电动火车项目产品技术深度调查
第一节 国内市场最新技术运用状况
中国南车研制世界最大功率交流传动电力机车
2009年初,在位于湖南株洲的南车株机公司,世界最大功率六轴9600千瓦交流传动电力机车成功下线,成为我国重大技术装备自主创新的又一里程碑。
总功率达9600千瓦的六轴交流传动电力机车,是世界上技术最先进的大功率机车,不仅单轴功率达到1600千瓦,而且机车的系统集成、牵引电机、变压器、转向架、车体等技术水平更高、难度更大。在业界,它被誉为“世界电力机车技术的金字塔尖”。
早在2003年,在铁道部的支持下,南车株机公司就将目光瞄准并锁定在当今世界最先进、成熟的大功率交流传动技术和产品上。凭借多年积累的雄厚技术基础,在引进消化吸收国外技术的基础上,2006年11月,南车株机公司与国外公司联合设计生产出我国首台八轴9600千瓦交流传动电力机车,单轴功率达1200千瓦。
几年来,通过对八轴机车的技术引进消化吸收再创新,南车株机公司系统地掌握了大功率交流传动电力机车的系统集成技术和车体、转向架、轮轴驱动、电机、变压器等九大关键技术及相关配套技术,形成了一套适应中国铁路运输需要的技术体系。
南车株机公司还展开了企业历史上最大规模的扩能改造工程,新建厂房4万平方米,新添设备工装近200台套,目前投入超过10亿元,建成了世界一流的制造平台,为六轴机车研制和产业化创造了条件。
六轴机车集成了当今世界大功率交流传动电力机车的高端和前沿技术,将是我国铁路未来货运的主型机车。按照我国中长期铁路网
规划和目前铁路建设的速度,预计到2012年,投入运营的大功率机车将达到7900台。届时,大功率机车将覆盖主要干线,我国铁路装备总体水平将会显著提高。
六轴机车的研制成功,在提升了我国铁路装备制造企业自主创新能力的同时,对经济的拉动作用不可估量。
目前,南车又启动了7200千瓦六轴机车的研制工作。与既有大功率机车相比,这一新款机车的研制周期更短、自主化程度更高。
第二节 国际市场最新技术运用状况
现代电力机车构成已经基本定型。全车总体布置简洁,动力电源取自机车上空的接触网,经车顶受电弓把电源送到主变压器,主变压器大都安装在机车地板下,节省了车内空间。主变流器连同相应的热交换器,都是呈对称分布在以中间走廊隔开的左右两边车厢。
计算机电子控制装置分成多个具有独立功能的部分,分布在受控设备的附近,相互间通过总线进行通信。由于采用了四象限脉冲整流器,机车在牵引功率大于5%的额定功率时网侧总功率因数大于10.98,并且不需要增加任何设备,就能实现再生制动,再生制动时的功率因数也接近于1。再生制动向电网反馈能量,节能效果显著。
为保证主传动系统正常、可靠地工作,配备适当的辅助系统,如牵引电动机的通风机、主变流器和牵引变压器的冷却介质循环泵、冷却介质与空气之间热交换器的通风机,以及列车安全运行所需的空气压缩机等,这些辅助设备几乎都是由辅助变流器供电。
1、交流电力机车的特点
功率大。现代交流传动电力机车所显示的高起动牵引力、大持续功率和宽恒功率区的特点,使得其对于欧洲国家的客、货列车编组来说,成为名副其实的“通用机车”。就是说,一台功率6400千瓦的4轴交流传动电力机车,既可用于牵引货物列车,也可用于牵引高速客运列车。如与目前欧洲生产的电力机车1600千瓦至1800千瓦的单轴功率进行比较,同样机车质量下,电力机车的输出功率是内燃机车输出功率的2.7倍。
电力机车维修少、可靠性高。由于内燃机车自身需要携带一个庞大的燃油发电系统,加大了运用部门的维修量和故障率,电力机车的检修周期要比内燃机车的检修周期长1倍。
现代交流传动电力机车由于技术上的先进和电力电子技术的成熟,已成为运行极其可靠、维护工作极少的牵引动力设备。
2、内燃机车主要技术参数
内燃机车的动力来自机车本身,与电力机车唯一不同的是柴油发电机取代了主变压器。单机大功率柴油机装车功率达到6000马力以上,电子控制燃油喷射系统实现了喷油量、喷油压力、喷射时刻的充分解耦控制,改善了柴油燃烧品质,从而极大提高了柴油机的经济性和排放性。
美国的GE(通用电气)公司和GM(通用电机)公司的技术代表了世界上最先进的内燃机车技术,其有影响力的产品是GE公司AC6000CW型内燃机车和GM公司SD90MAC型9000内燃机车,这两款内燃机车分别采用了交流传动技术、先进的计算机控制诊断技术、径向转向架技术。
3、现代铁路机车发展水平
新技术的采用提高了机车的动力性、燃油经济性、排放性、可靠性、可维护性和在全天候条件下轮轨的粘着利用。其技术特征是:
客运机车高速、大功率化,最高运行时速230公里,单轴功率已达到1600至1800千瓦。
货运机车大轴重、大牵引力,轴重达33吨以上。
分布式计算机控制系统日趋成熟,各分散的总线站贴近所要控制的设备,并通过光纤或双绞电缆传递数据和命令。带有专家系统的运行诊断装置不仅提高了机车利用率,而且降低了维修费用。
径向转向架得以成熟发展,改善了机车走行品质,减轻了轮轨间动力作用,迫导向转向架保证轮对永远处于径向位置,对任意半径曲线均可有效地减少轮轨横向力,从而减少轮轨之间磨耗,并提高机车高速运行的安全性。德国的DB-2型机车、加拿大的TC2000和瑞士的SIG转向架均采用了迫导向结构。其中最高试验时速达到了310公里,轮轨磨耗较常规转向架减少80%左右。
交流传动技术日臻完善,已达到了炉火纯青的地步。由于交流牵引电机取代了传统的直流牵引电机,减少了大量的转换开关、接触器、继电器,系统可靠性得到明显提高,维修费用大幅度下降。
采用粘着控制和轴控方式实现了机车的每一轮对都能发挥最佳状态,并能够根据某一根轴的运行状态信息任意地调节该轴的转速,以最佳牵引力状态运行,在所有气候条件下都能保证轮轨粘着利用。
由于减少了磨耗件的种类和数量,无故障运行的公里数得以提高。国外运用表明,在相同条件下,现代交流传动电力机车的维修费用仅为传统相控电力机车的1/3,每年的运营费用仅为相控电力机车的70%左右。
在重视继续提高机车的经济性、可靠性和耐久性的同时,还特别注意降低机车全寿命周期运用成本和有害物的排放。
机车的模块化和系列化设计得以加强,缩短机车的研制周期,努力满足市场的需要和迅速适应市场的变化。
第三节 国内技术市场区域优势
我国电力机车
行业区域集中度较高,目前主要以湖南省株洲市为主。龙头企业为中国南车株洲电力机车有限公司。
2007年,南车株洲电力机车有限公司与湖南省签署协议,联手打造世界一流的铁路装备制造产业基地。由此,中国南车株洲电力机车有限公司迈出了从引进消化吸收到再创新、进而实现自主研发的跨越。2009年1月16日,由中国南车株洲电力机车有限公司自主研制、具有我国自主知识产权的世界最大功率六轴9600千瓦交流传动电力机车成功下线,目前即将进行运营前的相关试验。这是我国重大技术装备自主创新取得的又一重要成果。在铁道部的组织下,以中国南车株洲电力机车有限公司为创新主体,一场规模空前的跨地域、跨
行业大合作在全国范围内展开。中国铁道科学
研究院、西南交通大学、中南大学、湖南大学、南车电力机车
研究株洲所等高等院校和科研单位,相继与公司签署大功率交流传动电力机车高端技术领域的合作协议。湖南正在形成以南车株机为核心的交流传动电力机车制造产业群,六轴机车项目将带动湖南省乃至国内机电、电子元器件、钢铁、线材、化工等20多个配套产业链的发展,形成数倍的乘数效应,成为有效拉动内需、促进就业、助推中部崛起的重要经济增长点。
第四节 新项目投资推荐区域(或省市)(CMRN中经纵横建议)
中经纵横推荐新项目投资于四川省。
2008年7月,铁道部与四川省签署了关于加快推进四川省灾后铁路恢复重建计划。双方一致认为,“5•12”汶川特大地震和抗震救灾工作,凸现了四川及西南地区铁路网密度小、标准低、进出四川通道严重不足、机动性差等突出问题,加快四川既有铁路恢复重建和
规划项目实施,对四川灾后恢复重建和长远发展具有重要意义。今年1月部省签署的《关于加快四川铁路建设的会谈纪要》,符合四川经济社会发展的现实需要,同时又具有前瞻性,应进一步创造条件,加快组织实施。
双方同意,通力合作加快推进四川省灾后铁路恢复重建项目。一是途经成都、阿坝等重灾区的成都—兰州铁路,二是途经成都、德阳、绵阳等重灾区的成都—绵阳—乐山城际铁路,三是成都—都江堰快速客运铁路,四是途经重灾区广元的兰渝铁路,五是成汶支线恢复建设和都江堰车站改建。以上铁路建设项目,最早的将于今年10月开工建设,最晚的也将力争在年内开工。这些项目建成以后,将极大地强化都江堰、德阳、绵阳、广元、阿坝等地震重灾区的交通基础设施,为灾后重建和长远发展提供强大的运力支持,推进灾区经济社会加快发展。成都—都江堰快速客运铁路建成后,成都到都江堰运行时间将缩短在30分钟以内,对青城山—都江堰旅游资源恢复和开发将产生很大的推动作用。
同时,双方将共同努力,在今年10月开工建设成都新客站、成都枢纽货车外绕线工程,分别在2010年、2009年建成。在10月开始实施绵阳、广元、德阳、江油火车站恢复重建,与成绵乐城际铁路、兰渝铁路车站设施统筹考虑,2009年底完成工程建设。铁道部还将支持四川省成都、资阳和眉山机车、车辆厂恢复生产。未来5年,支持资阳厂生产六轴大功率电力机车500台;支持眉山车辆厂年生产货车4000辆左右;2008年支持成都机车车辆有限公司承担机车大修300台。
部省会谈纪要还明确,双方共同推进成都—贵阳铁路、成昆复线、成都—西安客运专线等项目的前期工作,争取2009年开工建设。其中,成都—贵阳铁路利用成绵乐城际铁路向南延伸,经宜宾至贵阳,对形成我省南出通道,构建我国南北大通道具有重要的先导和基础性作用。成都—西安客运专线利用成绵乐城际铁路向北延伸,新建江油经广元、汉中至西安的客运专线。此外,双方还将启动川藏铁路、成渝城际、川青铁路项目前期
研究工作,适时开工建设。
双方同意,将上述项目纳入国家汶川地震灾后重建
规划,按照国务院《汶川地震灾后恢复重建条例》执行。双方将进一步完善部省铁路建设协调机制,充分发挥各自优势,加快推进四川省铁路建设,特别是灾后重建铁路项目,要加快取得重大突破和重要建设成果,为夺取抗震救灾和经济社会发展全面胜利提供强有力的基础设施保障。
目前南车株洲电力机车有限公司已经将六轴机车技术平移到四川,将在四川资阳打造我国又一个具有国际先进水平的大功率机车制造基地,形成年产300台能力,可见四川省铁路建设将带动一大批相关
行业的发展,电力机车采购量将大大加强,因此建议企业项目落户于此。
免责申明:本文仅为中经纵横
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