V-Lucaci

Report
STUDIU ASUPRA UTILIZĂRII
EFICIENTE A VEHICULELOR
FEROVIARE MOTOARE ÎN FUNCTIE
DE CONSUMURILE ENERGETICE
Dr. ing. Viorel Lucaci - EXPERT
Autoritatea de Siguranță Feroviară Română - AFER
Cuprins
• ITRODUCERE
-
Considerații generale privind sistemul de transport feroviar
• CONSIDERENTE CU PRIVIRE LA CONSUMURILE ENERGETICE
DIN SISTEMLUL DE TRANSPORT FEROVIAR
• ASPECTE CU PRIVIRE LA CONSUMURILE ENERGETICE PE
REŢEAUA CFR
-
Ponderea consumurilor energetice corespunzătoare diferitelor sisteme
de tracţiune
Particularităţile sistemelor de tracţiune
Comparaţia unor tipuri de vehicule feroviare motoare utilizate în
România
• CONCLUZII
ITRODUCERE
• Activitatea de transport în general şi cea feroviară în
particular constituie o parte componentă a unui vast
domeniu energofag.
• Se desfășoară pe suprafeţe extinse, implicând utilizarea unor
infrastructuri complexe, compuse din sisteme tehnice şi
reţele variate.
• Prezintă încă de la apariţie, o serie de particularităţi și
multiple avantaje tehnice şi energetice în comparație cu
domeniul rutier.
• Oferta sistemului de transport feroviar, trebuie să
îndeplinească exigenţele din ce în ce mai crescute, toate
acestea au loc în contextul unei concurențe modale strânse.
CONSIDERENTE CU PRIVIRE LA CONSUMURILE ENERGETICE DIN
SISTEMLUL DE TRANSPORT FEROVIAR
• Caracteristicile constructive ale vehiculelor feroviare motoare
influențează în mod direct comportarea energetică.
• Cu privire la randament, tracţiunea electrică constituie cea
mai eficientă soluţie.
• Există reţele feroviare în cadrul cărora nu poate fi asigurată o
disponibilitate ridicată a energiei electrice de-a lungul liniilor,
ceea ce determină aplicarea altor sisteme de tracțiune (ex.
SUA, Canada, Australia).
• Caracteristicile tehnice de exploatare determină ponderea
consumurilor energetice.
• Teoriile de conducere optimală a trenului relevă faptul că
acceleraţiile şi deceleraţiile mari reduc consumul energetic.
ASPECTE CU PRIVIRE LA CONSUMURILE ENERGETICE PE
REŢEAUA CFR
• Consumul de energie necesar procesului de
remorcare a trenurilor reprezintă un element
important al costului pentru economia unui
operator feroviar.
• Analiza şi studiul comportării materialului rulant
motor, din punct de vedere al consumului energetic
în scopul eficientizării, reprezintă o provocare
semnificativă pentru specialiştii din domeniul
proiectării și exploatării.
Ponderea consumurilor energetice corespunzătoare diferitelor
sisteme de tracţiune
• În vederea gestionării eficiente a
consumurilor energetice, unităţile de bază
întocmesc indicatori tehnico-economici.
 consum lunar de energie electrică
 consum specific de combustibil
 sute tone brute (STB)
 indicatorul tren kilometru - tr.km
Particularităţile sistemelor de tracţiune
• Tracţiunea diesel.
În domeniul tracţiunii dieselelectrice, randamentul energetic al unei LDE poate
atinge valoarea de 65 - 67%. Administraţiile de cale
ferată din America de Nord, au adoptat în proporţie de
70 - 80% remorcarea trenurilor cu locomotivele dieselelectrice.
• Ca urmare a distantelor mari parcurse, o electrificare a
acestor linii ar implica investiţii semnificative în
infrastructura energetică.
• Tracţiunea electrică - cea mai utilizată în
Europa.
• Prezintă avantaje incontestabile față de
celelalte sisteme, cum ar fi: posibilitatea
instalării unor puteri mari pe locomotive şi
trenuri electrice, circulaţia cu viteze
ridicate, impactul redus asupra mediului,
fiabilitatea ridicată etc.
• Tracţiunea cu abur – doar în cazul
trenurilor turistice sau aniversare.
• Studiul a fost axat asupra reţelei feroviare din România.
• În vederea realizării unei comparaţii exacte între
consumurile energetice pe o anumită distanţă dată, s-a luat
în considerare că distanţa aproximativă dintre două puncte
de oprire pentru trenurile regio este de aproximativ 3 - 4
Km. Valoarea constituie media distanţelor dintre două
puncte de oprire (staţii, halte etc.) calculată pentru reţeaua
de cale ferată CFR.
• A fost studiat un tren de 10 vagoane remorcat de o
locomotivă electrică de 5.100 kW, care a circulat pe relaţia
Bucureşti - Suceava.
• cel mai convenabil - vehiculul este solicitat într-o proporţie
cât mai mare şi circulă la viteza sa maximă.
• În ceea ce priveşte consumul de energie şi
combustibil, o influență semnificativă o are tipul
materialului rulant motor utilizat.
• La remorcarea trenurilor de călători, o LE 060 EA
înregistrează un consum lunar de energie cuprins
între 70.000 şi 190.000 kWh (SNTFC ,,CFR Călători”
SA, Depoul de Locomotive Bucureşti).
• 2.000 şi 3.200 kWh pentru un tren.
• Pentru trenurile regio, consumurile sunt mai mari.
Această situaţie apare deoarece numărul mare de
opriri necesită procese de frânare şi demarare
frecvente.
• LDE înregistrează consumuri cu valori cuprinse între
300 - 350 kg de combustibil, pentru un tren cu un
parcurs de cca. 200 de km.
• Valorile pot atinge și 400 kg pentru trenurile regio
(distanţa Bucureşti Nord - Piteşti, operate de SNTFC
,,CFR Călători” SA, remorcate cu locomotive dieselelectrice seria DE 621 EGM din parcul Depoului de
Locomotive Bucureşti Călători).
• O LE consumă cu aproximativ 20 - 30% mai puţin,
decât o LDE, raportat la o aceeaşi distanţă parcursă
şi un acelaşi tren.
• Utilizarea automotoarelor diesel sau ramelor
electrice pentru trenurile regio - reduceri
semnificative de consumuri.
• În aceste cazuri vehiculele sunt utilizate în
proporţie de aproape 100%, cu un randament
maxim.
• În cazul trenurilor de lung parcurs, cea mai
eficientă
soluție
o
constituie
utilizarea
locomotivelor cu puteri mari. Puterea poate fi
folosita în scopul remorcării trenului cu viteze
mari sau un număr mare de vagoane.
• În vederea realizării figurilor următoare, au
fost utilizate datele din exploatare ale unor
trenuri regio operate de SNTFC ,,CFR
Călători” SA din anul 2009 şi documentaţia
tehnică pentru locomotivele DE 621 EGM,
060 EA şi automotoarele DESIRO.
• Sunt prezentate estimativ consumurile
energetice înregistrate corespunzătoare
diferitelor sisteme de tracțiune.
• Eficientizarea transportului feroviar de
calatori din punct de vedere a
consumurilor energetice - ramele şi
trenurile electrice.
• Locomotivele clasice - pentru trenurile de
marfă. Aceasta este politica de dezvoltare a
trenurilor de mare viteză (Japonia,
Germania, Franţa, Spania etc.).
Comparaţia unor tipuri de vehicule feroviare motoare
utilizate în România
• S-au considerat secţiile de remorcare
Bucureşti Nord - Ploieşti electrificată
(magistrala 1000) şi Bucureşti Nord - Piteşti
neelectrificată (magistrala 901).
• Prezintă caracteristici de viteză şi trafic
similare
• S-au considerat secţiile de remorcare
Bucureşti Nord - Ploieşti electrificată
(magistrala 1000) şi Bucureşti Nord - Piteşti
neelectrificată (magistrala 901).
• Prezintă caracteristici de viteză şi trafic
similare.
• a rezultat următoarea ordine în funcție de
consumul înregistrat:
 Locomotivele diesel-electrice seria 060 DA – cca.
500 litri la sută de km (motoarele diesel cu care
sunt echipate, aparţin generaţiei anilor ’50);
 Locomotivele diesel-electrice de tipul 621 EGM, consum cu 20 - 30% mai redus (Motoare diesel de
concepţie modernă);
 Locomotivele electrice seria 060 EA - un consum
pentru un acelaşi tren şi o aceeaşi distanţă parcursă
cu aproximativ 30% mai mic fata de cele diesel
(randamentul LE este aproximativ 95%);
Consumul energetic - tren interregio de distanţa Bucureşti Nord - Suceava,
(LE 060EA)
Consumul energetic – tren interregio de distanţa Suceava - Bucureşti Nord
(LE 060EA)
 Locomotivele electrice seria 040 EC (3400kW), consum cu 25 - 30% mai mic faţă de modelele 060
EA;
 Ramele electrice seria Z - consum cel mult 60% din
consumul unei locomotive 040 EC şi aproximativ
35% din consumul unei locomotive 060 EA ;
 Automotoarele diesel Desiro - cel mai mic consum
raportat la capacitatea proprie de transport.
Consumul energetic – tren interregio de distanţa Tecuci - Bucureşti Nord
(LE 040EC)
• Considerentele prezentate anterior sunt
redate integrat în figura următoare.
În partea superioară - graficul capacităţii
de transport solicitate, exprimată sugestiv
în număr de vagoane.
Pe verticală - graficele consumurilor
energetice şi a gradului de solicitare a
vehiculului, în valori procentuale.
Comparaţie între consumurile de energie în cazul diferitelor tipuri de
material rulant, în funcţie de capacitatea ofertată şi domeniul de utilizare
CONCLUZII
• Flexibilitate crescuta a capacităţii de transport în
concordanţă cu cererea - trenuri formate din locomotive și
vagoane;
• Cerere redusă sau constantă - rame sau automotoare;
• Capacitate între 2 şi 6 vagoane (până la 240 de călători) automotoare sau rame electrice;
• Capacitate între 3 - 6 vagoane (până la aproximativ 350 de
călători) - rame electrice pe liniile electrificate, sau trenurile
formate din locomotive cu puteri instalate reduse (de
exemplu LE 040 EC);
• Capacitate cuprinsă între 5 - 20 vagoane (între 300 şi 800 de
călători) - locomotive electrice sau diesel-electrice în funcţie
de caz;
VĂ MULŢUMESC
PENTRU ATENȚIA
ACORDATĂ
Viorel LUCACI

similar documents