◄ ضرورت برقی‌ سازی راه آهن تهران مشهد برپایه شاخص RAMS در لوکوموتیوهای مسافری

عباس قربانعلی بیک: کتابچه Technical Description لوکوموتیو زیمنس در بخش 13 (ص 86، نسخه 2009) به شبیه سازی حرکت قطار در مسیر تهران مشهد و بالعکس پرداخته، این شبیه سازی با فرض 11 واگن مسافری 46 تنی و 1 یا 2 لوکوموتیو 84 تنی با قدرت 2400 کیلووات، سرعت حداکثر 160، 450 کیلووات برق مصرفی واگنها و 30 دقیقه توقف در 4 شهر انجام شده است (تین 284054).

زمان سیر قطار با دو دستگاه لوکوموتیو و 11 واگن در هر دو جهت تقریبا 7 ساعت و 16 دقیقه با سرعت متوسط 119 و مصرف سوخت متوسط هر لوکوموتیو 3767 لیتر (4.1 لیتر بر کیلومتر) و با یک دستگاه لوکوموتیو زمان سیر متوسط 9 ساعت 46 دقیقه با سرعت متوسط 90 و متوسط مصرف 5543 لیتر (6 لیتر بر کیلومتر) می شود، (در نتایج شبیه سازی با یک لوکوموتیو، مسیر برگشت از مشهد، مصرف سوخت بیش از 2% و زمان سیر کمتر از 1% افزایش دارد). به این ترتیب انرژی خالص مصرفی با راندمان 40% برای دو لوکوموتیو حدود 18.8 مگاوات ساعت و هر لوکوموتیو 9.4 مگاوات ساعت و برای تک لوکوموتیو 13.9 مگاوات ساعت خواهدشد.

لذا هر لوکوموتیو با مفروضات سازنده در حالت کاربری کنونی 3.8 گیگاوات ساعت (هزار مگاوات ساعت) درسال انرژی تولید می نماید.

بر اساس جدول ص 84 کتابچه، هزینه نگهداری پیشگیرانه و اصلاحی 30 ساله لوکوموتیو با فرض سیرسالانه 250 هزارکیلومتر 3.8 میلیون یورو و متوسط 128 هزاریورو درسال برآورد شده است (تعمیرات اصلاحی 29%، رفتار هزینه، تین 243740).

مصرف سوخت سالانه (سیر 250 هزارکیلومتر) با قطارهای تک لوکوموتیو به 1.5میلیون لیتر بالغ میگردد (قریب 12 برابرنگهداری).

در گزارش Locomotive High speed and Mediumspeed engines در 2015، سازنده موتور لوکوموتیوهای زیمنس (MTU) زمان تعمیرات اساسی این موتورها را 30 تا 36 هزارکیلومتر و تعمیرات موتورهای دور متوسط را 40 هزار کیلومتر اعلام کرده است.

جدول ص 83 این دستورالعمل W6 یا زمان تعمیرات اساسی موتور لوکوموتیو را در 20 هزارساعت، یک میلیون کیلومتر یا 4 سال (1080 سفر مشهد یا 540 رفت وبازگشت برابر 10.2 هزار مگاوات ساعت) توصیه نموده که بنظر میرسد با فرض دو لوکوموتیو در قطار که مبنای خرید بوده محاسبه شده که با احتساب کاربرد کنونی و تولید انرژی 48 درصد بالاتر در مسیر مشهد بعنوان بیشترین مسیر تردد، این زمان به 730 سفر یا مسافت 676 هزارکیلومتر یا 33% کمتر از توصیه و تقریبا 2 سال و 8 ماه کاهش می یابد.

مبنای تعمیرات اساسی موتور دیزل لوکوموتیوهای GE در پاسخ به مکاتبه TBO برای موتور 16 سیلندر 4000 اسب 7FDL، 26000 مگاوات ساعت و  19500 مگاوات ساعت برای موتور 12 سیلندر 3000 اسب این خانواده اعلام گردید (تین 251905).

با مفروضات فوق اگر مبنای تعمیراساسی موتور GE 3000 اسب را 19500 مگاوات ساعت در نظر بگیریم و MTU را 10200 منظور کنیم، مگاوات ساعت بین تعمیر اساسی لوکوموتیوهای جنرال الکتریک در شرایط مشابه از مسافری زیمنس 91 درصد  بیشتر است.

این نسبت با احتساب نسبت هزینه 40 درصدی موتور در لوکوموتیوهای آمریکایی، سهم موتور را در لوکوموتیوهای زیمنس به حدود 55 درصد  و با احتساب مشکلات طراحی و ضعف سیستم خنک کاری و حفاظتی به حدود 60 درصد و با احتساب کیفیت نگهداری به حدود 70% می رساند که تا 60 درصد  آن (77 هزار یورو) با فرض آموزش صحیح وکافی ، داشتن ابزار و تجهیزات مناسب، قطعات یدکی اصل است.

با قابلیت اعتماد (R) پایین (تین 312999)، 4 برابربودن هزینه نگهداری (M) لوکوموتیوهای دیزل نسبت به دیگر کشورها در گزارش رولندبرگر (تین 239248)، آماده به کاری (A) پایین (50 درصد) دیزل (تین 289781) و 75 درصد کاهش نیاز به لوکوموتیو برقی (درسرویس یا گرم) مسافری در مسیر تهران-مشهد (50 در برابر 200 دستگاه) برای 20 میلیون مسافر برقی کردن ضرورتی فوری خواهد یافت. 

شاخص RAMS (قابلیت اعتماد، آماده بکاری، تعمیرپذیری و ایمنی) که مورد استفاده گسترده راه آهن های جهانست (تین 254806) و در استاندارد EN 50126 اتحادیه اروپا تشریح شده (تین 246471)، تفاوت بارز دو نوع لوکوموتیو برقی و دیزل را آشکار می نماید. 

تاثیر کاهش زمان سیر بر تغییر نوع واگن و ظرفیت آن هم نباید فراموش شود که سرمایه گذاری برای خرید واگن را کاهش می دهد، 

نکته دیگر وابستگی تامین قطعات موتور دیزل به منابع محدود است در حالی که اغلب قطعات ترانسفورماتور لوکوموتیوهای برقی از منابع متعدد قابل تامین خواهد بود، این محاسبات مستقل از صرفه جویی سوخت سالانه 300 میلیون لیتری گازوئیل این مسیر است.