,0
16.ноя 15,8 3,1 1,4 0,5 0,3 0,7 0,9 0,3 0,9
17.ноя 17,5 2,3 1,5 0,5 0,3 0,2 0,5 0,2 0,9
18.ноя 20,5 2,3 0,4 0,1 0,2 0,1 0,3 0,1 0,0
19.ноя 24,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
20.ноя 23,2 0,2 0,1 0,1 0,1 0,0 0,3 0,0 0,0
21.ноя 16,2 3,9 1,4 0,6 0,4 0,1 0,7 0,5 0,2
22.ноя 16,2 4,7 1,0 0,3 0,1 0,1 0,8 0,6 0,2
23.ноя 17,3 2,8 1,9 0,3 0,2 0,1 0,8 0,1 0,4
24.ноя 17,6 2,1 1,3 0,3 0,1 0,1 0,5 0,2 1,7
25.ноя 14,8 3,1 2,2 0,6 0,4 0,3 0,8 0,6 1,1
26.ноя 14,8 3,8 1,3 0,3 0,3 0,3 1,5 0,4 1,3
27.ноя 17,9 1,8 1,0 0,4 0,2 0,3 1,1 0,1 1,2
28.ноя 16,8 3,1 1,0 0,5 0,1 0,1 0,8 0,3 1,3
29.ноя 16,1 2,0 2,0 0,5 0,3 0,2 1,2 0,7 0,9
30.ноя 17,5 1,8 0,9 0,6 0,5 0,5 1,7 0,2 0,3
Общий итог 527,0 70,2 36,9 11,5 7,2 6,4 26,0 10,6 14,6
Расход без газа, кг 5428 1978 2969 1304 1050 1104 5520 2722 3989
Расход с газом, кг 5428 1978 1795 863 742 809 3711 1880 2986
Итоги Расход без газа 26066 кг
Расход с газом 20192
Снижение расхода 5874 22,5%

 

 

Из расчетных таблиц видно, что снижение расхода дизельного топлива в реальном режиме работы находится на уровне 23%

 

Третий день:

  • Проведение ходовых испытаний – оказание помощи при выводе груженого состава из траншей (34 полувагона)

Выводы:

  1. Применение газодизельного режима работы двигателя Д49 на тепловозах ТЭМ7/7а – возможно
  2. В ходе испытании и проведения анализа работы тепловозов по позициям выявлено снижение расхода дизельного топлива до 35% (таблицы 1,2,3)
  3. В реальных условиях работы тепловоза снижение расхода достигает уровня 23% (таблицы 5 и 6)
  4. Температурный режим двигателя в газодизельном режиме в пределах допусков и незначительно отличается от режима при работе на дизельном топливе.

(см таблицу №4)

Рекомендации ООО ЧелАвтоТранс:

1.Рассмотрение возможности применения газового топлива – метан, так как расчетный коэффициент замещения 1литр д.т.= 1,6 -1,7 литра пропан-бутановой смеси, а в случае применения метана данный коэффициент будет составлять 1,1-1,2 и возможно достижение большего замещения — 50-70%.

  1. Провести проектирование, сертифицирование оборудования с учетом распределенной подачи газового топлива по цилиндрам с целью уменьшения вероятности происхождения «обратного хлопка» во впускном коллекторе, для модернизации двигателя тепловоза при работе в газодизельном режиме, проектирование изменений ремонтной базы и склада ГСМ в соответствии с действующим регламентом» О безопасности железнодорожного подвижного состава», правилами пожарной безопасности и требованиями других надзорных органов.
×
Введите свой номер телефона и Мы Вам обязательно перезвоним