Исходные данные для расчёта технико-экономических показателей

КУРСОВАЯ РАБОТА

На тему: ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРАВНИТЕЛЬНОЙ

           ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ

          ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО УЧАСТКА НА

           ПЕРЕМЕННОМ ОДНОФАЗНОМ ТОКЕ

              ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ И

                        ПОСТОЯННОМ ТОКЕ

Выполнил                                                        студент группы 97-ЭМ-7110                                                                                                  Чунчуков В.Н.

Проверил                                                     руководитель доцент к.т.н.

                       Санникова Л.В.

                              Ростов-на-Дону

                                  2001 – 2002  гг.

 

                                                         Содержание

 

 

Введение …………………………………………………….    2 

 

Задание   …………………………………………………….   3

 

Расчётная часть ……………………………………………..   5

 

Расчёт технико-эксплутационных показателей по вариантам

электрической тяги на переменном и постоянном токе …….………  5

 

Расчёт стоимостных показателей по вариантам электрификации

на переменном и постоянном токе ………………………………….. 12

 

Расчёт приведённых строительно-эксплуатационных затрат и

годового сравнительного экономического эффекта ………………… 17  

 

Заключение ……………………………………………………  19

 

Список литературы ……………………………………………  20

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Железная дорога является основным хозяйственным звеном в отраслевой структуре железнодорожного транспорта. В ее функции входит разработка плановых заданий по перевозочной деятельности, а также финансирование и развитие материально-технической базы отраслевых производственных объединений с целью качественного удовлетворения потребностей в перевозках грузов и пассажиров, повышения эффективности перевозочной работы на основе обновления техники и сокращения материальных, трудовых и финансовых ресурсов.

 

Железные дороги и некоторые другие виды транспорта являются федеральной, государственной собственностью с регулируемыми тарифами на перевозки по основной деятельности. От слаженной работы транспорта зависит экономическая и технологическая эффективность и функционирование отраслей промышленности, сельского хозяйства, деятельности всех структур с различной формой собственности. В конечном счёте транспорт обеспечивает жизнеспособность и жизнедеятельность общества, государства и его экономические отношения и взаимодействия с транспортом и народным хозяйством стран ближнего и дальнего зарубежья.

 

    Выбор эффективного вида транспорта в условиях конкуренции производится на основе технико-экономических расчётов с учётом конкретных требований рынка на перевозки. При использовании железнодорожного транспорта необходимо учитывать следующие особенности и преимущества технико-экономических характеристик:

    регулярность грузовых и пассажирских перевозок независимо от климатических условий, времени года и суток;

    высокая пропускная и провозная способность, исчисляемая десятками миллионов тонн грузов и миллионами пассажиров в год в каждом направлении;

    как правило, более короткий путь движения грузов по сравнению с речным, морским транспортом, сравнительно невысокая себестоимость перевозок груз и пассажиров;

    более высокая скорость доставки грузов по сравнению с речным транспортом и высокая манёвренность в использовании подвижного состава (возможность регулировки вагонного парка, изменения направления грузопотоков и т. п.);

    высокая эффективность при перевозках массовых грузов на большие и средние расстояния, особенно маршрутами.

    Однако, учитывая большие капитальные вложения при строительстве железных дорог, наиболее эффективно их использовать при значительной концентрации грузовых и пассажирских потоков.

 

                                                                                ЗАДАНИЕ

Исходные данные для расчёта технико-экономических показателей

        

    Эксплуатационная длина линии, L – 450 км;

 

Грузонапряжённость в грузовом направлении Ггр – 36 млн.ткм на 1 км линии;

 

Грузонапряжённость в порожнем направлении Гпор – 24 млн.ткм на 1 км линии;

        

Коэффициент неравномерности движения поездов во времени k – 1,2;

 

    Коэффициент, учитывающий вспомогательный пробег электровоза к поездному k в об – 1,18;

 

    Коэффициент, учитывающий вспомогательный линейный пробег электровоза к поездному k в лин – 1,14;

 

    Средняя нагрузка четырехосного вагона в гружёном состоянии m в – 42,8 т/вагон;

 

    Количество остановок по смене локомотивных бригад на участке обращения локомотивов n – 3.

 

Исходные данные по вариантам электрификации для расчёта технико-эксплуатационных показателей и расходов на электроэнергию

Участковая скорость:

Переменный ток V уч - 49 км/ч;

Постоянный ток V уч - 46 км/ч.

 

    Вес поезда брутто:

Переменный ток Q бр – 4690 т;

Постоянный ток Q бр – 4200 т.

 

    Вес поезда нетто:

Переменный ток Q н – 3600 т;

Постоянный ток Q н – 3230.

 

    Норма расхода электроэнергии на 10000 ткм брутто:

Переменный ток d – 132 кВтхч;

Постоянный ток d – 134 кВтхч.

 

    Стоимость 1 кВтхч электроэнергии для тяги поездов – 30 коп.

 

    Исходные данные для расчёта капитальных вложений

Стоимость четырёхосного вагона:

Переменный ток – 140 тыс.руб;

Постоянный ток – 140 тыс.руб.

 

Стоимость электровоза:

Переменный ток – 3300 тыс.руб;

Постоянный ток – 2890 тыс.руб.

 

Стоимость электрификации двухпутной линии, тыс.руб. на 1 км эксплуатационной длины:

 

сооружение контактной сети

Переменный ток – 300;

Постоянный ток – 360;

 

реконструкция линий связи

Переменный ток – 160;

Постоянный ток – 70;

 

реконструкция устройств СЦБ

Переменный ток – 60;

Постоянный ток – 36;

 

энергоучастки и прочие устройства

Переменный ток – 62;

Постоянный ток – 62;

 

жилищное строительство

Переменный ток – 90;

Постоянный ток – 90;

 

сооружение тяговых подстанций

Переменный ток – 160;

Постоянный ток – 240.

 

Исходные данные для расчёта эксплутационных расходов

 

Расходы на содержание, ремонт и амортизацию устройств электроснабжения:

Переменный ток – 33 тыс.руб. на 1 км развёрнутой линии;

Постоянный ток – 44 тыс.руб. на 1 км развёрнутой линии.

 

Стоимость всех видов ремонта электровоза, отнесённая на 1 км пробега:

Переменный ток – 110 коп.;

Постоянный ток – 100 коп.

 

Стоимость экипировки электровоза с учётом затрат на материалы, смазку, а также содержание и ремонт экипировочных устройств:

Переменный ток – 240 руб. на 1000 локомотиво-ч;

Постоянный ток – 240 руб. на 1000 локомотиво-ч.

 

 

                                          РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

 

I . Расчёт технико-эксплутационных показателей по вариантам электрической тяги на переменном и постоянном токе.

 

1. Размеры движения N, пар поездов в сутки, рассчитываются по формуле:

 

;

N =

                               Ггр

 

                             Qн · 365     

 

где Ггр – грузонапряжённость железнодорожной линии в грузовом

                   направлении, млн.ткм нетто на 1 км линии в год;

Qн – вес поезда нетто, т;

365 – количество дней в году.

 

Подставляем данные.

 

1.1  Для переменного тока:

 

= 27, 397

;

N =

                             36000000

 

                             3600 · 365             

 

1.2. Для постоянного тока:

 

= 30,563

N =

                             36000000

 

                             3230 · 365    

 

    В результате расчёта получилось количество грузовых поездов в сутки в грузовом направлении, что в данном случае соответствует количеству пар поездов в сутки, поскольку локомотивы, отправленные в грузовом направлении, вернутся в таком же количестве обратно в порожнем направлении.

 

2. Оборот локомотива Ол, ч, определяется по формуле:

 

+ tосн + tоб + tсм · n

;

Ол = =

                              2L

 

                              Vуч                   

 

где     L – длина участка обращения локомотивов, км;

              tосн – простой локомотива в пункте приписки, ч ,

принимаемый равным 2,5 ч;

              tоб – простой локомотива в пункте оборота, ч ,

принимаемый равным 1 ч;

                       tсм – простой локомотива при смене бригад, ч ,

принимаемый равным 0,33 ч;

                         n – количество остановок по смене локомотивных бригад в пути

   следования по участку обращения за полный оборот.

 

 

2.1   Для переменного тока:

 

+ 2,5 + 1 + 0,33 · 3 = 22,857 ч ;

;

Ол = =

                                2 · 450

 

                                   49              

 

2.2   Для постоянного тока:

 

+ 2,5 + 1 + 0,33 · 3 = 24,055 ч

Ол = =

                                2 · 450

 

                                   46              

 

3. Среднесуточный пробег электровозов Sл, км/сут. Рассчитывается по формуле:

 

;

Sл  = 2L

                                   24

 

                              Qл

 

где       24 – количество часов в сутках.

 

3.1 Для переменного тока:

 

= 944,992 км/сут. ;

Sл  = 2 · 450 ·

                                     24

 

                              22,857

 

3.2 Для постоянного тока:

 

= 897,934 км/сут.

Sл  = 2 · 450 ·

                                     24

 

                              24,055

 

4. Эксплуатируемый парк локомотивов Мэ с учётом неравномерности движения поездов определяется по формуле:

 

;

Мэ =

                             N k kв лин Ол

 

                                  24     

 

где                  N – количество пар поездов, обращающихся в сутки;

                                 k – коэффициент неравномерности движения поездов;

                       kв лин – коэффициент вспомогательного пробега.

 

4.1 Для переменного тока:

 

= 35,695 ≈ 36 лок.;

Мэ =

                           27,39 · 1,2 · 1,14 · 22,86

 

                                           24     

 

4.2 Для постоянного тока:

 

= 41,869 ≈ 42 лок.

Мэ =

                           30,54 · 1,2 · 1,14 · 24,06

 

                                            24     

 

 

5. Объём работы Σ Plбр , ткм брутто, включает тонно-километры нетто и тонно-километры тары и определяется в данном случае следующим образом.

Рассчитывается отношение веса поезда брутто к весу поезда нетто. Грузонапряжённость брутто в гружёном направлении – это величина, равная произведению данного расчётного коэффициента на грузонапряжённость нетто. Разность грузонапряжённости брутто и нетто даёт тонно-километры тары, приходящиеся на 1 км линии. Эта величина при равенстве вагонопотоков в грузовом в грузовом и порожнем направлении будет одинакова для каждого направления. Поэтому грузонапряжённость брутто на 1 км линии в порожнем направлении составит сумму заданной грузонапряжённости нетто в этом направлении и тонно-километров тары на 1 км линии. Суммарная грузонапряжённость брутто в т/км в год в грузовом и порожнем направлении, умноженная на всю эксплуатационную длину линии, даст объём работы Σ Plбр, млн. ткм брутто.

В общем виде расчётная формула следующая:

 

24

Σ Plбр = [ Ггр

+ Гпвр + ( Ггр

– Ггр ) ] L

 Qбр

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 

                              Qл                                                   Qн

 

Данная формула легко преобразуется к виду, удобному для выполнения расчётов:

 

Σ Plбр = [ Ггр ( 2

– 1 ) + Гпор ] L ;

Qбр

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 

                             Qн

 

где    Гпор – грузонапряжённость в порожнем направлении, млн.ткм/км;

          Qбр – вес поезда брутто, т.

 

Подставляем данные и производим расчёт.

 

Для переменного тока:

 

– 1) + 24] ∙ 450 = 36810 млн. ткм брутто ;

Σ Plбр = [ 36 ( 2 ∙

4690

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 

                                  3600

 

Для постоянного тока:

 

– 1) + 24] ∙ 450 = 36730,031 млн. ткм брутто

Σ Plбр = [ 36 ( 2 ∙

4200

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 

                               3230

 

6. Производительность локомотивов Плок , ткм брутто в сутки на один локомотив эксплуатируемого парка, рассчитывается по формуле:

 

;

Плок = =

                                    ∑Plбр

 

                              Мэ · 365     

 

где Мэ – эксплуатируемый парк локомотивов.

 

Для переменного тока:

 

=   2825303,721 ткм брутто

Плок = =

                                   36810000000

 

                                   36 · 365     

 

Для постоянного тока:

 

= 2403461,525 ткм брутто

Плок = =

                                  36730030960

 

                                  42 · 365     

 

7. Общий пробег локомотивов MS , тыс. локомотиво-км в год можно считать по формуле:

 

;

MS = =

                             2L Гр kв об

 

                                   Qн       

где kв об – коэффициент вспомогательного пробега.

 

Для переменного тока:

 

 

= 10620 тыс. локомотиво-км

MS = =

                   2 ∙ 450 ∙ 36000000 · 1,8

 

                                   3600       

 

Для постоянного тока:

 

 

= 11836,53 тыс. локомотиво-км

MS = =

                    2 ∙ 450 ∙ 24000000 · 1,8

 

                                  3230    

 

8. Суточная потребность в четырёхосных вагонах, находящихся в пути с участковой скоростью, с учётом неравномерности движения поездов определяется по формуле:

 

;

В =

                                    Гр 2L k

 

                              mв Vуч ∙ 24 ∙ 365     

 

где                 Vуч – участковая скорость, км/ч;

                             mв – средняя нагрузка на один четырёхосный вагон, т.

 

Для переменного тока:

 

= 2116,324702 ≈ 2117 ваг.

В =

                            36000000 ∙ 450 ∙ 2 ∙ 1,2

 

                               42,8 ∙ 49 ∙ 24 ∙ 365

 

Для постоянного тока:

 

= 2254,345878 ≈ 2255 ваг.

В =

                           36000000 ∙ 450 ∙ 2 ∙ 1,2

 

                              42,8 ∙ 46 ∙ 24 ∙ 365

	яв лб

9. Количество локомотивных бригад Ч  с учётом явочного контингента при сменном обслуживании локомотивов определяется по формуле:

 

;

=

яв лб

Ч

                                        ∑М Sлин

 

                                        12 Lбр

где                       ∑М Sлин – линейный пробег электровозов за год на полном

участке обращения, локомотиво-км;

 

                               Lбр – месячная норма работы бригады, км.

 

Линейный пробег локомотивов в границах работы бригад складывается из пробега локомотивов во главе поездов и линейного вспомогательного пробегаю Пробег локомотивов во главе поездов ∑NL во гл п соответствует поездо-километрам и рассчитывается по формуле:

 

∑NL во гл п  =

                            ∑Plбр

 

                             Qбр     

 

Переменный ток:

 

= 7848614,072 бр.

∑NL во гл п  =

                            36810000000

 

                                 4690

 

Постоянный ток:

 

= 8745245,467 бр.

∑NL во гл п  =

                            36730030960

 

                                  4200 

 

Линейный пробег локомотивов с учётом линейного вспомогательного пробега в данном случае может быть получен умножением рассчитанного показателя ∑NL во гл п на коэффициент k в лин , учитывающий вспомогательный линейный пробег.

 

Для переменного тока: ∑М Sлин  = 8947420,043

 

Для постоянного тока: ∑М Sлин  = 9969579,832

 

Месячная норма работы бригады определяется по формуле:

 

                                     Lбр = 2L τ п ;

 

где           τ п – количество поездок бригады в месяц:

 

;

τ п =

                              Тмес

 

                                tоб      

 

где             Тмес – среднемесячная норма рабочих часов, равная 173, 1 ч;

                   tоб – норма времени на один оборот бригады, ч;

 

+ tдоп ;

tоб =

                               2L

 

                               Vуч      

 

t доп – время на приём и сдачу локомотива на один оборот бригады,

равное 0,33 ч.

 

Подставляем значения и производим расчёты.

 

Для переменного тока:

 

 

tоб =

+ 0,33 = 18,697 ч ;

                             2 · 450

 

                               49      

 

= 9,258 ;

τ п =

                             173,1

 

                            18,597    

 

 Lбр =  2 ∙ 450 ∙ 9,258 = 8332,198 ;

 

 

= 89,4863902 бр.

=

яв лб

Ч

                                    8947420,043

 

                                   12 · 8332,198

 

Для постоянного тока:

 

 

tоб =

+ 0,33 = 19,89521739 ч ;

                           2 · 450

 

                              46      

 

= 8,700 ;

τ п =

                             173,1

 

                             19,89      

 

Lбр   = 7830,525 ;

 

 

= 106, 097 бр.

=

яв лб

Ч

                                    9969579,83

 

                                  12 · 7830,525

 

 

сп лб

;

яв лб

яв лб

сп лб

Электровозные бригады состоят из двух человек ( машиниста и помощника). Общая численность работников локомотивных бригад     Ч   рассчитывается в среднесписочном исчислении, т.е. с учётом замещения больных, работников, находящихся в отпуске и выполняющих общественные обязанности. Расчёт может быть выполнен по формуле:

 

Ч   = 2 · Ч   + 0,13 · Ч

 

где                      2 – количество работников в бригаде;

                            0,13 – коэффициент на замещение для локомотивных бригад.

 

Для переменного тока:

	сп лб

Ч   = 2 · 89,49 + 0,13 · 89,49 = 190,60 раб.

 

    

Для постоянного тока:

	сп лб

 

Ч   = 2 · 106,098 + 0,13 · 106,098 = 225,98 раб.

10. Производительность труда локомотивных бригад измеряется количеством тонно-километров брутто в год на одного работника бригады и рассчитывается по формуле:

 

Плб =

                               ∑P l бр

 

                                Ч лб

 

Переменный ток:  

                               

= 193120876,8 т-км брутто в год ;

Плб =

                         36810000000

 

                              190,6

 

Постоянный ток:  

                               

= 162531285,4 т-км брутто в год

Плб =

                          36730030960

                              225,98

 

11. Расход электроэнергии, кВт ∙ ч, рассчитывается исходя из объёма работы в тонно-километрах брутто в год и нормы расхода электроэнергии на измеритель 10000 ткм брутто, заданных по вариантам исходных данных.

 

Расход электроэнергии для электрификации на переменном токе:

 

       368100 ∙ 132 = 48589200  кВт·ч

 

Расход электроэнергии для электрификации на постоянном токе:

 

       367300,31 ∙ 134 = 49218241,49 кВт·ч

 

II . Расчёт стоимостных показателей по вариантам электрификации на постоянном и переменном токе.

 

1. Расчёт капитальных затрат.

 

Капитальные затраты рассчитываются по элементам следующим образом:

 

а) стоимость парка электровозов рассчитывается по формуле:

 

                              Клок = Цл Мэ + Цл Мэ (Рл + Ррез) ;

 

где          Цл – стоимость одного электровоза, тыс.руб.;

                                  Мэ – эксплуатируемый парк электровозов, ед.;

                                 Рл – коэффициент, учитывающий электровозы, находящиеся в

    ремонте; принимаем равным 0,04;  

                                  Ррез – коэффициент, учитывающий электровозы, находящиеся в

                                                    резерве; принимаем равным 0,1.

 

Для переменного тока:

 

Клок = 3300 · 36 + 3300 · 36 ·(0,04 + 0,1) = 135432 тыс.руб.

 

Для постоянного тока:

 

Клок = 2890 · 42 + 2890 · 42 ·(0,04 + 0,1) = 138373 тыс.руб.

 

    б) капитальные затраты на вагонный парк определяются по рассчитанному ранее потребному парку вагонов и стоимости одного четырёхосного вагона:

 

    для переменного тока К ваг = 2117 · 140 = 296380 тыс.руб. ;

 

    для постоянного тока К ваг = 2255 · 140 = 315700 тыс.руб.

 

    в) капитальные затраты на электрификацию определяются по стоимости укрупнённых элементов сметы электрификации на 1 км эксплутационной длины и общего протяжения линии.

 

для переменного тока К ваг = (300+160+60+62+90+160) ·450 = 374400 тыс.руб.;

 

для постоянного тока К ваг = (360+70+36+62+90+240) ∙ 450 = 386100 тыс.руб.

 

    Стоимость грузов на колёсах с учётом средней продолжительности их движения по участку рассчитывается по формуле:

 

                  

;

М = =

                           Ц ∙ (Ггр + Гпор) ∙ L

 

                               365 ∙ Vуч ∙ 24

 

     где Ц – средняя цена, руб., 1 т грузов, находящихся «на колёсах»,

     принимаемая в данном случае 2000 руб.

 

    Для переменного тока:

 

=  125803,746 тыс.руб.

М = =

          2000 ∙ (36000000 + 24000000) ∙ 450

 

                               365 ∙ 49 ∙ 24

Для постоянного тока:

 

 

=  134008,338 тыс.руб.

М = =

          2000 ∙ (36000000 + 24000000) ∙ 450

 

                               365 ∙ 46 ∙ 24

 

Общая сумма капитальных затрат.

 

На переменном токе:

 

    К = 135432 + 296380 + 374400 = 806212 тыс.руб.

 

На постоянном токе:

 

    К = 138373 + 315700 + 386100 = 840173 тыс.руб.

 

Сравниваем стоимость капитальных затрат в общей стоимости электрификации на постоянном и переменном токе:

общая стоимость капитальных затрат на переменном токе ниже, чем на постоянном (Кпер < Кпост) на 33961 тыс.руб.

 

Из расчётов видно, что стоимость всех отдельных