Карьерные самосвалы с пониженным потреблением дизельного топлива

Луняшин П. Д., горный инженер
Золотодобыча, №241, Декабрь, 2018

За прошедшие 5–6 лет в мире карьерных самосвалов произошло много изменений: одни компании ушли с рынка, другие, наоборот, расширили номенклатуру выпускаемой продукции, появились новые тенденции развития. Одна из таких тенденций — сократить потребление дизельного топлива.

 

На этой почве возобновился интерес к троллейной транспортировке с использованием электрической энергии. Недавно были успешно запущены троллейные самосвалы Hitachi (модели EH3500AC-3, EH3500ACII и EH4500) на рудниках Lumwana и Kansanshi в Замбии, Komatsu 860E и 960E на руднике Sishen в ЮАР. Сами компании-производители начали предлагать подобные системы, в том числе Caterpillar и Liebherr. Приступили к расчетам дизель-троллейвоза грузоподъемностью 240 т на «БелАЗе». Угледобывающая компания Tavan Tolgoi в Монголии выразила заинтересованность во внедрении троллейной системы и приступила к переговорам об этом с китайской компанией NHL.

Опытно-демонстрационный проект по электрификации транспортировки был запущен на крупнейшем в Швеции открытом руднике по добыче меди Aitik компании Boliden, в котором принимают широкое участие представители отрасли и академических кругов. Проект направлен на разработку, внедрение и эксплуатацию электрического маршрута транспортировки добываемой руды с троллейными линиями и четырьмя самосвалами на электрическом приводе. Срок реализации проекта — 4 года; строительством электрической инфраструктуры займутся Eitech и АВВ, модернизацией самосвалов — Pon Equipment и Caterpillar, вспомогательными исследованиями — Технический университет Чалмерса. Первая троллейная линия на руднике будет 700 м длиной и сэкономит 830 м3 дизельного топлива в год, однако последующая система будет гораздо более рентабельной.

Появился интерес к полностью электрическим самосвалам. По заказу Ciments Vigier SA двумя компаниями — Kuhn Schweiz AG и Lithium Storage GmbH на базе японского самосвала Komatsu HD605-7 был разработан самосвал E-Dumper, который работает на электрическом двигателе мощностью 590 кВт (800 л.с.) с крутящим моментом до 9,5 тыс. Нм. На машине установлены литиевые аккумуляторы емкостью 700 кВт/ч. Грузоподъемность самосвала достигает 60 т. Вес модели составляет 110 т, из которых на литий-ионный аккумулятор приходится 4,5 тонны. Накапливать энергию поможет также рекуперативная тормозная система. Подсчитано, что на каждом из 20 ежедневных спусков в карьер E-Dumper сможет выработать до 40 кВт/ч энергии. Благодаря этому E-Dumper получит избыток энергии — около 200 кВт/ч, которую он может возвращать в энергетическую систему.

Базовая модель Komatsu HD605-7 грузоподъемностью 63 т имела общий вес 109 т и была оборудована дизельным двигателем мощностью 715 л.с. Первая опытная модель этому E-Dumper работает на известковом карьере La Tscharner в Швейцарии с января 2018 г., и она показала хорошие эксплуатационные характеристики, высокую производительность, позволила повысить рентабельность работ за счет экономии на топливе и сократить выбросы углекислого газа. Несмотря на достаточно высокую стоимость — более $1 млн — в Ciments Vigier планируют заказать еще восемь подобных машин. В октябре 2016 г. проект «E-Dumper» получил европейскую награду eMove360° в категории электрические транспортные средства.

Важным направлением развития большегрузного карьерного транспорта становится использование газа в качестве моторного топлива. Дизельное топливо дороже сжиженного природного газа. А во-вторых, это экологические аспекты, т.к. при сжигании природного газа не образуется вредных примесей в выхлопных газах, что особенно важно для глубоких карьеров. Грузовые автомобили, работающие на сжиженном газе, уже давно не редкость. Но крупнотоннажные карьерные самосвалы с газовым оборудованием встретишь нечасто. Дело в том, что традиционные поставщики дизельных двигателей пока не имеют серийного газопоршневого и газодизельного исполнения своей продукции, адаптированной для использования в составе карьерной техники.

Некоторые предприятия самостоятельно взялись за перевод карьерной техники на новое топливо. В числе первых в России в 2015 г. это сделали на Ковдорском ГОКе. Переоборудование производилось силами «БелАЗа», поставщиком навесного оборудования выступила немецкая компания «Хайнсман», а топливной системы — компания «Гелиймаш» (Москва). Резидент Кузбасского технопарка ООО «Сибирь-Энерго» (г. Новокузнецк) при минимальном участии белорусских машиностроителей завершает работу по переводу 20 карьерных самосвалов БелАЗ-7513 грузоподъёмностью 136 тонн на газовое топливо, осуществляется доводка навесного оборудования и топливной системы машин.

В 2017 г. в Новокузнецке заработал первый за Уралом завод по сжижению природного газа. Завод спроектировало и изготовило «под ключ» дочернее предприятие китайской государственной аэрокосмической корпорации CАSIC — Aerosun Corp. В основе производства — высокотехнологичный принцип смешения хладагентов (MRC-процесс), не имеющий аналогов в России. Производительность первой очереди составляет 17,8 млн м3 в год. Такой объем позволит обеспечить топливом 30 карьерных самосвалов грузоподъемностью 130 тонн. Стоит отметить, что в Кузбассе работает около 2 тысяч одних только Белазов, которые заправляются дизтопливом.

 В 2017 г. крупнейшая мировая компания по добыче и производству алмазов АК «АЛРОСА» заявила, что перейдет на самосвалы, работающие на природном газе вместо дизельного топлива. Из‐за специфики региона и отсутствия транспортной инфраструктуры топливом приходится запасаться на целый год в навигационный период. Для некоторых ГОКов ввиду отдаленности стоимость топлива возрастает в разы. «АЛРОСА» договорилась с компаниями ОАО «БелАЗ» и немецкой MTU о разработке самосвалов с газопоршневыми двигателями. «АЛРОСА» рассчитывает, как на замену уже функционирующих дизельных двигателей на газовые, так и на поставку самосвалов с газовыми двигателями. Парк автосамосвалов в «АЛРОСе» составляет более 220 единиц — это карьерные самосвалы грузоподъемностью 30, 42–45, 110–130 т.

 Американская компания Arch Coal, Inc. разместила заказ на GFS Corp (GFS) для конвертации самосвалов Komatsu 930E по газодизельной технологии EVO-MT ™ 9300 NG + D Systems ™ на руднике Кэмпбелл (США). В рамках текущей программы GFS Corp будет модернизировать почти четверть карьерной техники Arch Coal — самосвалы Komatsu 930E для эксплуатации на сжиженном природном газе (СПГ) с использованием технологии EVO-MT 9300 System. Arch Coal является одним из крупнейших угледобывающих комплексов в мире с годовой производительностью 1,0 млрд тонн. В компании работает 148 мощных самосвалов.

В настоящее время GFS Corp предлагает системы преобразования на СПГ для четырех моделей карьерных самосвалов: Caterpillar 777 и 793, а также Komatsu 830 и 930. GFS Corp разрабатывает, производит и продает собственные решения, которые обеспечивают высокую мощность для тяжелых дизельных двигателей для работы на природном газе.

Между канадским отделением компании Shell и компанией Caterpillar действует соглашение о совместном проведении испытаний газодизельных карьерных самосвалов на СПГ на нефтяных песках в районе Форта Мак Мюррей (Канада). Компания Shell переоборудовала находящиеся в эксплуатации самосвалы Caterpillar и будет закупать новые карьерные самосвалы в газовом исполнении уже с завода.

Компания Caterpillar также имеет собственную стратегию создания транспортных средств на природном газе. У Caterpillar уже есть опыт переоборудования сверхтяжелой техники и в частности карьерных самосвалов для работы на сжиженном природном газе. Сейчас компания готовится к освоению серийного производства грузовиков-тяжеловесов на СПГ. Для наращивания уровня своей газомоторной компетенции Caterpillar в 2011 г. приобрела компанию MWM Holding GmbH — одного из мировых лидеров газового двигателестроения (мощностью от 400 до 4300 кВт). Созданием новых карьерных самосвалов с интегрированной газовой аппаратурой Caterpillar открывает новую страницу своего развития. Сейчас компания работает над серией мощных газодизельных самосвалов Cat 793, 795 и 797. В основу системы заложена технология непосредственного впрыска газа под давлением, разработку которой компания ведет совместно с Westport Innovations Inс.

Идя навстречу многочисленным запросам потребителей, ОАО «БелАЗ» самостоятельно реализует несколько проектов по созданию карьерных самосвалов на газомоторном топливе. Первый — это перевод двигателей «Камминс» КТА50-С на 136-тонных БелАЗ-75139 на газодизельный режим работы на Ковдорском ГОКе. Следующим значимым проектом стало изготовление самосвала БелАЗ-75476 грузоподъемностью 45 тонн с газотурбинным двигателем «Кунгур-550», разработанным на базе двигателя ЯМЗ-240НМ2. Конвертация и поставка двигателя, как и разработка и поставка топливной системы, выполнены ООО «Технология 1604» (г. Екатеринбург). Мощность двигателя доведена до 550 л.с. (против имеющихся штатно 500 л.с. у ЯМЗ-240НМ2). Из-за увеличения мощности двигателя на 50 л.с. машина стала более производительной. С апреля 2018 года БелАЗ-75476 работает в АО «Невьянский цементник» (Свердловская область).

 В дальнейших планах — сотрудничество ООО «Технология 1604» с ОАО «БелАЗ»: предполагается создание карьерного самосвала серии 7513 грузоподъемностью 136 т с газопоршневым двигателем на базе двигателя компании «Камминс» КТА50-С в 2019 г. и карьерного самосвала семейства 7558 грузоподъемностью 90 т с газопоршневым двигателем на базе двигателя компании «Камминс» КТА38-С в 2020 г.

Вместе с тем освоение газотопливной системы на карьерных самосвалах идет непросто: так, система СПГ, используемая на Ковдорском ГОКе, имеет немало недоработок, поскольку нет единого производителя оборудования, которое собрано от нескольких компаний, поэтому уже больше года система не может запуститься. Система, созданная Caterpillar, успешно прошла испытания в суровых условиях Канадского климата, но из-за высокой цены за газотопливное оборудование «катовский» проект экономически недостаточно выгоден. В настоящее время в мире наилучших результатов в производстве газомоторного оборудования для карьерных самосвалов добилась компания GFS Corp.


-1+0
Просмотров статьи: 1977, комментариев: 1       

Комментарии, отзывы, предложения

Не для нас, 25.01.19 06:49:56

Цена у них - золота не хватит рассчитаться.

Уважаемые посетители сайта! Пожалуйста, будьте как дома, но не забывайте, что в гостях. Будьте вежливы, уважайте родной язык и следите за темой: «Карьерные самосвалы с пониженным потреблением дизельного топлива»


Имя:   Кому:


Введите ответ на вопрос (ответ цифрами) "десять прибавить 1":