Разработка ресурсосберегающих технологий и режимов на городском электрическом транспорте 
нагрузки общей продолжительностью около б часов, определяются колебаниями
веса подвижного состава за счет наполняемости, в среднем в 1,3 раза и
изменениями его количества на линиях, которое увеличивается также, в
среднем, на 30% (ив 1,3 раза).
Мощность пиковых нагрузок превосходит мощность провалов, где-то в 1,3
раза.
Разница в потреблении электроэнергии парком подвижного состава ГЭТ
городского Электротранспорта, как, например, Харьков, взятого за основу для
расчетов, в часы «пик» и провалов нагрузки, составляет, в среднем, 1,7
раза. Таким образом, если принять в качестве базисной единицы, нагрузку в
период провалов, то общая нагрузка будет составлять 2,7 базисных единицы.
По данным ХКП «ГЭТ», условная единица подвижного состава (в парке 462
трамваев и 365 троллейбусов, всего 827 единиц) расходует в месяц 12700 кВт-
ч электроэнергии (ЭЭ), при месячной наработке порядка 360 часов, в сутки -
423 и 12 часов.
Усредненная условная мощность единицы подвижного состава (ЕПС) будет
равна:
Рср.уст.ЕПС = (462 – 180 + 365 – 110)/827 = 149,1 кВт;
где: 462 и 180 — количество трамваев и суммарная мощность тяговых
двигателей секции трамвая,
365 и 110 — аналогично для троллейбуса.
Среднеэксплуатационная мощность ЕПС составит:
Рср.уст.ЕПС = Wсут.ЕПС / осут. = 423 кВт-ч / 12 ч. = 35,3 кВт
где: Wcyт.ЕПС — суточное потребление ЕПС электроэнергии, равное 423
кВт-ч;
осут. - суточная наработка ЕПС электроэнергии, равная, в среднем, 12
час.
Среднеэксплуатационный коэффициент использования мощности условн.
единицы подвижного сотава:
Кср.экс. = 35,3 кВт/149,1 = 0,2366, что говорит о низком
использовании мощности ЕПС.
За сутки единица базисной нагрузки составит:
423 / 2,7 = 156,7 кВт, т.е. в периоды провалов ЕПС расходует в сутки
156,7 кВт-ч, а в часы «пик» 433-156,7 = 266,3 кВт-ч, что и показано на
графике, рис. 3.4.
А и В - утренние и вечерние часы «пик»
Б - базисная нагрузка в периоды повалов
[pic]
Рис 3.4.
За сутки базисная нагрузка парка подвижного состава трамвая,
троллейбуса г. Харькова, по данным расхода электроэнергии ХКП
«Горэлектротранс», в среднем, составит:
Wcyт баз = 156,7 оо 827 единиц = 129590,9 кВт-ч,
«пиковая» — Wcyт пик = 266,3 о 827 = 220230,1 кВт-ч.
Весь парк ПС ХТТУ в сутки расходует 827 ед. а 423 кВт-ч = 349821 кВт
в год 827 ед. о 423: 365 = 127,685 оо 106 кВт-ч.
Суммарная средняя «пиковая» мощность будет равна (по данным расхода
электроэнергии ХКП «Горэлектротранс»).
Рср.пик. = Wcyт. пик /оопик. = 220230,1 кВт-ч. / 6 ч. = 36705 кВт
Суммарная средняя базисная мощность (по данным расхода
электроэнергии)
Рср. баз. = Wcyт. баз./оо6aз = 129590,9 / 6 = 21598,5 кВт-ч
Анализ результатов тяговых расчетов с варьированием по скорости 15
км/ч, 20 км/ч, 25 км/ч, 30 км/ч, 35 км/ч при нормальном (5 чел/м2) и
максимальном заполнении (10 чел/м2) салона, с идентификацией по средней
мощности условной единицы подвижного состава (ЕПС), позволили определить
адекватную среднюю скорость на участках между остановками, которая
составила 25 .... 27 км/ч, что близко к ходовой скорости, равной 25...30
км/ч.
Это дало возможность определить средние мощности трамвая и
троллейбуса в периоды провалов нагрузки (номинальное заполнение салонов) с
учетом расхода мощности на собственные нужды и отопление подвижного
состава, которые составили:
| |Трамвай (типа Т-3) |Троллейбус (типа |
| | |ЗиУ-9) |
|Провалы нагрузки: Рср.ном,кВт |37,6 |26 |
|«Пиковые» нагрузки: Рср.макс,кВт |44,1 |28,71 |
|Средняя мощность за периоды |40,8 |27,4 |
|провалов и «пика» нагрузок: | | |
|Рср.трам,кВт | | |
Определенная по этим значениям средне-эксплуатационная мощность ЕПС
ГЭТ будет:
Рср.экспл.ЭПС = (Nтрам. Рср. трам + Nтрол. Рср.трол.) / (трам. +
трол) = (462 ? 40,8 + 365 ? 27,4) / 827 = 35 кВт.
где: Nтрам и Nтрол - количество трамваев и троллейбусов в парке ПС
ХТТУ.
Это значение соответствует значению Рср.экспл.ЕПС, определенной по
фактическим расходам электроэнергии и равной 35,5 кВт, что указывает на
высокую достоверность расчета.
Средний эксплуатационный коэффициент использования мощности трамвая
Кср.экспл.трам = 40,8/180 = 0,127, троллейбуса Кср.экспл.трол = 27,4 / 110
= 0,249. Суммарная средняя пиковая мощность (исходим из худшего случая,
когда весь ПС находится в режиме тяги), определенная по значениям
Рср.макс. = (462 ? 44,1 + 365 ? 28,71) / (0,9 ? 0,95) = 36096, что
совпадает и с определенной по расходу электроэнергии, мощности, равной
36705 кВт. Это 1,7 единицы базисной мощности, тогда единица базисной
мощности составит: 36096,6/1,7 = 21233,3 кВт. Эта же мощность должна быть
равной суммарной мощности в период провалов нагрузки, определенная по
данным Рср.ном трамвая и троллейбуса, т.е.
рср.ном. = (462 ? 37,6 + 365 - 26) / (0,9 ? 0,95 ? 1,4) = 22432,7 ,
где 1,4 - коэффициент уменьшения количества подвижного состава в
период провалов нагрузки. Ошибка в определении этими методами Рср.ном.
составляет 5,3%, что удовлетворяет точности укрупненных расчетов.
Суммарная установочная мощность парка подвижного состава ХКП
«Горэлектротранс» равна:
Руст.парка = 462 ? 180 + 365 ? 110 = 123310 кВт.
Для определения количества дизель-генераторов, необходимых для
покрытия «пиковой» мощности, принимаем для расчета «пиковую» мощность, т.е.
мощность в периоды «пика» нагрузок, равной 36096,6
кВт, тогда количество дизель-генераторов при отборе мощности 1500 кВт
(с 6% запасом) будет:
Пд/г = 36096,6 кВт / 1500 кВт = 24,06 шт.
Принимаем 24 шт.
Номинальная мощность д/г 17ГД100А составляет 1600 кВт и
гарантированный запас мощности будет обеспечен.
Годовой средний базисный расход электроэнергии парком ПС будет:
W6aз.ср.год = 156,7 кВт-ч ? 365 ? 827 ед. = 47,31 ? 106 кВт-ч
Это количество электроэнергии произведут 14,4 дизель-генераторов,
работая в сутки по 6 часов с мощностью 1500 кВт. Принимаем для расчета 15
дизель-генераторов.
Расход природного газа будет: 15 ? 6 ? 365 ? 450 = 14,783 ? 106
м3/год.
Годовой средний «пиковый» расход электроэнергии парком ПС ХТТУ:
Wcp.пик.год = 266,3 - 365 - 827 ед. = 80,384 ? 106 кВт-ч
Это количество электроэнергии произведут 24 дизель-генераторов,
работая в сутки по 6 часов с мощностью 1530 кВт и расходуя при этом
количество природного газа 24 ? 6 ? 365 ? 450 = 23,65 ? 106 м3. Общее
количество природного газа за год 14,783 + 23 = 38,43 ? 106 м3.
При работе дизель-генераторов количество тепловой энергии практически
равно количеству электрической энергии, поэтому количество выработанного
тепла в виде горячей воды с температурой 80....90°С и расходом 170 м3/ч
(одним дизель-генератором) составит аналогично
109822 ? 106 ккал, что покрывает годовую потребность ХКП
«Горэлектротранс» в тепле. В расчете принимаем значение 99244,8 Гкал.
Это и будет экономией.
Цена 1 кВт-ч, произведенного на дизель-генераторах, работающих на
природном газе, стоимостью за 1000 м3 - 0,144 грн., и расходующими 450м3/ч.
каждым, будет
ЦкВт-ч = (Цприр.газа ? 860) / (QH ? оАВ ? оген) = (14400 ? 860) /
(8000 ? 0,36 ? 0,96) = 0,448 грн.
где: Цприр.газа = Цена 1 м3 природного газа - 1,44 грн. QH - низшая
теплоотводность 1 м3 природного газа, равная 8000 ккал
оАВ - КПД дизеля, равное 0,36
оген - КПД генератора, равное 0,96
С учетом затрат на обслуживание, стоимость 1 кВт-ч электроэнергии,
произведенного на дизель-генераторах (ДГ) принимаем 0,5 грн., тогда годовая
стоимость всей произведенной на ДГ электроэнергии составит:
ЦДГ = Waз ? ЦкВт-ч = 127,7 ? 106 ? 0,5 = 638,5 ? 105 грн.
В случае потребления этой электроэнергии ХКП «Горэлектротранс» от
Государственной энергетической компании по цене за 1 кВт-ч 0,7405 грн., ее
бы стоимость составила:
Цобщ = Wroд ? ЦкВт-ч = 127,7 ? 106 ? 0,7405 грн. = 638,5 ? 105 грн.
Экономия средств составит:
Ээл = (945,5 - 638,5) ? 105 = 307 ? 105 грн.
Годовое потребление тепла в ХКП «Горэлектротранс» составляет 99244,8
Гкал, при цене за 1 Гкал отпускаемого ГЭК и равной 8,296 ? 105 грн.
стоимость тепла за год составляла бы 99244,8 ? 8,296 ? 105 = 829,6 ?
105 грн.
Так как это тепло производится попутно с электроэнергией дизель-
генераторами, то это и будет экономией.
Для производства этого тепла потребовалось бы:
(99244,8 ? 106 ккал) / (8000 ккал/м3 ? 0,8) = 15,5 ? 106 м3
природного газа в год.
Общая экономия по электроэнергии и тепла составит:
Э = ЭЭЛ + Этеп = 307 ? 106 грн. + 832,3 ? 105 грн. = 1130,3 ? 105
грн.
Стоимость 24 дизель-генераторов составит (при цене 2,6 млн. грн., за
1 ДГ):
ЦДГТ = 24 ? 26 = 6,24 млн. грн.
С учетом установки, монтажа по данным дизельного производства,
стоимость будет порядка 8,7 млн. грн.
С учетом затрат на НИОКР это будет:
ЦДГ = ЦДГТ + Цниокр = (870 + 964,0948) ? 105 грн.
Срок окупаемости составит:
Т = ЦДГ/ Э = 964,0948 / 1130,3 = 0,853 года.
Данные срока окупаемости свидетельствуют о технической
целесообразности и высокой экономической эффективности автономной системы
децентрализованного энергоснабжения городского электрического транспорта.
При определении срока окупаемости были учтены затраты на
электроэнергию и тепло.
С учетом всех составляющих затрат, а также надежности, экономии
материалов, срок окупаемости будет меньше, а экономия выше.
Необходимое финансирование с учетом начислений для внесения в
тематическую карту по годам составит:
1999 год - 144,8 тыс. грн.
2000 год - 325,3 тыс. грн. 2000 год - 470,8 тыс. грн.
ИТОГО: 940,9 тыс. грн.
Расчет на использование децентрализованных энергоустановок в ХКП
«Горэлектротранс» в Салтовском трамвайном депо, троллейбусном депо № 2, 3.
1) Потребление электроэнергии (фактические данные за 1998 год):
1.1) Салтовское трамвайное депо:
- на тягу: 23,0939 млн. кВт-ч/год;
- на ПРН: 0,5396 млн. кВт-ч/год;
- суммарное: 23,6335 млн. кВт-ч/год.
1.2) Троллейбусное депо № 2:
- на тягу: 15,25794 млн. кВт-ч/год;
- на ПРН: 0,45799 млн. кВт-ч/год;
- суммарное: 15,71593 млн. кВт-ч/год.
1.3) Троллейбусное депо №3:
- на тягу: 14,9394 млн, кВт-ч/год;
- на ПРН: 0,44328 млн. кВт-ч/год;
- суммарное: 15,38268 млн. кВт-ч/год.
2) Потребление тепла на отопление и горячее водоснабжение.
Фактические данные за 1998 год:
2.1) Салтовское трамвайное депо: 16649 Гкал/год = 19,363 млн. кВт-
ч/год;
2.2) Троллейбусное депо № 2: 2615 Гкал/год = 3,041245 млн. кВт-ч/год;
2.3) Троллейбусное депо № 3: 3134 Гкал/год = 3,644842 млн. кВт-ч/год.
3) Технические характеристики мотор-генератора 17-ГД-100 А.
3.1) Общая характеристика.
Дизель-генератор (мотор генератор) типа 17 ГД-100 А выпускает ГП
«Завод им. Малышева» в комплекте с газовой аппаратурой. Это позволяет ему
работать как газодизель, используя природный газ и другие газы: шахтный,
биогаз и т. д. При работе в номинальном режиме часовой расход природного
газа (типа Шебелинского) равен: 450 м3/ч.
Мощности: электрическая -1600 КВт; тепловая -1530 кВт. Среднее число
часов работы в году - 6000.
3.2) Годовая выработка электрической и тепловой энергии одним мотор-
генератором в течении 6000 часов (года):
3.2.1. Электрической энергии:
Wэл,год = 160 ( 6000 = 9,6 млн. кВт-ч/год;
3.2.2. тепловой энергии:
QТ,год = 1530 ( 6000 = 9,18 млн. кВт-ч/год.
4) Количество мотор-генераторов для установки на объектах:
4.1) Салтовское трамвайное депо-покрытие электрической нагрузки может
быть обеспечено работой 3-х мотор-генераторов типа 17-ГДЮОА за 6000 часов:
28,8 млн. кВт-ч/год.
Резерв (остаток) выработанной электроэнергии:
Wpeз,с = 28,8 - 23,6335 = 5,1665 млн. кВт-ч/год;
выработка тепла 3-мя мотор-генераторами за 6000 часов работы;
27,54 млн. кВт-ч/год.
Резерв (остаток) по тепловой энергии:
Qpeз,с = 27,54 - 19,363 = 8,177 млн. кВт-ч/год.
4.2) Троллейбусное депо № 2:
- покрытие электропотребления обеспечат 2 мотор-генератора,
вырабатывающие за 6000 ч электроэнергии: 19,2 млн. кВт-ч/год. Резерв по
выработке электроэнергии:
Wэл, рез, трл. 2 = 19,2 - 15,71593 = 3,48407 млн. кВт-ч/год;
выработка тепла 2-мя мотор-генераторами за 6000 часов работы: 18,36
млн. кВт-ч/год.
Резерв (остаток) по тепловой энергии:
Qтепл, рез. трл.2 = 18,36 - 3,041245 = 15,318755 млн. кВт-ч/год.
4.3) Троллейбусное депо № 3.
- покрытие электропотребления обеспечат 2 мотор-генератора,
вырабатывающие за 6000 ч электроэнергии: 19,2 млн. кВт-ч/год. Резерв по
выработке электроэнергии:
Wэл, рез, трл. 3 = 19,2 - 15,38268 = 3,81732 млн. кВт-ч/год;
выработка тепла 2-мя мотор-генераторами за 6000 часов работы: 18,36
млн. кВт-ч/год.
Резерв (остаток) по тепловой энергии:
Qтепл, рез, трл. 3 = 18,36 - 3,644842 = 14,715158 млн. кВт-ч/год.
5) Статьи расхода денежных средств по приобретению, монтажу и
эксплуатации мотор-генераторов 17 ГД-100А.
5.1) Стоимость одного мотор-генератора (вместе с генератором завода
«Электросила» Санкт-Петербург) с учетом затрат на КИП и автоматику и др.:
См-г = 700.000 грн.
5.2) Стоимость годового расхода природного газа:
5.2.1) Годовые затраты природного газа:
- Салтовское трамвайное депо: Вг,с = 450 ( 6000 ( 3 = 8,1 млн.
м3/год;
- троллейбусное депо № 2: Втрл. 2 = 450 ( 6000 ( 2 = 5,4 млн. м3/год;
- троллейбусное депо № 3: Втрл. 3 = 450 ( 6000 ( 2 = 5,4 млн. м3/год;
Примечание. Принимаем стоимость 1000 м3 природного газа равной 83
грн.
Стоимость природного газа по объектам:
- Салтовское трамвайное депо: Спг, с = 8,1 ( 106 ( 0,083 = 672300
/грн./год/;
- троллейбусное депо № 2: Спг, трл. 2 = 5,4х106 ( 0,083 = 448200
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18
|
