Снижение расхода топлива за счет экономии пара на паровозах, эксплуатирующихся в ретропоездах

106

Общетехнические и социальные проблемы

ленного промежутка времени, целесообразно использовать для решения соответствующих задач, учитывая его универсальность (возможность работы с любыми массивами статистических данных без подбора теоретических распределений).

Библиографический список

1. Корн Г. Справочник по математике / Г. Корн, Т. Корн - М.: Наука, 1978. -

831 с.

2. Фоменко В. Н. Определение числа вагонов, поступающих на станцию в адрес грузового фронта в течение заданного промежутка времени / В. Н. Фоменко, П. К. Рыбин // Актуальные проблемы управления перевозочным процессом: сб. научн. тр. - Вып.2. - СПб.: ПГУПС, 2003. - С. 125-133.

3. Севастьянов Б. А. Курс теории вероятности и математической статистики / Б. А. Севастьянов - М.: Наука, 1982. - 255 с.

4. Правила и технические нормы проектирования станций и узлов на железных дорогах колеи 1520 мм // МПС РФ. - М.: Техинформ, 2001. - 255 с.

УДК 629.422

А. А. Тимофеев, А. С. Краснов

СНИЖЕНИЕ РАСХОДА ТОПЛИВА ЗА СЧЕТ ЭКОНОМИИ ПАРА НА ПАРОВОЗАХ, ЭКСПЛУАТИРУЮЩИХСЯ В РЕТРОПОЕЗДАХ

Экономия пара на паровозе напрямую зависит от грамотного регулирования мощности паровой машины. Рассмотрены возможные способы регулирования мощности паровой машины паровоза, проведены теоретические и экспериментальные исследования регулирования расхода пара в различных эксплуатационных режимах, даны рекомендации локомотивным бригадам, обслуживающим ретропоезда.

ретропоезд, эксплуатация, регулировка мощности, экономия пара и топлива.

Введение

При ежегодном росте темпов добывающей промышленности и успехах геологоразведки еще в середине ХХ века запасы топлива казались практически неисчерпаемыми, но быстрая истощаемость и невозобновляемость природных ресурсов привели в конце ХХ века к острой нехватке в основном производных нефти, а в ряде мест к так называемому «топливному голоду» [1]. Поэтому в начале ХХ1 века особое место отводится разработке и внедрению альтернативных источников энергии. Параллельно идет активная работа, связанная с экономией жидкого и газообразного топлива.

2006/4

Proceedings of Petersburg Transport University

Общетехнические и социальные проблемы

107

Запасы твердого топлива (угля) преобладают по сравнению с другими видами, а такое топливо, как дрова (древесные отходы), является возобновляемым. В связи с этим ведутся работы по обращению твердого топлива в жидкое или газообразное (двигатели на спирте, газогенераторные установки и др.). Но стоимость реализации этих процессов промышленностью пока еще слишком высока, и прямое сжигание твердого топлива более выгодно и удобно.

Часто при описании или сравнении каких-либо установок сравнивают их КПД, не упоминая при этом о рентабельности этих установок. Если учитывать потери энергии в смежных отраслях и затраты на изготовление самой установки, то иногда получается, что при повышении КПД снижается рентабельность. Так отсутствие учета рентабельности привело к заниженной оценке целого класса локомотивов - паровозов.

Железнодорожный транспорт России осуществляет примерно 80% перевозок в стране и является одним из крупнейших потребителей топлива. Своевременный переход железнодорожного транспорта на твердое топливо может быть достигнут только при подготовленной материальнотехнической базе, заранее продуманных вариантах новых локомотивов на таком топливе и подготовленном кадровом составе.

Современное состояние паровозной базы в нашей стране представляет собой удручающую картину, а теоретическая основа для разработки новых паровозов почти отсутствует. Литература по этому классу локомотивов насчитывает единичные экземпляры, хранящиеся в отдельных библиотеках и у частных лиц. Дополнительные трудности создает отсутствие кадрового состава, владеющего теоретической и практической стороной вопроса.

В настоящее время наряду с возможностью увеличения КПД паровоза возрастает интерес к ретропоездам, в том числе и в России. Использование паровозов старых конструкций в экскурсионно-туристических поездах подразумевает их квалифицированное обслуживание и эксплуатацию, а также снижение расхода топлива на раритетных локомотивах без изменения их конструкции.

Снизить расход топлива (мазута или угля) в ретропоездках представляется возможным путем грамотного регулирования расхода пара в различных эксплуатационных режимах.

1 Способы регулирования расхода пара на паровозе

В классическом паровозе расход пара регулируется двумя органами управления:

• двух- или многоклапанным регулятором, дросселирующим пар, поступающий в паровую машину;

ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС

2006/4

108

Общетехнические и социальные проблемы

• реверсом, способным изменять степень наполнения цилиндра паровой машины посредством золотника, отсекающего поступающий пар в требуемый момент времени.

Неправильное соотношение степени наполнения цилиндра (отсечки) и величины открытия регулятора при определенной скорости паровоза приводит к неоправданному перерасходу пара и, следовательно, топлива. Существующие принципы регулирования паровозных паровых машин машинистами не имеют под собой научной основы и зиждутся на определенных привычных на практике стандартных способах управления паровозом. Например, при езде резервом принято открывать малый клапан регулятора для подразумевающейся экономии пара и т. п.

Чтобы упорядочить известные теоретические данные, проанализировать существующие приемы регулирования паровозных паровых машин и показать изменения КПД паровоза в зависимости от способа регулирования локомотивным бригадам, были проведены теоретические и экспериментальные исследования по этому вопросу.

2 Теоретические исследования

В результате проведенных исследований удалось подтвердить известные закономерности и сделать новые выводы по части регулирования и уменьшения расхода пара на паровозе.

Представленные ниже графики показывают изменение мощности паровой машины закрытием регулятора (рис. 1) и уменьшением степени наполнения цилиндра (уменьшением отсечки) (рис. 2). На рисунке 1 показано изменение параметра пара закрытием регулятора, при этом пар дросселируясь, изменяет давление с Р2 до Р22, а индикаторная диаграмма резко

уменьшает площадь в верхней своей части, следовательно уменьшается термический КПД.

Рис. 1. Регулирование мощности паровой машины мятием свежего пара

2006/4

Proceedings of Petersburg Transport University

Общетехнические и социальные проблемы

109

Рис. 2. Регулирование мощности паровой машины изменением отсечки

Академик С. П. Сыромятников, исследуя изменение площади индикаторной диаграммы в зависимости от скорости паровоза, показал уменьшение диаграммы с увеличением скорости поршня (рис. 3) [2].

Рис. 3. Зависимость изменения площади индикаторной диаграммы от скорости поршня при неизменной отсечке

Сравнивая рисунки 1, 2 и 3, можно сделать вывод о том, что для уменьшения расхода пара при увеличении скорости паровоза требуется пропорциональное уменьшение отсечки и возможно большее открытие регулятора.

3 Экспериментальные исследования

Экспериментальные исследования проводились на паровозе П36-0032 на маршрутах Санкт-Петербург-Выборг и Санкт-Петербург-Малая Више-ра при следовании резервом и с пассажирскими составами из 16 и 11 вагонов соответственно. Выбор локомотива для проведения экспериментальных исследований обусловливался более совершенной его конструкцией (в том числе регулятора) и возможностью варьировать скорость в пределах до 125 км/ч.

Целью исследований было подтвердить известные данные и сформулировать практические рекомендации по уменьшению расхода пара. В те-

ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС

2006/4

110 Общетехнические и социальные проблемы

чение поездки через малые промежутки времени (3-4 мин) регистрировались скорость, котловое давление, степень открытия регулятора, а также давление впуска в паровую машину, давление выпуска и степень разряжения в дымовой коробке. Результаты исследований были представлены в виде таблиц и графика (рис. 4).

Время, ч

----Котловое давление

----Давление впуска пара в

цилиндр паровой машины

----Разность котлового и

давления впуска в цилиндр паровой машины

Рис. 4. График изменения котлового давления, давления впуска в цилиндр и их разности при движении паровоза с поездом и резервом

На полученном графике явно прослеживается тенденция увеличения разности котлового давления и давления впуска в паровую машину при малой степени открытия регулятора и при уменьшении скорости паровоза.

Полученные данные показывают нецелесообразность дросселирования пара, особенно при высоких скоростях, в том числе при езде резервом.

Заключение

Наибольшая экономия пара получается при высокой скорости паровоза, максимально открытом регуляторе и минимальной отсечке. При этом разность котлового давления и давления впуска в паровую машину будет минимальной. Чтобы достигнуть ощутимой экономии пара и соответственно топлива, необходимо:

1) изменять мощность паровоза по возможности отсечкой при возможно большем открытии регулятора;

2) уменьшать отсечку в известных пределах пропорционально установившейся скорости;

3) как можно чаще «ездить на большом клапане регулятора», в том числе при следовании резервом.

Библиографический список

1. http://www.worldcoal.com. WORLD COAL MAGAZINE PUBLISHED BY: PALLADIAN PUBLICATIONS LIMITED.

2. Паровоз / С. П. Сыромятников. - М.: Трансжелдориздат, 1934.

2006/4

Proceedings of Petersburg Transport University

Общетехнические и социальные проблемы

111

3. Энергоснабжение железнодорожных узлов. Тепловая часть. Т. 2. - М.:

Трансжелдориздат, 1941.

Общетехнические и социальные проблемы

УДК 65.011

М. Ю. Барашиков

ДОКУМЕНТООБОРОТ ПРОЕКТНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ

С принятием Федерального закона «О техническом регулировании» произошли значительные изменения в нормативной документации. Представлена структура внешней и внутренней документации проектной организации в сложном периоде реорганизации документооборота.

документооборот, технический регламент, закон о техническом регулировании.

Введение

С 1 июля 2003 г. вступил в силу Федеральный закон "О техническом регулировании", принятый 27 декабря 2002 г., который установил новые, гармонизированные с международным опытом технического регулирования правовые отношения в области разработки, исполнения и контроля обязательных требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации.

Положения указанного закона распространяются на установление и применение обязательных требований в области промышленной безопасности, регулируют отношения в области оценки соответствия обязательным требованиям, в том числе вопросы государственного надзора (контроля) за их соблюдением.

1 Системы документооборота

В проектно-изыскательских организациях существуют две системы документооборота: так называемая внутренняя документация, которая отражает всю деятельность организации, и внешняя документация, которая описывает права и обязанности организации как юридического лица.

ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС

2006/4