Пояснительная записка ВКР (1219276), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Рисунок. 3.3 – модель батареи на водной основе потока, предназначена для использования в электрических транспортных средств
В новой технологии электроэнергия храниться в двух емкостях, в одной – исходный электролит, во второй – электрически «заряженный» электролит. В процессе зарядки электролит из первой емкости, проходит через электрохимический реактор, и храниться во второй ёмкости. При перетекании электролита в обратном направлении происходит извлечение электрической энергии.
Устройства потокового электрохимического хранения электроэнергии более безопасны, превосходят все нынешние аккумуляторные батарей, которые применяются в современных электроавтомобилях, быстро заряжаются. Кроме того, конструктивно они могут быть быстро установлены на всех серийных электромобилях. Они просты в обслуживании, которое состоит в замене электролита. Заряжать традиционным способом по нескольку часов от розетки такие батареи не нужно – достаточно просто слить из баков отработанный электролит и залить свежий [12].
3.2.2 Электрокар nanoFlowcell Quantino
Поскольку электромобили сейчас в тренде, многие компании стараются создать собственную версию электрокара. При этом некоторые компании идут собственным путем, не используя достижения прочих автопроизводителей. К примеру, компания Toyota продвигает электромобиль на водородных топливных ячейках. А компания nanoFlowcell из Лихтенштейна и вовсе предлагает проект электромобиля с экзотической системой получения энергии — потоковой батареи.
Технический директор компании nanoFlowcell Нунцио ла Веккия проехал на электрокаре Quantino без остановки 14 часов и три минуты, после чего прекратил эксперимент из-за усталости. В машине при этом оставалось – 78 % запаса энергии. Так один из разработчиков потоковых батарей nanoFlowcell продемонстрировал их потенциал. Нетрудно догадаться, что опыт был выполнен перед Женевским автосалоном, где хэтчбек и был представлен в «почти серийном виде» [14].
Заявленный запас хода Quantino на одной зарядке превышает 1000 км. А средний расход энергии составляет 12−14 кВт∙ч на 100 км. Нетрудно посчитать, что два бака с ионными жидкостями (по 159 л каждый) эквивалентны здесь обычной батарее ёмкостью приблизительно 140 кВт∙ч., такая не снилась даже старшей версии Теслы S (там «всего» 90 кВт∙ч), Болту (60 кВт∙ч) и недавно улучшенному Лифу (30 кВт∙ч).
В нынешнем году компания намерена начать строительство нового исследовательского центра QUANT City в швейцарском городе Тенеро. Комплекс на 25 000 м² приютит 200 учёных и инженеров, а также поможет создать до 2 500 рабочих мест у партнёров и подрядчиков. Задача центра — дальнейшее развитие технологии nanoFlowcell применительно к автомобилям, а также адаптация её к другим отраслям (железная дорога, авиа и судостроение).
По замыслу nanoFlowcell (рисунок 3.4), её электрокары должны заправляться от колонок наподобие бензозаправок. Только в них будет два параллельных шланга (пока заправка раздельная). В отличие от других вариантов потоковых батарей, в данной конструкции отработанные жидкости испаряются, по уверению фирмы, без всякого вреда для окружающей среды. Хотя теоретически их можно сохранять на борту и потом восстанавливать, но это потребовало бы дополнительных баков.
Рисунок. 3.4 – Система заряда ионными жидкостями от компании nanoFlowcell
В системе nanoFlowcell есть два бака с ионными жидкостями, положительной и отрицательной. В потоковой батарее обе прокачиваются с двух сторон ионообменной мембраны. Они взаимодействуют без прямого контакта, вырабатывая ток. Энергия отправляется в промежуточный накопитель, суперконденсаторы, откуда поступает на тяговые электромоторы. Систему можно перезарядить за пять минут, просто закачав две ионные жидкости через шланги.
Специалисты nanoFlowcell посчитали, что при промышленном производстве необходимые для потоковых батарей ионные жидкости будут обходиться менее 10 евроцентов за литр. Применительно к электромобилю Quantino это означает чуть больше трёх евро на 100 км пути. По мнению авторов разработки, потоковые батареи придадут новый импульс электрокарам, которые смогут стать столь же удобными в эксплуатации, как обычные автомобили. Правда, пока по прежнему неясна цена подобной системы. Вероятно, дело прояснится, когда появится первая мелкосерийная партия Quantino.
Энергичные концепции с технологией nanoFlowcell также может иметь столь же энергосберегающее влияние на железнодорожных перевозках, обеспечивая повышение при ускорении и стабилизации бортовой электрической системы. Также возможно является гибридный привод для всех высокоразвитых типов дисков, стремящихся воспользоваться преимуществами эффекта наддува в nanoFlowcell под ускорением, как и при торможении восстановления сил [14].
3.3 Электрофикация участка
Формирование локальной контактной зоны – это новый крупномасштабный научный проект по созданию высокоэффективного производственного комплекса на Дальнем Востоке России. В создании такой зоны заинтересованы Правительство РФ и правительство Хабаровского края, бизнес структуры, в том числе и иностранные инвесторы. Очевидно, что с созданием зоны улучшатся условия для проживания населения [15].
В состав Совгаванского и Ванинского районов входят 26 населенных пунктов, большинство из которых расположено вдоль железнодорожной магистрали Комсомольск-на-Амуре – Советская Гавань. На севере, зона граничит с Ульчским районом, на западе – с Нанайским, Комсомольским и Богородским, на юге окружена глубоководным заливом Советская Гавань, с востока омывается водами Татарского пролива. Отличительной характеристикой зоны является примыкание к ней целого ряда бухт. Наиболее крупные из них бухты Мучке, Ванина, Обманная, Северная, Западная, Юго – Западная. Ключевыми отраслями экономики районов являются морской транспорт, лесопромышленный и рыбный комплексы, а также судоремонт.
Транспортный каркас Совгаванско – Ванинского узла формирует железная дорога Комсомольск-на-Амуре – Советская Гавань (восточный участок Байкало-Амурской железнодорожной магистрали) и автомобильная дорога Лидога-Ванино, обеспечивающая круглогодичную связь района с автомобильной и железнодорожной системами России, прежде всего с Амурской и Еврейской автономной областями, а также с Хабаровским краем.
Внешняя транспортная инфраструктура района представлена железнодорожными магистралями – Транссиб и БАМ. Транссиб – двухпутная, полностью электрифицированная железнодорожная линия протяженностью около 10 тыс. км, технические возможности которой позволяют освоить объемы перевозок грузов в ближайшей перспективе до 100 млн. тонн в год. Эксплуатационная длина Байкало-Амурской железнодорожной магистрали от Тайшета до Советской Гавани составляет 5 676 км.
Формирование Ванино – Совгаванской локальной контактной зоны определяется несколькими условиями и факторами.
Примыкание к международным транспортным коридорам МТК - Транссиб и БАМ, что дает возможность участвовать в международных транспортных процессах. Формирующийся международный автомобильный транспортный ход Харбин – остров Большой Уссурийский – Ванино сможет обеспечить движение грузов из провинции Хэйлунцзян в порты зоны и далее – в США, на Хоккайдо, в Корею, Южный Китай (порты Янцзы и Хуанхэ), Гонконг и Тайвань.
Наиболее важными из частных задач в ближайшей перспективе являются увеличение мощностей портово – железнодорожных комплексов, обеспечивающих транзитные международные грузоперевозки, создание на тихоокеанском побережье России крупных центров внешнеэкономического сотрудничества (сопоставимых с аналогичными центрами в Азиатско-Тихоокеанском регионе), обеспечение населения достойными возможностями для передвижения внутри макрорегиона, в том числе за счет развития региональной авиации, решение наиболее критичных локальных проблем в сфере перевозок грузов и пассажиров и энергоснабжения.
В Ванинском и Совгаванском энергорайоне с реализацией инвестиционных проектов развития транспортно – перевозочных комплексов, морской и промышленной инфраструктуры для обеспечения возрастающего спроса на электрическую энергию предусматривается строительство ТЭЦ установленной мощностью 120 МВт в г. Советская Гавань Ввод в эксплуатацию ТЭЦ в Советской Гавани намечен на конец 2017 года.
Силовое оборудование обеспечивает надежное энергоснабжение всей ж/д инфраструктуры, включая автоматику, связь и освещение. Железная дорога от Совгаванской ТЭЦ к БАМу общей протяженностью 13,8 км, предназначенная для доставки угля в период эксплуатации ТЭЦ, будет введена в строй в сентябре 2016 года. До этого времени предстоит провести пусконаладку связи, сигнализации и управляющей автоматики путевого хозяйства, а также выполнить врезку в действующий путь БАМа [2, 16].
В ходе работ выполнена наладка ранее смонтированного силового оборудования опорного пункта питания станции «Мыс Марии», оборудования поста электрической централизации, комплектного распределительного устройства мощностью 10 кВ, общеподстанционной сигнализации, кабельных линий 10 кВ и другого электротехнического оборудования. В результате на опорный пункт питания станции «Мыс Марии» подано напряжение от подстанции «Эгге».
Железнодорожная инфраструктура ТЭЦ в Советской Гавани относится к внеплощадочным вспомогательным объектам. Стоимость ее строительства по договору генподряда составляет более 1,5 млрд. руб. и финансируется за счет инвестпрограммы ПАО «РАО Энергетические системы Востока». Планируемый объем перевозимых грузов по новой ветке оценивается в 480 тыс. тонн в год.
На основной строительной площадке ТЭЦ продолжается монтаж двух котлов, строительство главного корпуса, устройство фундаментов под две 63-мегаваттные турбины. Также выполняется строительство комплекса топливоподачи, прокладка водоводов добавочной воды, устройство фундаментов административно – бытового и объединенного вспомогательного корпусов, ОРУ-110, склада дизельного топлива и насосной дизельного топлива со складом масла в таре.
В рамках возведения внеплощадочных объектов завершается строительство подъездного железнодорожного пути ТЭЦ и станции Мыс Марии. Полностью строительство завершится в третьем квартале 2016 года.
В июне 2016 года будет завершено возведение второго этапа схемы выдачи электрической мощности от ТЭЦ. В настоящее время специалисты приступили к монтажу силового оборудования на подстанциях «Эгге» и «Окоча», а также завершают монтаж двух воздушных линий напряжением 110 кВ, одна из которых идет на поселок Ванино, вторая - на подстанцию «Окоча».
Первый этап схемы выдачи электрической мощности от ТЭЦ в Советской Гавани был построен и введен в эксплуатацию в 2015 году. Объект включает новую подстанцию «Строительная» на площадке ТЭЦ и идущую от нее линию электропередачи напряжением 35 кВ в габаритах 110 кВ до существующей подстанции «Эгге».
Новая станция возводится в Хабаровском крае в рамках Указа Президента РФ о развитии энергетики Дальнего Востока. Установленная электрическая мощность ТЭЦ составит 120 МВт, тепловая мощность – 200 Гкал/ч. В качестве топлива для производства электроэнергии и тепла предполагается использовать Ургальский каменный уголь марки «Г». Общая сметная стоимость строительства, согласно заключению Главгосэкпертизы, составляет 18,591 млрд. рублей. Генеральным подрядчиком строительства ТЭЦ выступает ОАО «ГлобалЭлектроСервис».
Заключительный вывод по подразделам:
По результатам анализа было установлено, что электрификация участка Комсомольск-на-Амуре – Советская Гавань повлечет огромные финансовые затраты и реализация подобного проекта затянется на несколько лет. Недавно представленная и перспективная, по мнению авторов, технология потоковых батарей NanoFlowcell не проходила проверку на железнодорожном транспорте и внедрение подобной технологии так же займет не один год. Наиболее удачным, на мой взгляд, является решение о внедрении газотурбовоза на рассматриваемом участке ДВЖД, т.к., во-первых, в ОАО «РЖД» уже имеется положительный опыт (подобный проект был успешно реализован на СвЖД), во-вторых, в настоящее время ведется интенсивная газификация Дальнего Востока, что только ускорит внедрение нового вида тяги.
4 РАСЧЕТ ВОЗМОЖНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ ГАЗОТУРБОВОЗА ГТ1h-002 НА УЧАСТКЕ КОМСОМОЛЬСК-НА-АМУРЕ – СОВЕТСКАЯ ГАВАНЬ
4.1 Выбор расчетного подъема
Расчетный подъем – это наиболее трудный для движения в выбранном направлении элемент профиля пути, на котором достигается расчетная скорость, соответствующая расчетной силе тяги локомотива.
Если наиболее крутой подъем участка достаточно длинный, то он и принимается за расчетный [20].
Для профиля, приведенного на плакате 7, за расчетный подъем примем элемент, имеющий крутизну i = +18,1 ‰ и длиной S =3700 м. несмотря на то, что он и имеет небольшую длину, но перед ним не расположены спуски, позволяющие поезду подойти к этому подъему с большой скоростью.
4.2 Определение массы состава при движении поезда по расчетному подъему с равномерной скоростью
Согласно исходным данным, для локомотива ГТ1h представим основные расчетные характеристики:
- расчетная скорость 
, км/ч –33;
- расчетная сила тяги 
, Н – 775000;
- масса локомотива 
, т – 360;
- сила тяги локомотива при трогании с места 
, Н – 981000;
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
