Газотепловозы: поиск экологичных решений
Холдинг СТМ совместно с ОАО «Газпром» и АО «РЖД» проводят планомерную работу по внедрению использования природного газа в качестве моторного топлива для железнодорожного транспорта. В феврале 2018 года компании подписали программу совместных мероприятий, цель которой – перевод локомотивов, работающих на неэлектрифицированных участках Свердловской железной дороги, на сжиженный природный газ (СПГ) с увеличением массы грузовых поездов до 9000 тонн, а также расширение полигона их эксплуатации к 2026 году до станции Лимбей. Общая протяженность маршрута достигнет 1834 км. В перспективе полигон эксплуатации планируется увеличить до 5500 км с выходом на Северную железную дорогу.
Отметим, что сегодня на Свердловской железной дороге успешно эксплуатируется газотурбовоз ГТ1h производства Людиновского тепловозостроительного завода. Он был создан в 2013 году по заказу ОАО «РЖД» и в декабре 2014 года совершил свой первый рейс с поездом массой 9 тысяч тонн на Московской железной дороге. В честь успешного первого рейса локомотиву было присвоено имя «Андрей Первозванный».
В 2020 году СТМ, располагающий производственными мощностями для серийного выпуска локомотивов, работающих на сжиженном природном газе, представит усовершенствованную модель магистрального газотурбовоза ГТ1h с дополнительной тендерной секцией с запасом СПГ 20 тонн для увеличения беззаправочного пробега локомотива до 1400 км.
Также в рамках программы компания представит к 2019 году опытные образцы электрического маневрового газотурбовоза ТЭМГ1и газотепловоза с электрической передачей ГТЭМ1. Это тепловозы, которые по своим техническим характеристикам будут отвечать самым высоким требованиям по надежности и экономичности.
Локомотив ТЭМГ1, работающий на сжиженном природном газе (СПГ), оснащен двумя газопоршневыми установками и предназначен для выполнения маневровой работы на железнодорожных путях колеи 1520 мм. Преимущества новой машины заключаются в ее исключительной экономичности и экологичности за счет применения схемы с двумя силовыми установками и использования СПГ в качестве моторного топлива.
Локомотив сконструирован по модульному принципу, и большинство модулей, а также рама тепловоза и тележки, будут унифицированы с дизельной модификацией – тепловозом ТЭМ10. На локомотиве установлена современная система обеспечения микроклимата, система пожарной сигнализации и пожаротушения, а также система обнаружения утечек газа.
Второй локомотив, 8-осный ГТЭМ1, с двумя газотурбинными установками. Быстросъемный бак для хранения СПГ будет расположен непосредственно на раме тепловоза. В качестве силовой установки применяются два газотурбинных двигателя ГТД-1250 мощностью 800 кВт, применение которых значительно сокращает количество ТО-2 и ТО-3. В конструкции тепловоза применена микропроцессорная система управления и диагностики (МПСУиД) в совокупности с электрическими аппаратами.
— На ПМЭФ-2018 подписан договор на поставку маневровых газотепловозов для Газпромтранса, «дочки» Газпрома. Каковы дальнейшие перспективы сотрудничества Синары с российскими компаниями ТЭК?
— Группа Синара заинтересована в развитии сотрудничества с российскими компаниями топливно-энергетического комплекса. Холдинг «СТМ» активно участвует в реализации решений государственной программы Российской Федерации «Расширение использования природного газа в качестве моторного топлива на транспорте и техникой специального назначения». В частности на Свердловской железной дороге в опытной эксплуатации находится современный магистральный газотурбовоз ГТ1h мощностью 8500 кВт, выпущенный Людиновским тепловозостроительным заводом (входит в СТМ).
Решение РЖД о расширении полигона использования газотурбовозов в восточном направлении между станциями Войновка — Тобольск — Сургут с перспективой выхода на строящийся Северный широтный ход дает хорошие перспективы серийному производству ГТ1h. По оценке экспертов, потребность в магистральных газотурбовозах на данном направлении — более 50 единиц.
На Петербургском международном экономическом форуме нами заключен договор на поставку 24 газомоторных локомотивов. Это «тяжелый», предназначенный для маневрово-вывозной работы восьмиосный газотурбинный тепловоз ГТЭМ1 с применением двух газовых турбин и «легкий» четырехосный маневровый тепловоз ТЭМГ1 с применением двух газопоршневых двигателей. В числе преимуществ этой техники — снижение затрат на топливо на 30 — 40%, отсутствие необходимости дозаправки в течение пяти суток, экономия средств на проведение планового технического обслуживания. И еще одно важное обстоятельство — существенное уменьшение уровня выбросов вредных веществ.
Низкие температуры тоже диктуют специфические требования к тяговому подвижному составу. Главный конструктор АО «Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава» (ВНИКТИ, дочернее предприятие ОАО «РЖД») Игорь Сазонов рассказал «Гудку», что институт предлагает использовать в качестве основной тяги газотурбовозы ГТ1h в особом климатическом исполнении. «Сжиженный газ на Ямале самый доступный вид топлива, – говорит Игорь Сазонов. – Запас хода ГТ1h на одной заправке с поездом весом 8,5 тыс. тонн превышает всю протяжённость СШХ. Кроме того, стоимость жизненного цикла газотурбовоза на 20% ниже стоимости дизельного тепловоза».
Первый серийный российский газотурбовоз ГТ1h-002 в июле совершил две экспериментальные поездки с грузовыми поездами повышенной массы и длины на участке Сургут — Лимбей — Коротчаево Свердловской железной дороги. Об этом сообщает служба корпоративных коммуникаций магистрали.
В ходе эксперимента необходимо было подтвердить правильность расчетов месторасположения точек экипировки и заправки газомоторных локомотивов на севере Уральского федерального округа, а также определить критическую (максимальную) норму массы грузовых поездов для газотурбовозов серии ГТ1h на указанном участке.
ГТ1h-002 (усовершенствованная версия ГТ1h-001) официально включен в локомотивный парк СвЖД и на постоянной основе водит поезда (в т.ч. повышенного веса и длины) на участке Егоршино — Алапаевск — Серов-Сортировочный. Кроме того, этот инновационный локомотив участвует в испытаниях, целью которых является выход на поэтапную реализацию Соглашения в области использования природного газа в качестве моторного топлива, заключенного ОАО «РЖД», ПАО «Газпром» и производителями железнодорожной техники.
21-25 июля в ходе первой экспериментальной поездки по маршруту Сургут — Лимбей — Коротчаево (636 км) была установлена возможность вождения на этом участке поездов массой до 7 тыс. тонн локомотивами типа ГТ1h без дозаправки.
В рамках второго эксперимента 29-30 июля газотурбовоз проследовал по участку Лимбей — Сургут (532 км) с грузовым составом массой более 9 тыс. тонн, сформированным на подъездных путях Пуровского ЗПК. Поездка подтвердила возможность эксплуатации газомоторных локомотивов с поездами 9 тысяч тонн на участке Лимбей — Сургут без дозаправки.
Топлива на обе поездки хватило с запасом, что также подтверждает правильность предварительных расчетов по точкам размещения пунктов заправки локомотивов сжиженным природным газом. Они предполагаются на станциях Войновка, Тобольск и Сургут. Пока единственный такой комплекс функционирует под Екатеринбургом.
Всего в рамках контракта с компанией «Газпромтранс» будет поставлено 24 газотепловоза: десять ТЭМГ1, а также локомотивы ГТЭМ1 с двумя газотурбинными установками на базе газотурбинного двигателя ГТД-1250 мощностью 800 кВт. На данный момент разработанные СТМ газотепловозы не имеют аналогов в России.
Отметим, что ЛТЗ уже имеет опыт создания машин, работающих на сжиженном природном газе. Изготовленный по заказу РЖД магистральный грузовой газотурбовоз ГТ1h получил высокие оценки железнодорожников и в настоящее время успешно эксплуатируется на Свердловской железной дороге.