Реферат: Разработка ресурсосберегающих технологий и режимов на городском электрическом транспорте
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.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32
