Организация работы станций по погрузке и выгрузке СПГ

Содержание

Исходные данные

Введение

1.Выбор подвижного состава и расчет потребного количества вагонов и поездов

1.1.Транспортная характеристика перевозимых грузов

1.2.Выбор подвижного состава

1.3.Определение размеров погрузки

2.Теплотехнический расчет теплопритоков и подбор холодильно-энергетического оборудования вагонов

2.1.Расчет теплопритоков

2.2.Расчет холодопроизводительности компрессора

3.Расчет теплообменных аппаратов

3.1.Расчет конденсатора

3.2.Расчет испарителя

3.3.Расчет мощности электропечей вагона

4.Определение станций экипировки рефрижераторных вагонов

5.Техническое обслуживание РПС

6.Организация работы станций по погрузке и выгрузке СПГ

6.1.Организация работы станции по погрузке СПГ

6.2.Организация работы станции по выгрузке СПГ

7.Показатели использования изотермических вагонов

Заключение

Список литературы

Приложение А

Исходные данные

Вариант 1

1. Направление перевозки Новороссийск - Москва.

2. Годовой грузопоток – 560 тыс. т.

3. Процент каждого вида СПГ от общего грузопотока:

      Мясо охлажденное – 5%

      Мясо мороженое – 10%

      Рыба охлажденная  - 10%

      Рыба мороженая – 10%

      Овощи свежие – 5%

      Фрукты и ягоды – 30%

      Масло животное – 5%

      Консервы –20%

      Виноградное вино и пиво, мин. вода – 5%

4. Относительная влажность – 45%

5. Температура летом 30°С

6. Наименование груза - яблоки летние

ВВЕДЕНИЕ

Перевозка продуктов питания, которые, в основном, грузы скоропортящиеся, требует соблюдения особых условий.

К скоропортящимся грузам относятся продукты, которые при перевозке и хранении требуют защиты от воздействия на них высоких или низких температур и влажности наружного воздуха. По железным дорогам перевозят в основном следующие скоропортящиеся грузы: мясопродукты, рыбопродукты, плодоовощи свежие и картофель, масло животное и пищевые жиры, молочные продукты, консервы, фрукты, фруктовые соки, пиво, минеральные воды и др.

Основной задачей хранения и перевозки скоропортящихся грузов является обеспечение сохранности груза, что достигается соблюдением условий, при которых продукты не подвергались бы вредному воздействию физико-химических и биологических факторов. На сохранность скоропортящихся грузов оказывают большое влияние следующие факторы:

-  качество, состояние и подготовка продукта к хранению или перевозке, его тара и упаковка;

-  температура, влажность, циркуляция и вентиляция воздуха помещения, где хранится или перевозится продукт, а также чистота воздуха в камерах и вагонах;

-  санитарное состояние камер и вагонов, способы размещения в них продуктов и длительность перевозки.

Скоропортящиеся грузы  перевозят по плану, разрабатываемому с учетом удовлетворения потребностей в перевозках продуктов питания, эффективного использования технических средств. Перевозки планируют по следующей номенклатуре:

1) мясо, молоко и молочные продукты;

2) рыба;

3) картофель, овощи и фрукты.

Основными условиями правильной организации перевозок скоропортящихся грузов, обеспечивающими доставку их в пункты назначения в установленные сроки и в полной сохранности, являются:

-  подготовка груза к перевозке отправителем полностью в соответствии с ППГ;

-  предъявления к перевозке только доброкачественных грузов в стандартной таре и упаковке;

-  выбор, подготовка и подача под погрузку исправных вагонов;

-  погрузка и укладка груза в вагоне в соответствии с ППГ;

-  отгрузка скоропортящихся грузов маршрутами и укрупненными группами вагонов;

-  ускоренное продвижение поездов и надлежащее обслуживание вагонов в пути.

Еще одной особенностью перевозок скоропортящихся грузов является резко выраженный сезонный характер предъявления их к перевозке.

В курсовой работе необходимо дать транспортную характеристику перевозимых скоропортящихся грузов, характеристику рефрижераторного подвижного состава, рассмотреть условия перевозки грузов в РПС, технологию обслуживания РПС, организацию работы станций по погрузке и выгрузке скоропортящихся грузов. Также необходимо определить расстояние перевозки, стоимость, показатели использования РПС.

1.Выбор подвижного состава и расчет потребного количества вагонов и поездов

При подготовке и организации перевозок скоропортящихся грузов необходимо учитывать климатические условия района погрузки и предполагаемого направления перевозки. В зависимости от периода года и направления перевозки выбирается способ перевозки, порядок оборудования подвижного состава, допускаемое время перевозки и др.

По термической обработке скоропортящиеся грузы разделяются на мороженные, подмороженные, охлажденные и термически не обработанные. В зависимости от этого, а также календарного периода года их перевозят с охлаждением (без вентилирования), без охлаждения (с вентилированием или без), с утеплением или отоплением вагонов.

При приеме к перевозке отдельных скоропортящихся грузов и обслуживания их в пути следования необходимо учитывать ряд специфических особенностей в части подготовки  к перевозке, осмотра груза и проверки его качества, соблюдения требований, предъявляемых к таре и упаковке, а также способов погрузки в вагоны.

Для определения дальности перевозки и климатических зон направления составляется схема железнодорожного направления по кратчайшему маршруту

1.1.Транспортная характеристика перевозимых грузов

При перевозке из Новороссийска в Москву: мяса, яиц,  овощей свежих, фруктов и ягод, консерв, масла животного, а также пива и минеральных вод рассмотрим особенности перевозки каждого груза в отдельности.

      Перевозка мяса

Погрузка в вагоны мяса и мясопродуктов разрешается после осмотра их специалистами органа Госнадзора. Туши крупного рогатого скота и прочих крупных животных должны быть разделаны на продольные полутуши или четвертины; туши свиней – на продольные полутуши или целые туши без голов; баранина и мясо прочих мелких домашних животных предъявляются к перевозке целыми тушами без голов. На тушах, полутушах и четвертинах не должно быть остатков внутренних органов, сгустков крови, загрязнений, а также  льда и снега. Туши, полутуши и четвертины не должны иметь повреждений поверхности, выхватов подкожного жира, кровоподтеков и побитостей. У замороженного мяса, выпускаемого для реализации, допускается наличие зачисток, выхватов подкожного жира на площади, не превышающей 15% поверхности. Температура мяса говядины, баранины и козлятины в толще мышц у костей не должна превышать при погрузке в рефрижераторные вагоны и в рефрижераторные контейнеры минус 8°С, а мяса свинины – не выше минус 10°С.

Замороженные мясные блоки должны быть завернуты в пергамент, подпергамент, целлофан или другие полимерные пленки, упакованы в ящики из гофрированного картона или специализированных изотермические картонные контейнеры, размещенные на стоечных или плоских поддонах.

Охлажденное мясо принимается к перевозке с послеубойным сроком хранения не более 4 суток. При погрузке оно должно иметь температуру в толще мышц у костей  от 0 до +4°С, сухую поверхность и корочку подсыхания без следов плесени, ослизнения и увлажнения.

Подмороженное мясо при погрузке в рефрижераторный вагон должно иметь температуру минус 3..5°С на глубине 1 см от поверхности. Подмороженное мясо должно быть упругим и не прогибаться при поднятии.

Замороженное мясо, перевозимое без упаковки, укладывается в изотермические вагоны плотным штабелем с предварительной застилкой напольных решеток и стен на высоту погрузки бумагой. Между решетками и стенами оставляют щели для циркуляции наружного воздуха. Мясо, охлажденное и остывшее перевозится в РПС в подвешенном состоянии на балках с крючьями так, чтобы туши, полутуши и четвертины не соприкасались между собой, с полом и со стенами вагона, правые половины полутуши четвертин находились в одной стороне от двери, а левые в другой.

      Перевозка овощей свежих, фруктов и ягод:

Овощи свежие, фрукты и ягоды предъявляются к перевозке свежими, чистыми, без механических повреждений и без повреждения вредителями, однородными по степени зрелости в каждой повагонной партии, упакованными в соответствующую для каждого вида плодов и овощей тару, если перевозка их без тары не предусмотрена стандартами или техническими условиями. Перевозка плодоовощей в изотермических вагонах допускается только в таре, в которую они укладываются плотно, в уровень с краями тары так, чтобы они не бились, не терлись, не мялись. При перевозке без тары овощи грузят в вагон навалом. Цитрусовые плоды и кукурузные початки перевозят только в рефрижераторных секциях. Бананы должны предъявляться к перевозке жесткими. В удостоверении о качестве грузоотправитель обязан дополнительно указать точное наименование сортов, дату сбора и упаковки, а также приложить к накладной карантинный сертификат, выданный органами Министерства сельского хозяйства.

      Способ перевозки масла животного:

Масло сливочное (монолитом или расфасованное) принимается к перевозке упакованными в ящики. Ящики при перевозке монолитом должны быть выстланы пергаментом или полимерной пленкой. Дощатые ящики забиваются и по торцам скрепляются стальной лентой или проволокой.

Масло топленое перевозится упакованным в деревянные бочки с вкладышами из полимерной пленки или в стеклянные или жестяные банки, уложенные в ящики. Внутренняя поверхность бочек без вкладыша должна быть покрыта казеиновой эмалью или др.

Масло сливочное должно иметь чистый, характерный для данного вида масла вкус и запах, однородную и плотную консистенцию, цвет от белого до желтого однородный по всей массе, поверхность на разрезе слабо блестящую и сухую или с наличием однородных мельчайших капелек влаги.

Топленое масло должно иметь мягкую зернистую консистенцию.

Масло сливочное и топленое при предъявлении к перевозке должно иметь температуру не выше минус 60С. Масло сливочное перевозится в изотермических вагонах. Перевозка масла топленого в зимний период и в переходный при температуре наружного воздуха ниже минус 60С допускается в крытых вагонах.

      Способ перевозки яиц

Яйца перевозят упакованными в деревянные ящики с прокладкой между рядами сухой стружки, тисненного или гофрированного картона. Мороженые яичные продукты предъявляют к перевозке с температурой не выше –6оС, упакованными в герметически запаянные банки, уложенные в плотные деревянные ящики.

      Способ перевозки консервов:

Рыбные и мясные консервы перевозят равномерно в течение года. Перевозка плодоовощных консервов имеет ярко выраженную сезонность. В зависимости от времени года консервы перевозят в изотермических вагонах без утепления, с утеплением, с отоплением.

Консервированная продукция в металлической и стеклянной упаковке перевозится в ящиках, а неупакованная – в бочках с полиэтиленовыми вкладышами. Банки и бочки с продукцией должны быть плотно укупорены, и не давать течи. Стеклянные банки ставятся в ящики, имеющие поперечные и продольные перегородки, образующие клетки. Горизонтальные ряды металлических банок в ящиках должны быть переложены картонными или плотными бумажными прокладками. Допускается перевозка консервированной продукции в жестяных банках в виде блоков, обтянутых термоусадочной пленкой. Блоки перевозятся только объединенными в пакеты на поддонах с обвязкой пакета термоусадочной пленкой.

Стерилизованные соки овощные, фруктовые и нектары в стеклянной, жестяной упаковке, а также в пакетах ТБА перевозятся в изотермических и крытых вагонах.

      Перевозка пива, мин. воды, вина:

Виноградные вина перевозят в исправных  бочках, бочонках или бутылках с упаковкой их в ящики или корзины. Не допускается отгрузка вина в бочках, имеющих течь через неплотности или втулку. В зимнее время вина перевозят без отопления или с отоплением по указанию отправителя. Перевозка виноградных вин допускается также в специальных изотермических вагонах-цистернах в сопровождении проводников отправителя.

Напитки десертные или газированные, сиропы, вода минеральная, пиво перевозятся в бутылках, упакованных в ящики. Перевозка минеральной воды может производиться навалом с перекладкой бутылок сеном или соломой в крытых или изотермических вагонах, летом – без охлаждения и вентилирования, в переходный период – без вентилирования, в зимнее время только в изотермических вагонах с отоплением. Бутылки с минеральной водой укладывают рядами попарно горлышками навстречу по продольной оси вагона, начиная от торцевых стен на высоту не более 20 рядов. Дверные проемы заделывают прочными деревянными ограждениями высотой на 10 сантиметров выше штабеля бутылок.

Пиво в стеклянных, полимерных бутылках, жестяных банках и бочках перевозят в изотермических вагонах. Пиво предъявляют к перевозке с температурой от +20С до +120С.

Пастеризованное пиво в летний и переходный периода года допускается перевозить в крытых вагонах.

1.2.Выбор подвижного состава

На сети железных дорог страны эксплуатируются пяти-вагонные секции трех типов: ZA-5, ZB-5, БМЗ-5, а также автономные рефрижераторные вагоны АРВ и крытые.

Секция ZA-5 состоит из пяти вагонов с кузовом длиной 17 м, имеющими грузовое помещение и машинное отделение. Третий вагон имеет помещение дизель – электростанцию. Второй вагон - служебное помещение. Они соединены переходной площадкой с защитной гармоникой. Пятый вагон имеет тормозную площадку. Секция ZA-5 имеет грузоподъемность-178 т, погрузочный объем грузового помещения 318 м3, погрузочную площадь 145 м2, температуру в грузовом помещении –15ос. Холодильное оборудование каждого вагона состоит из двух компрессионных установок. Производительность каждой из них обеспечивает 75% максимальной потребности в холоде и составляет при перевозке мороженного груза 5500 Вт, при охлаждении плодоовощей-12800 Вт. Средний коэффициент теплоотдачи 0,35 Вт/(м2,ос). Служебное помещение рассчитано на три человека.

Секция ZB-5 состоит из четырех грузовых вагонов с кузовом длиной 21 м, имеющих два машинных отделения, и центрального вагона с дизель электростанцией и служебным помещением с кузовом длиной 17 м. Грузоподъемность секции-164 т, погрузочный объем грузового помещения-400 м3, погрузочная площадь-182 м2, температура в грузовом помещении –20ос. Средний коэффициент теплопередачи с учетом старения 0,45 Вт/(м2,ос). Холодильная установка может работать с температурой испарения от-45о до+5ос при максимальной температуре наружного воздуха +50ос и конденсации +65ос.

Секция БМЗ-5 состоит из четырех грузовых вагонов с кузовом длиной 21 м и вагона с дизель электростанцией и служебным помещением, имеющего кузов длиной 16 м. Вагон – дизель – электростанция имеет дизельное отделение, кабину управления, салон – кухню, котельное помещение, туалет – душевую, тамбур, отделение для отдыха сопровождающей секцию бригады и аккумуляторную.

В целях создания нормальных условий для труда и отдыха обслуживающих бригад вагон оборудован системами водоснабжения, отопления, вентиляции и пожарной сигнализации.

В дизельном отделении установлены два дизель – генератора. Дизель – генератор состоит из дизеля К-461М1 и генератора переменного тока ЕСС5В-93-4У2, соединенных с помощью эластичной муфты и смонтированных на общей фундаментной раме. Для питания дизелей имеется топливная система, состоящая из двух расходных топливных баков по 350л, расположенных под крышей вагона, и двух запасных баков общей емкостью 6700 л, находящихся под рамой вагона. Каждый генератор обеспечивает электроэнергией половину потребителей секции. Параллельная работа двух генераторов на одни шины не допускается. При работе одного генератора напряжение может подаваться на шины всех вагонов секции. В дизельном отделении установлен верстак с тисками и набором инструмента для проведения профилактических и ремонтных работ обслуживающей бригадой.

Кабина управления предназначена для дежурного механика, обеспечивающего технологическое обслуживание дизельного, электрического и холодильного оборудования рефрижераторной секции. В кабине установлен главный распределительный щит, на котором смонтированы приборы контроля за работой дизель-генераторов (вольтметры, амперметры,  частотомеры), дистанционного включения и управления  работой холодильно – нагревательных установок, а также самопишущий прибор контроля температуры воздуха в грузовых вагонах и переговорное устройство.

В кухне-салоне установлены: плита для приготовления пищи, работающая на жидком топливе, с подогревателем воды, раковина-мойка, холодильник, стол, радиоприемник, полка для книг и стулья. Над кухней установлен бак (2000л) для питьевой воды.

Секции комплектуют переносным радиоприемником и телевизором.

Помещение кабины управления имеет принудительную вытяжную вентиляцию, состоящую из одного осевого вентилятора, смонтированного в кожухе на крыше вагона.

Система пожарной сигнализации служит для звукового и светового оповещения обслуживающего персонала о повышении температуры воздуха в местах установки специальных датчиков.

Грузовой вагон имеет грузовое помещение и машинное помещения, разделенные между собой перегородкой,  холодильно–нагревательную установку, системы вентиляции и контроля температур. Внутренняя обшивка стен и потолка выполнена из сплава толщиной 2 мм с наварными вертикальными гофрами. Конструкция пола и внутренней обшивки исключает возможность попадания конденсата и промывочных растворов в теплоизоляцию пола и стен.  Для удаления конденсата и промывочных растворов в полу вагона предусмотрены две сливные трубы с гидравлическими затворами.

Среднее значение коэффициента теплопередачи, отнесенное к средней теплопередающей поверхности у нового вагона, составляет 0,30Вт/(м²*К) при неработающих вентиляторах-циркуляторах и 0,35 Вт/(м²*К) при работающих вентиляторах.

В грузовом помещении около перегородки машинного отделения находится отсек испарителя воздухоохладителя холодильной установки, расположенный за открывающимися щитами. В верхней части испарителя смонтирован блок нагревательных элементов электропечей (две рабочие и одна резервная) общей мощностью 16,2 кВт. Над электропечами на специальной конструкции установлены два электрических вентилятора. На боковой стене вагона в отсеке  испарителя имеются два разъема: один – для подключения электропечей, другой – для подключения датчиков температуры входа и выхода воздуха из испарителя. Датчик температуры воздуха на входе в испаритель расположен под испарителем. Датчик температуры воздуха на выходе из испарителя расположен над блоком электропечей.

В средней зоне вагона на боковой стене около погрузочной двери установлен блок с датчиками температуры для систем контроля и регулирования температуры воздуха в грузовом помещении. На потолке грузового помещения  расположены три электрических светильника с защитными сетками.

Грузовое помещение имеет две одностворчатые погрузочные двери прислонного типа размером  в свету 2700*2115 мм с дополнительным запорным устройством.

Для циркуляции воздуха как в продольном, так и поперечном направлении относительно оси вагона грузовые помещения имеют напольные решетки, которые образуют сквозной канал для прохода воздуха под грузом и предотвращают подмокание груза от конденсата.

В машинном отделении два компрессорно – конденсаторных блока-агрегата, работающих на фреоне-12, смонтированы каждый на своей раме в два яруса на общем каркасе. В торцевой стене встроен распределительный щит, внутри которого находится панель с контакторами для дистанционного включения электродвигателей и электропечей холодильно – нагревательных  установок и блок реле управления.

Холодильная установка ВР-1М состоит из двух компрессорных холодильных машин непосредственного испарения с воздушным охлаждением конденсаторов, работающих на один воздухоохладитель (испаритель) с электронагревателями. По схеме движения фреона-12 установки могут работать одновременно или каждая в отдельности.

Система циркуляции предназначена для равномерного распределения по грузовому помещению вагона холодного (при работе холодильной установки) или теплого (при работе электронагревателя) воздуха. Система циркуляции воздуха состоит из воздуховода и двух вентиляторов, установленных в воздуховоде. Воздуховод, расположенный у потолка вагона грузового помещения, имеет коробчатое сечение с поперечными щелями для раздачи воздуха; заканчивается воздуховод соплом.

При работе вентиляторов – циркуляторов  воздух забирается из-под напольных решеток грузового помещения и через отверстие в щите всасывается снизу в испаритель (электронагреватель) и, охлаждаясь или нагреваясь в зависимости от режима работы, подается в воздуховод, где располагается через отверстия и сопло по грузовому помещению. Система принудительной приточно – вытяжной вентиляции предназначена для  воздухообмена в грузовом помещении вагона при перевозке ряда СПГ, выделяющих биологическое тепло. Система вентиляции состоит из воздуховода свежего воздуха, расположенного под потолком машинного отделения, заслонки с приводом, заборного окна с козырьком на торцевой стене вагона и фильтра, заслонки канала выброса воздуха.

Свежий воздух, попадая в пространство над воздухоохладителем, смешивается с циркулирующим в грузовом помещении воздухом и нагнетается в грузовое помещение. Воздух из грузового помещения выходит через канал в перегородке, закрываемый заслонкой.

В вагонах более поздней постройки воздух из грузового помещения выходит через дефлектор, установленный на крыше у торцевой стены, противоположной воздухоохладителю. Дефлектор связан с грузовым помещением каналом, расположенным внутри у торцовой стены вагона. Отверстия для выхода и входа воздуха закрываются заслонками, привод которых находится под рамой вагона. Температуру в грузовых помещениях контролируют тремя способами: выборочный ручной дистанционный контроль, автоматический контроль с периодичной записью, местное измерение температуры. В качестве датчиков температуры в этих системах используются платиновые термометры сопротивления.

Автономные рефрижераторные вагоны (АРВ) по конструкции кузова, ходовых частей, тормозного и сцепного оборудования, приборов отопления, охлаждения и вентилирования аналогичны грузовым вагонам секции ZB-5 и отличаются от них только тем, что машинные отделения имеют дизель генераторные установки. Вагон рассчитан на поддержание температуры в грузовом помещении от +14 до –18ос при температуре наружного воздуха от –45 до +40ос. Предусмотрена возможность автоматического или ручного управления работой холодильных машин. Температуры устанавливают в зависимости от условий перевозки конкретного груза с помощью специального переключателя, расположенного в машинном отделении. Мощность холодильного оборудования достаточна для охлаждения свежих плодоовощей в течении 60 часов. АРВ с кузовом 19 м имеет грузоподъемность-40 т, объем погрузочный-88 м3, погрузочную площадь-40 м2, температура в грузовом помещении –18ос. В таком вагоне можно перевозить грузы в сопровождении бригады механиков, находящихся в служебном помещении в конце вагона.

Вагон-термос, предназначенный для перевозки термически обработанных грузов, не выделяющих тепла дыхания, может эксплуатироваться в диапазоне температур наружного воздуха от +50 до-50°С. Допускаемый срок перевозки зависит от исходной температуры наружного воздуха. Объем грузового помещения 126 м² (при высоте штабелирования) 2,6 м, тара вагона 33,5т, грузоподъемность 60т.

Стены, пол и двери выполнены в конструкции «сэндвич», а крыша облегченной стальной конструкции. В качестве теплоизоляции используется пенистый твердый полиуретан. Толщина теплоизоляции составляет 200мм.

По диагонали пола грузового помещения вагона предусмотрены два устройства удаления промывочных вод с гидрозатворами.

Крытый вагон - грузоподъемность 68 т, погрузочный объем 120 м3, тара 22 т.

      Прикрепление подвижного состава к грузу

Решение поставленной задачи на первом этапе сводится к определению типа вагонов, используемых для перевозки конкретных грузов. Для наглядности выбор подвижного состава сведен в таблицу 1.1. при выборе подвижного состава решающим фактором является время перевозки.

В соответствии со статьей 45 Устава железнодорожного транспорта при нарушении срока доставки железная дорога обязана выдать груз на станции назначения с проверкой массы и числа мест. В настоящей работе рассматриваются три срока доставки груза.  Допустимый- в течении которого груз при выполнении  условий, установленных ППГ, может находится  в пути без понижения качества. Его продолжительность зависит от вида и качества груза. Он определяется отправителем и указывается в перевозочных документах, в «Удостоверении о качестве» или в «Сертификате качества» груза.

Предельный (допустимый) срок доставки заполняется на основании ППГ.

Уставной срок доставки – заполняется по результатам расчетов, определяется по формуле:

              ТУСТ = !Синтаксическая ошибка, F+ tД , где              (1.1)

      L - расстояние от начальной станции до конечной,  км (L=1798 км);

      V - скорость передвижений, км/сут (400 км/сут)

     tДоп - дополнительное время, включающее в себя погрузку, выгрузку ( 2 суток), время следования через московский узел ( 1 сутки):

tДоп = 2 +1 = 3 суток.

ТУСТ = + 3 = 8 суток

По таблице произведем выбор подвижного состава для перевозки заданных грузов.

Таблица 1.1 – Выбор типа подвижного состава для перевозки скоропортящихся грузов.

1.3. Определение размеров погрузки

Количество вагонов для перевозки каждого вида груза определяется:

, ваг./секц., где

      Р – процент груза от общего грузопотока;

      Gi – годовой грузопоток, тыс.т;

      V – погрузочный объем вагона, м3;

      - погрузочный вес груза, т/м3.

В качестве примера приведем расчет для свежих овощей:

P = 20%; VАРВ = 88 м3;  = 0,34 т/м3, грузоподъемность АРВ– 40 т.

вагонов.

Таблица 1.2.Расчёт потребного количества вагонов