牵引计算-六能耗计算.ppt

第六章列车运行能耗计算及节能技术 列车运行能耗计算及节能技术 能耗是一项重要经济指标 能耗取决于机车类型 牵引质量 线路纵断面 运行速度 停站时间 机车状态等多种因素 与司机的操纵水平也有很大关系 合理确定能耗消耗量具有经济意义 对促进司机的操纵水平也有积极意义 本章主要内容 内燃机车油耗的计算 电力机车耗电量的计算 节能技术研究 1内燃机车燃油消耗量的计算 区段内的燃油消耗计算公式如下 其中 Ey Ey1 Ey2 y ey1 t ey2 t 每万吨公里的燃油消耗量 DF4 货 内燃机车燃油消耗量曲线图 DF4B 货 内燃机车燃油消耗量曲线图 DF11内燃机车燃油消耗量曲线图 燃油消耗量的线性插值法计算 燃油消耗量计算表格式 填表时应注意下列几点 1 起动过程中0 10km h的单位时间燃油消耗量 DF4型机车按3kg min取算 DF型按2 2kg min取算 2 牵引运行的单位时间燃油消耗量ey 根据运行速度和手柄位查表或查图取算 DF4 货 内燃机车燃油消耗量曲线图 DF4 货 型内燃机车牵引计算主要数据表 填表时应注意下列几点 1 起动过程中0 10km h的单位时间燃油消耗量 DF4型机车按3kg min取算 DF型按2 2kg min取算 2 牵引运行的单位时间燃油消耗量ey 根据运行速度和手柄位查表或查图取算 3 惰行 空气制动的单位时间燃油消耗量e0按柴油机空转第0 1手柄位取算 DF4 货 型内燃机车牵引计算主要数据表 填表时应注意下列几点 1 起动过程中0 10km h的单位时间燃油消耗量 DF4型机车按3kg min取算 DF型按2 2kg min取算 2 牵引运行的单位时间燃油消耗量ey 根据运行速度和手柄位查表或查图取算 3 惰行 空气制动的单位时间燃油消耗量e0按柴油机空转第0 1手柄位取算 4 机车在高原地区 高温地区采用修正后的牵引力Fx时 单位时间燃油消耗量ey也应当按相应的系数 he和 pe进行修正 内燃机车耗油量随空气温度的修正系数 he 内燃机车耗油量随海拔高度的修正系数 pe 2电力机车电能消耗量的计算 电力机车耗电量Q通常按牵引运行耗电量Qy 包括自用电量 和惰行 制动及停站时的自用电量Q0以及出入段及途中调车作业耗电量三部分分别进行计算 即Q Qy Q0 Qt电力机车耗电量按 有功电流 计算 SS1电力机车有功电流曲线图 SS3电力机车有功电流曲线图 6K型电力机车有功电流曲线图 电力机车电能消耗量的计算 1 牵引运行时的耗电量分为最高负荷牵引运行耗电量Qy1和部分负荷牵引运行耗电量Qy2Qy Qy1 Qy2 kWh kWh 2 惰行 制动 停站的自用电量 3 出入段及途中调车作业耗电量1 出入段作业每小时100kW 2 途中调车作业每小时250kW 货运电力机车每万吨公里的耗电量q按下式计算 kWh 104t km 利用牵引力计算牵引能耗 公式 E F V t 机电效率 节能研究的目的是 在既有约束的情况下 运行时分 加减速度 工况转换时间 充分利用列车动能 减少牵引能耗 主要体现在列车达到或接近限速时如何选择惰行时机 在再生制动条件下 还要考虑到制动能量的反馈回收 节能模拟问题主要是惰行点的选择问题 3列车节能技术与相关研究 英国的研究 影响能耗的主要因素有 列车重量 当其他条件不变时 能耗与列车重量间存在线性关系 一般可用单位吨公里的能耗来描述 图定速度 包括站间距 运行时分 平均速度等 电机特性 牵引与制动 惰行点及其控制策略 在站间运行时采用惰行被认为是最有效的节能措施 惰行的运用一般与运行时分大小有关 澳大利亚的研究 减少能耗的方法主要包括 减少列车重量 用足运行时分 即减少列车等待 尽量采用惰行操纵方式 使用较大牵引力 采用尽可能多的驱动轴来获得初始起动加速度 在尽可能大的速度范围内维持牵引力 使用较高的制动率 曲线对能耗的影响 不同曲线半径的列车能耗曲线图 坡道对能耗的影响 上坡道不同坡度的列车能耗曲线图 限速对能耗的影响 不同限速下的列车能耗曲线图 能耗与列车重量及限速的关系 站间距为1km时的能耗曲线图 能耗与列车重量及限速的关系 节能坡 线路纵断面形式是凹形纵断面 采用节能坡可以达到降低列车运行能耗的目的 节能坡对能耗的影响 节能坡对能耗的影响 设置站间距分别为1km 2km 3km 节能坡坡长为200m 坡度为40 列车从一个车站静止起动 运行至另一个车站停车 站间距1km 有 无节能坡模拟运行速度 距离图 计算结果 线路纵断面形式的确定 两站标高不变 只改变纵断面的设计 三个方案运行时分差别不大 达到了相同的运行效果 在这3公里多的区间能耗费用节省了25 40 30年累计节省费用约一亿元 计算结果 节能操纵规则研究 加速过程按最大牵引力计算 停车制动按最大制动来计算 除了停车制动外 避免采用空气制动 在约束条件下协调采用匀速及惰行策略 计算速度 列车在不同路段不能低于计算速度牵引 它对惰行时间长度的确定有重要影响 限制速度 主要限制牵引方式持续的时间 列车运行时分 它也是限制惰行采用的主要约束 惰行点的选择 限制条件 计算速度的限制运行时分的限制 典型过渡段的节能算法 上坡的运行状态 典型过渡段的节能算法 下坡的运行状态 典型过渡段的节能算法 上下坡组合时列车的运行状态 节能算法的实施 列车节能运行方式工况转换示意图 算例 3 2 1 1 节时策略 2 目标速度为60km h 3 目标速度为50km h 运营费支出统计 列车节能相关研究 地铁列车惰行控制 站间列车运行模式示意图 节能仿真运行过程图示 列车节能运行过程 最高运行速度 最低运行速度 案例 线路数据 列车数据 模拟参数设置 列车运行速度 距离曲线 节能运行比较图 新港东 磨碟沙区间节能运行比较图 新港东 磨碟沙区间坡道数据 广州地铁线路节能运行结果统计表 对于地1次列车 采用节能方案