Газотурбовоз ГТ-1 на сжиженном природном газе (СПГ)

ПК НПФ "ЭКИП" по Договору с ОАО "Российские железные дороги" производит доставку и заправку Газотурбовоза ГТ1 жидким метаном.

22.06.2009 г. ОАО «Российские железные дороги» получило свидетельство о новом национальном рекорде в области техники за создание первого и самого мощного в мире магистрального газотурбовоза ГТ-1, работающего на СПГ.

Один газотурбовоз заменяет собой четыре дизельных локомотива или один трехсекционный электровоз. Замечательным фактом является также и то, что газотурбовоз ГТ-1 является самым экологически безопасным из всех локомотивов, использующих углеводородное топливо: он уже с большим запасом перекрыл европейские нормы, которые начнут применяться к локомотивам только в 2012 г.

Газовая турбина использует природный газ, который хранится в сжиженном состоянии. Запас СПГ составляет 17 т и его хватает на 750-1000 км хода.

Газотурбовоз ГТ-1 внесен, как научно-техническое достижение, в «Книгу рекордов России». Аналогичная заявка направлена в редакцию «Книги рекордов Гиннеса».

Заправка Газотурбовоза ГТУ1 при стендовых иcпытаниях.

Разовая заправка такого газотурбовоза составляет 17 т жидкого метана.
На фото показана заправка бустерной секции емкостью 43 м3 от нашего транспортного перевозчика ПК НПФ "ЭКИП".

  

  

Грузовой газотурбовоз ГТ-1 на СПГ разработки ОАО «Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт» (ОАО «ВНИКТИ», г. Коломна)

Газотурбовоз ГТ-1 с составом в 15 020 т на испытательном кольце

Бурный рост количества железнодорожных перевозок в период с 2002 по 2008 гг. совпал с ростом цен на дизельное моторное топливо. Таким образом, статья расхода на закупку энергоносителей для локомотивов стала основной составляющей статьей в финансовых расхо дах ОАО «РЖД». В случае с электровозами энергоносителем является электроэнергия, цена на которую регулируется государством, однако, на неэлектрифицированных участках железных дорог перевозки выполняются с помощью тепловозов, работающих на дизельном моторном топливе. И тут рост цен на дизельное моторное топливо сильно сказывается на рентабельности перевозок и как следствие – на тарифах. К тому же массогабаритные ограничения на железной дороге не позволяют создать дизель-генератор локомотива мощностью выше 4,5 тыс. кВт для размещения на тепловозе с обеспечением необходимого запаса дизельного моторного топлива.

Все это приводит к снижению массы железнодорожного состава, проводимого локомотивом, что в свою очередь ведет к необходимости переформировки составов на стыке электрифицированных и неэлектрифицированных полигонов. Это также сказывается и на стоимости перевозок, не говоря уже об увеличении сроков нахождения грузов в пути.

Стратегической программой развития грузового железнодорожного транспорта ОАО «РЖД» предусмотрено повышение массы и скоростей движения поездов, особенно на основных направлениях железнодорожной сети. Таким образом, решение проблем развития автономной тяги является одной из ключевых задач. Для решения этих задач в рамках энергетической стратегии ОАО «РЖД» о замещении дизельного моторного топлива альтернативными видами топлива коллектив ОАО «ВНИКТИ» в 2005 г. приступил к разработке магистрального грузового газотурбовоза ГТ-1 мощностью 8300 кВт.

В качестве силовой установки был применен газотурбинный двигатель (ГТД) НК-361 производства ОАО «СНТК им. Н.Д. Кузнецова», работающий на сжиженном природном газе (СПГ). Использование СПГ в качестве моторного топлива позволило компенсировать основную проблему применения газотурбинного двигателя (ГТД) на железнодорожном транспорте (меньший КПД по сравнению с дизельным двигателем, что соответственно приводит к большему расходу топлива на единицу выработанной энергии) за счет меньшей стоимости природного газа. В то же время основные преимущества ГТД (более высокая энерговооруженность, меньшие габариты и масса, возможность работы на природном газе) позволили создать автономный локомотив столь большой мощности.

Как показали эксплуатационные испытания, использование газотурбовоза дает 13%-ную экономию финансовых средств в сравнении с тепловозом, работающем на дизельном моторном топливе. При этом отпадает необходимость в переформировании железнодорожных составов на стыках полигонов, что тоже дает весомую экономию денежных средств. Еще одним существенным плюсом эксплуатации газотурбовозов на железнодорожных перевозках является и то, что при проводке железнодорожных составов большой массы (от 8 тыс. т и выше) снижается степень загруженности железной дороги, что позволяет увеличить пропускную способность железнодорожной сети без вложения дополнительных финансовых средств.

Газотурбовоз ГТ-1 состоит из двух секций. Энергетическое оборудование (ГТД, тяговый генератор) расположено в одной секции, а криогенная емкость для хранения СПГ и аппарату ра топливоподачи – в другой. Применение сжиженного природного газа позволило разместить необходимый запас топлива для бездозаправочного пробега в 1000 км.

Перевод природного газа из сжиженного состояния в газообразное (газификация) происходит за счет тепла выпускных газов турбины ГТ-1. При этом передача криогенного газа из секции с криогенной емкостью в секцию с ГТД осуществляется с использованием специально разработанных гибких межсекцион ных криогенных трубопроводов.

Газотурбовоз ГТ-1 управляется с помощью микропроцессорной системы управления, которая контролирует состояние всех бортовых
систем и агрегатов локомотива.

Кроме этого, в помощь обслуживающей локомотивной бригаде дополнительно установлена система видеонаблюдения, позволяющая контролировать обстановку в кузовах секций непосредственно из кабины управления. Камеры видеонаблюдения, расположенные по ходу движения, показывают обстановку перед кабинами машинистов, что делает более безопасным процесс сцепки–расцепки локомотива с составом.

В 2007 г. была закончена сборка газотурбовоза ГТ-1 на Воронежском тепловозоремонтном заводе.

С 2007 до 2009 гг. проводились пусконаладочные работы и испытательные поездки газотурбовоза ГТ-1 с железнодорожными составами разной массы. Первая испытательная поездка состоялась 4 июля 2008 г. на Куйбышевской железной дороге, где был проведен железнодорожный состав массой 3200 т.

Вслед за этим последовали испытательные поездки на Московской железной дороге с составами массой 5,9 тыс. т, 8,3 тыс. т, 10 тыс. т, а 23 января 2009 г. на испытательном кольце в г. Щербинка газотурбовозом ГТ-1 был проведен железнодорожный состав массой 15020 т, что является мировым рекордом для автономных локомотивов с одной энергетической установкой.

По результатам опытных поездок было принято решение о необходимости доработки криогенной системы газотурбовоза ГТ-1 с целью повышения коэффициента готовности газотурбовоза (уменьшения времени подготовки к поездке). В настоящее время ведутся работы по совершенствованию системы, что позволит сократить время подготовки к выезду более чем вдвое и
улучшить управляемость силовым агрегатом. В конце 2009 г. газотурбовоз ГТ-1 должен быть принят к опытной эксплуатации.

07 сентября 2011г. на выставке железнодорожной техники в Щербинке МО, был поставлен мировой рекорд по транспортировке груза общим весом 16 000 т., работающем на сжиженном природном газе, поставляемом Научно-Производственной Фирмой "ЭКИП"