Диссертация (Разработка и исследование высокоэффективных малотоннажных установок сжижения природного газа), страница 34

Создание и исследование криогенной топливной системымагистрального локомотива с газотурбинной тягойОдним из наиболее перспективных направлений в инфраструктурепотребления СПГ представляется использование его в качестве моторноготоплива транспортных систем, в частности для железнодорожного транспорта.Повышенные требования к экономичности и экологии, а также остраянеобходимостьзаменыпаркаустаревшихмагистральныхлокомотивов,инициировали в 2004 -2008 г. создание первого отечественного мощногогазотурбовоза ГТ1-001.

Отличительной особенностью данного типа транспортаявляется использование в качестве генератора мощности авиационной турбиныНК-361 (полная мощность 8,8 МВт), а в качестве топлива – СПГ. Такоеконструктивное сочетание позволяет достигать рекордных значений тягилокомотива при самых жестких экологическихтребованиях к выбросамвыхлопных газов в установленных для железнодорожного транспорта габаритах.Использование СПГ в качестве основного топлива привело, в свою очередь, кнеобходимости создания криогенной топливной системы, схема которойпредставлена на Рис. П.7.1. Криогенное оборудование размещено в двух секцияхподвижного состава: в бустерной секции, где находится цистерна СПГ, насосСПГ, испаритель наддува цистерны, управляющая арматура и трубопроводы; втяговой секции размещена газовая турбина, газификатор СПГ, ресивер ПГ иуправляющая арматура. СПГ поступает из бустерной секции в тяговую черезгибкие межсекционные коммуникации, затем газифицируется и направляется вкамеру сгорания турбины.

Отличительной особенностью данной конструкцииявляется наличие газификатора СПГ, который осуществляет газификацию за счеттепла продуктов сгорания без промежуточного теплоносителя. Важнейшимэлементом криогенной топливной системы представляется смеситель-испарительСПГ, функция которого заключается в поддержании оптимальной температурыподачи ПГ в камеру сгорания газовой турбины [84]. Заданная температура326достигается путем смешения в оптимальных пропорциях горячего ПГ послегазификатора и части потока СПГ, отбираемого перед газификацией [85].Рис.

П.7.1. Принципиальная схема криогенной топливной системы газотурбовозаГТ1-001:БДУ - безопасное дренажное устройство; ИСП – испаритель наддува цистерныСПГ; К2 - К6, К8, К12-К15, КЦД, КДР, ОК – запорно-регулирующая арматура;ДГВ – дозатор топлива турбины; ТГ1,ТГ2 – гибкие межсекционныекоммуникации, ТПМ – теплообменник охлаждения масла; ГТД – газификаторСПГ; Твх ДГВ – датчик температуры на входе в дозатор топливаРезультатыиспытанийсмесителя-испарителяпредставленыввидетемпературных трендов (показаний датчика Твх ДГВ) в различных режимах работытурбины газотурбовоза (см. Рис. П.7.2 и Рис. П.7.3).

Достигнутые рекордныепоказатели газотурбовоза ГТ1-001 зарегистрированы в Книге рекодов Гинесса иКниге рекордов России ПАРИ (см. Рис. П.7.4 и Рис. П.7.5).Следует отметить тот факт, что стендовые испытания и опытнаяэксплуатация газотурбовоза ГТ1-001 проводились на СПГ, произведенном наустановке, разработке и исследованию которой посвящена глава 4.327Рис.

П.7.2. Режимные параметры ГТ1-001 в процессе опытной эксплуатации. Температура на входе в турбину в результатеоткрытия клапана КМ12 и работы смесителя-испарителя не превышает плюс 93 0С328Рис. П.7.3. Режимные параметры ГТ1-001 в процессе опытной эксплуатации. Температура на входе в турбину в результатеоткрытия клапана КМ12 и работы смесителя-испарителя не превышает плюс93 0С329Рис. П.7.4. Свидетельство о регистрации мирового рекорда в книге рекордовГиннесса330Рис.

П.7.5. Свидетельство о регистрации рекорда России в книге рекордов России.