Силовой модуль на базе ГТД-1250 для газотурбовозов

ПАО «КАДВИ» производит силовые модули для маневровых многотопливных газотурбовозов. Модули разработаны на основе ГТД-1250 для нужд ОАО «РЖД» и промышленных предприятий (химических, металлургических, горнодобывающих и т. д.)
В энергетической стратегии РЖД на период с 2010 по 2030 гг указана целесообразность использования ГТД на железнодорожном транспорте, и в соответствии с этим была поставлена задача разработки новых локомотивов мощностью до 10 тыс. кВт.
Новые магистральные газотепловозы и газотурбинные локомотивы будут использовать альтернативные источники энергии. Кроме того, производство подвижного состава нового поколения реализуется на территории Российской Федерации, что выполняет задачу импортозамещения.

Существующие проблемы эксплуатации маневровых тепловозов:

• Неэффективный и неэкономичный режим работы: частые разгоны и торможения, короткие пробеги с длинными простоями между ними (с работающим двигателем, так как двигатель не выключается в течение всей смены из-за проблем в запуске, особенно в зимних условиях)
• быстрый разряд аккумуляторных батарей при частых запусках дизеля
• низкая средняя скорость — 8 км/ч
• нестабильная работа дизеля с переходами от холостого хода на тягу
• частая работа двигателя в форсированном режиме при неполном сгорании топлива
• за смену маневровый тепловоз работает на холостом ходу до 80% рабочего времени

Всё это ведёт к высокому расходу топлива, низкому КПД локомотивов, вредным выбросам в окружающую среду продуктов сгорания дизельного топлива и шумовому загрязнению территорий, прилегающих к железной дороге.

Преимущества применения ГТД-1250 ПАО «КАДВИ» в составе маневровых тепловозов:

1. Снижение себестоимости железнодорожных перевозок
2. Минимальные затраты на реализацию проекта
3. Сокращение негативного воздействия на окружающую среду.

Предлагаемое эффективное решение:

• Газотурбинный двигатель в 2 раза меньше и в 6 раз легче аналогичного дизельного двигателя.
• Ресурс ГТД выше и составляет до 20 000 часов
• бесперебойная работа на разных видах топлива
• надёжный запуск благодаря собственной системе запуска, состоящей из двух стартеров-генераторов
• малый расход топлива
• повышенная экологическая безопасность

Технические параметры ГТД-1250

Параметр	Значение
Мощность, л.с./кВт	1250 / 920
Компрессор	центробежный, двухступенчатый, πк=10,5
Турбина	осевая, трёхступенчатая со свободной турбиной
Температура газа, К°	1330
Частота вращения выходного вала, об/мин	3140 с установкой промежуточного редуктора 1500
Топливо	сжиженный газ, дизельное топливо, керосин
Масса, кг	1050
Температура наружная, tн, °С	-50 … +50, отсутствуют проблемы запуска при низких температурах
Время запуска, мин	не более 1, количество запусков не ограничено
Удельный расход топлива, г/л.с.*ч	не более 225
Расход дизельного топлива на стояночном малом газе, кг/час	не более 30

• Собственная система запуска, состоящая из двух стартер-генераторов постоянного тока, с выдачей при работе турбокомпрессора электроэнергии 18 кВт и 12 кВт
• Регулируемый сопловой аппарат свободной турбины позволяет при остановленном локомотиве работать турбокомпрессору
• Запас по габаритам позволяет установить теплообменник для значительного выигрыша в топливной экономичности

При переходе с дизельного топлива на газ мощность ГТД увеличивается на 10%, что ведет к сокращению расходов на топливо и улучшает экологическую обстановку.

Конструктивные преимущества:

• остаются без изменений основные узлы тепловоза: рама, тележки с тяговыми электродвигателями, редукторами, кабина машиниста, аккумуляторный отсек, электросистема тепловоза, тормозная система;
• сохраняется привод от тягового генератора воздушного компрессора, возбудителя синхронного ентилятора охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки;
• исключается дизельный двигатель, воздухоочиститель, масляный термостат, фильтры масляные, секции радиаторные охлаждающие, редуктор и вентилятор холодильной камеры, камера холодильника, насос маслоподкачивающий, бак масляный, бак водяной системы охлаждения.

Существует два варианта встраивания ГТД

1 вариант: встраивание ГТД-1250 в маневровый тепловоз ТЭМ-2 (ТЭМ-18) с обеспечением работы на сжиженном природном газе (СПГ) с сохранением существующего тягового генератора постоянного тока.2 вариант: встраивание в маневровый тепловоз ГТД-1250 с высокочастотным генератором, соединённым с силовой турбиной напрямую, при этом исключается промежуточный редуктор, что значительно повышает ресурс ГТД-1250.