Среднюю эксплуатационную мощность дизелей в режиме тяги, выраженную в кВт, можно определить в зависимости от наличия той или иной информации по формулам:
Же~ ~^Г~ +°'5^всп, или U,, - -Т——•(——— -!• Лис,,). (12.21) 103пг 12(МТ \ ЛгПтд /
где 1/г> 1Г •— средние за период тяги значения соответственно напряжения, В, и тока тягового генератора, А;. Т|тд, т]г — к.п.д. соответственно тяговых двигателей и генератора; NBCU — средняя мощность вспомогательных нагрузок, кВт; <4кт> АВСП ~ механическая работа силы тяги и вспомогательных нагрузок тепловоза, кН-м.
202
У большинства грузовых тепловозов режим предельной (номинальной) мощности и режим предельно-максимальной экономичности несовместимы.
Например, к. п. д. дизель-генератора тепловоза 2ТЭ10Л при номинальной мощности равен 0,311, а максимальный к. п. д. составляет 0,336 при мощности 60—70 %, т. е. на 8,04 % больше. Особенность транспортных дизелей состоит в том, что в эксплуатации они работают не только на скоростных, но и на нагрузочных режимах, поэтому к. п. д. дизеля даже на одной и той же позиции может изменяться в широком диапазоне, например у дизель-генератора тепловоза 2ТЭ10Л на 9 позиции контроллера к. п. д. составляет 0,32 при мощности 1200 кВт и только 0,25 при мощности 600 кВт, т. е. на 20,3 % меньше. Поэтому важно оценить степень использования режима предельно-максимальной экономичности в условиях эксплуатации. Такой характеристикой может служить отношение
ч-WIN (12.22) А —" н';ук эк- v '
где NK Эк — мощность при максимальной экономичности.
Расход топлива на единицу мощности. Очевидно, в эксплуатации накладываются ограничения не только на предельные значения мощности и силы тяги, но и на предельно-максимальную экономичность. Задача состоит в том, чтобы эти предельные возможности использовать как можно полнее путем реализации наибольшей мощности при достижимо минимальном расходе топлива. Задача оптимизации без критерия оптимальности лишена возможности предпочтительного выбора. Таким критерием, обладающим наибольшей информативностью, является расход топлива на единицу мощности и коэффициент полезного использования (к. п. и.) энергоресурсов на тягу поездов. Первый предпочтительней для анализа эксплуатационной энергетической эффективности и изыскания резервов экономии топлива, второй — для оценки энергетической эффективности видов тяги.
В энергопромышленности расход топлива на 1 кВт • ч электроэнергии является базовым показателем эффективности. Для тяги поездов интерес представляет расход топлива в течение часа на единицу эффективной мощности дизеля ge и на единицу касательной мощности тепловоза с„.
Заводы — изготовители тепловозов обычно показывают удельный расход топлива на единицу номинальной мощности дизеля. Такой показатель отражает лишь потенциальные возможности и не отражает реальной энергетической эффективности, потому что в условиях эксплуатации дизель работает в номинальном режиме не более 10 % времени, доминирующими являются режимы частичных характеристик и переходных процессов. Поэтому в энергетике тяги оценку надо производить по обобщенным эксплуатационным режимам и параметрам.
203
Так, осредненный расход натурного топлива на единицу эксплуатационной мощности дизеля за час в режиме тяги в г/(кВт • ч)
1°3£т П92^ ge=~——, (\2.tu)
Net,
где £т — расход топлива за время тяги по опытным данным, кг; /т — общее время режима тяги, ч.
Если же расчет производят по расходным характеристикам тепловоза, то £т = 2(GjA^)i, где 0Г — расход топлива одним дизелем в 1-ы режиме, кг/мин; Д/; — время г'-го режима, мин.
Значение G принимают в зависимости от скорости движения, позиции контроллера и возбуждения тяговых двигателей по расходной характеристике тепловоза.
Показатель ge характеризует энергетическую эффективность дизеля по затратам топлива на единицу эффективной мощности при переменных режимах работы в условиях эксплуатации.
Расход топлива на единицу реализованной касательной мощности тепловоза является наиболее содержательным показателем энергетической эффективности тяги. Его можно определить так:
сбР ._ JOgr. 6,T . »»(*т-Д.я) . М) NKt,f' K AVT
где с^р —удельный расход топлива брутто, г/кВт-ч; £вн—расход топлива на вспомогательные нагрузки за время тяги, кг; с"т — удельный расход топлива нетто, г/(кВт- ч).
сбр _ снт Очевидно, отношение к нт к • 100 % показывает относительные
ск
удельные затраты топлива на единицу мощности за час на вспомогательные нагрузки в процентах от удельных затрат на тягу.
Показатель ск характеризует энергетическую эффективность тепловоза по затратам топлива на единицу энергии,подведенной к движущим колесным парам и преобразованной в энергию движения поезда, т. е. непосредственно используемую на производство транспортной продукции.
Для сравнения энергетической эффективности различных видов транспорта в международной практике используют показатель энергоемкости по массе перевозимого груза, приходящейся на единицу потребляемой мощности. По этому показателю железнодорожный транспорт является одним из наименее энергоемких. Например, у грузовых автомобилей он составляет 0,136 т кВт, а у грузовых поездов 1,6— 1,97 т/кВт, т. е. в 12—14,5 раза больше.
Коэффициент полезного использования энергоресурсов на тягу поездов. Для дизельной тяги коэффициент полезного использования
204
к. п. и. энергоресурсов представляет собой отношение тепловой энергии, эквивалентной механической работе касательной силы тяги, к тепловой энергии израсходованного топлива за период тяги. Его можно определить по паспортной характеристике тепловоза либо по формуле
2(fKAe)i Т1дт= Qp£f . (12.25)
где FK — касательная сила тяги на i-м интервале пути, Н; As — интервал пути, км; QJJ — низшая рабочая теплота сгорания, кДж/кг; £т — расход топлива в режиме тяги, кг.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.