CC BY
59
расстояние между штабелями а, м
а)
0.3
0.2
(я
(U
К ЯГ к -е--е*
о
и
ж
и 111
О
£
\ \\ у \\
\ V. \>; (р = ОД ■* / о. '■ч< 1 2 3
" -- * ■■ ^ ■',4, ^ '***-••. ..7
1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
расстояние между штабелями d, м
б)
Рис. 7 - Зависимость доли лучистой энергии от расстояния: а) - между широкими гранями Н х 21 штабелей; б) - между торцевыми гранями Н х А штабелей; 1 - Н=4м, 2 - Н=3м, 3 - Н=2м; 21 =10м, А=0,7м
Из Рис. 7 можно оценить условия, при которых влияние соседних штабелей для их различных высот становится существенным (Таб. 1). Будем считать влияние существенным, если степень экранирования pF1,F2 > 0,1. Результаты оценки условий существенного влияния соседних штабелей представлены в таблице 1.
Таблица 1
Н, м Расстояние между штабелями
Рис. 8 (а) Рис. 8 (б)
2 a < 6,5 м d < 1,7 м
3 a < 8,5 м d < 2,1 м
4 a < 10,0 м d < 2,3 м
В реальных условиях расстояние между соседними штабелями находится в пределах от 1 до 1,5 м, а значит тепловое взаимовлияние соседних штабелей будет существенным.
Система уравнений (1) - (5) решена численным методом конечных разностей с использованием явной схемы аппроксимации. Алгоритм расчета реализован в виде компьютерной программы.
Таким образом, разработана математическая модель, в которой учитывается тепловое влияние соседних штабелей на процесс охлаждения рассматриваемого штабеля. Выполнен анализ влияния геометрии штабеля и расстояния между соседними штабелями на степень экранирования излучения от рассматриваемого штабеля соседним штабелем.
Литература
1. Ключников А.Д., Иванцов Г.П. Теплопередача излучением в огнетехнических установках (инженерные решения задач). -М., 1970. - 400с.
References
1. Kluchnikov AD, GP Ivantsov Heat transfer by radiation in ognetehnicheskih installations (engineering problem solving). - M.,
1970 - 400c.
Широков А.П ', Еременко Е.А. 2
'Кандидат педагогических наук, доцент, 2Студент, Дальневосточный государственный университет путей сообщения СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕСТНОЙ РАБОТЫ НА ПРИПОРТОВОЙ СТАНЦИИ
Аннотация
В настоящее время, в период роста объемов перевозок и увеличения числа угольных маршрутов, направленных на экспорт в страны Азиатско-Тихоокеанского региона, существует острая проблема в обеспечении эффективной работы станции. Для 55
55
этого, в статье рассмотрен ряд эксплуатационных показателей за последние 7 лет работы станции Находка, выявлены узкие места во взаимодействии станции с Находкинским морским торговым портом, а именно увеличение простоя местного вагона. По результатам анализа предложен ряд мероприятий для нормализации работы станции и уменьшения временных и денежных издержек.
Ключевые слова: эксплуатационные показатели станции, местные вагоны, простой местного вагона, экспорт, грейферная выгрузка, вагоноопрокидыватель, оптимальная очередность подач.
Shirokov A.P. ', Eremenko E.A. 2
'Candidate of Pedagogic Sciences, docent, 2Student, Far Eastern State University of Railway Transport IMPROVEMENT OF LOCAL WORK ON PORT STATION
Abstract
At present, during the traffic volume growth and coal export routs increase to Asian-Oceanian countries, there is a pressing problem of effective operation of the railway station. To solve it, the article describes some operating characteristics of Nakhodka railway station for the last 7 years, and some bottlenecks of the cooperation with Nakhodka commercial seaport, local terminal time, to be more exact. The analysis results suppose a range of actions to improve the railway station operation and to decrease time and money loss.
Key words: railway station operating standards, local cars, local terminal time, export, grab discharge, car dumper, optimal sequence of carload delivery
Местные вагоны - это вагоны, прибывающие на станцию под выгрузку, погрузку, перегрузку, сортировку груза. [1]
Простой местного вагона является важным эксплуатационным показателем работы станции. Его превышение приводит к затруднению нормальной работы станции, снижает пропускную способность станции и способствует повышению оборота вагона и рабочего парка вагонов.
В настоящее время, в период бурного развития Дальнего Востока, из-за смещения экономических интересов России на восток, происходит увеличение объемов перевозок грузов, направленных на экспорт в страны Азиатско-Тихоокеанского региона.
Особая роль в обеспечении перевозочного процесса на железных дорогах отводится сортировочным станциям. На них сосредоточена основная часть технической работы с грузовыми поездами, а также выполняется грузовая работа. На сортировочных станциях вагоны находятся более 50% времени оборота. В связи с этим, основным резервом в его сокращении является совершенствование технологии ее работы.
Значимую роль, особенно в перспективе, будет играть Находкинский транспортный узел, как большой логистический центр. В этой связи, крайне важно, чтобы все участки этого транспортного узла работали в полном объёме, максимально эффективно. Созрела необходимость проведения серьёзного анализа одного из важнейших составляющих Находкинского транспортного узла -взаимодействие станции Находка с Находкинским морским торговым портом, являющимся на сегодняшний день одним из самых важных по грузообороту.
В целях выявления «узких» мест во взаимодействии станции Находка с Находкинским морским торговым портом, выполнен анализ работы станции за 7 лет по выполнению следующих показателей: погрузка в сутки, ваг; выгрузка в сутки, ваг; рабочий парк вагонов, ваг/сут.; расформирование горкой в сутки, ваг/сут.
В последние годы наблюдается снижение погрузки на станции и увеличение объемов выгрузки. Это объясняется тем, что станция является припортовой и большинство грузов прибывает на экспорт. После выгрузки, большая часть вагонов отправляется со станции в порожнем состоянии.
За 7 лет работы станции наблюдается значительный рост среднесуточной выгрузки с 152 по 223 вагонов.
Динамика изменения выгрузки показана на рисунке 1.
250
200
150 •
100 50 0
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014
Рис. 1 - Выгрузка в сутки, ваг
Общая выгрузка станции состоит из выгрузки вагонов, прибывших в адрес станции и для перевалки на экспорт.
За весь рассматриваемый период число вагонов, прибывающих в адрес станции, остается на одном уровне и не проявляет тенденции к росту, в то время как объем выгрузки для перевалки на экспорт ощутимо растет, что особенно заметно по такому виду груза, как уголь.
Это можно связать с особым увеличением грузооборота порта в эти месяцы. ЕВРАЗ Находкинский морской торговый порт в сентябре 2014 года поставил рекорд грузооборота за весь постперестроечный период. За первый осенний месяц в порту было перевалено более 914 тысяч тонн грузов. Рост показателей достиг почти 27% (в сентябре 2013 года грузооборот составлял около 722 тыс. тонн). 22 сентября был установлен рекорд суточной выгрузки - 293 полувагона с углем. (на два терминала). [6]
Стратегия развития угольной отрасли в России предполагает рост добычи и увеличение экспорта, что влечет за собой повышение объемов перевозимого угля в целом по стране. На сегодняшний день основное повышение происходит в Приморском крае, из-за смены экспортных ориентиров поставки угля от Европы, к странам Азиатско-Тихоокеанского региона. [2]
В последнее время было проведено множество переговоров и заключено значительное количество контрактов со странами АТР, в первую очередь, с КНР и Японией. Заключены долгосрочные контракты на поставку ресурсов.
В 2011 году в Японии произошла крупная катастрофа на АЭС «Фукусима-1» [3], что привело к резкому снижению потребления атомной электроэнергии и необходимости искать альтернативные источники. В условиях сильной зависимости от 56
56
теплоэлектростанций по причине остановки работы АЭС были увеличены объемы закупок угля российского производства. За последние два года Япония увеличила импорт российского угля в два раза. [2]
Китай сохраняет темпы роста экономики и производства, достигнутые за последние 10 лет, что так же приводит к увеличению потребления угля российского производства.
При сохранении существующих тенденций роста потребность в угле стран Азиатско-Тихоокеанского региона будет расти в геометрической прогрессии, и к 2020 году объемы перевозок могут возрасти.
Таким образом, Находкинский морской торговый порт переориентирован на такой вид груза, как уголь.
Увеличение объемов перевозок экспортного груза, поступающего в адрес Находкинского морского торгового порта, привело к проблемам нормальной работы станции Находка и всего региона в целом. На протяжении последних 7 лет работы станции происходит повышение такого показателя, как простой местного вагона. По отчётным данным простой местного вагона был превышен относительно нормативных параметров.
В целях обнаружения причин, сказывающихся на увеличение данного показателя, был проведен детальный анализ простоя местного вагона по элементам и построена диаграмма Парето, представленная на рисунке 2. Проведенный анализ выявил, что наибольшее время приходится на период от прибытия до подачи - 45,8%, на грузовые операции - 17,6%, от окончания выполнения грузовых операций до отправления - 36,6%.
35 30 25 20 15 10 5 0
средний простой одного вагона, ч И проценты
100,00%
90,00%
80,00%
70,00%
60,00%
50,00%
40,00%
30,00%
20,00%
10,00%
0,00%
Накопление на Подача грузовых Накопление на Под грузовыми Уборка грузовых Операции по Операции по подачу вагонов отправление операциями вагонов отправлению прибытию
Рис. 2 - Диаграмма Парето
По степени влияния все факторы разбиты на две группы. В группу А попали: время накопления на подачу, время на подачу грузовых вагонов, время накопление на отправление, простой под грузовыми операциями, время на уборку грузовых вагонов. Проанализировав каждый элемент, выявлено, что на элементах 2,4,5 произошло завышение существующего времени на выполнение операций к нормативному.
Для выявления факторов, воздействующих на данные элементы, строится причинно-следственная диаграмма Исикавы, демонстрирующая иерархию и взаимозависимость всего комплекса факторов, приводящих к увеличению простоя местного вагона. Причинно-следственная диаграмма Исикавы приведена на рисунке 3.
Рис. 3 - Основные причины завышения простоя местного вагона
Одной из важных причин, по которой происходит завышение простоя местного вагона, является накопление вагонов в адрес одного получателя - «ЕВРАЗ Находкинский морской торговый порт». Так, в адрес грузополучателя ОАО «ЕВРАЗ Находкинский морской торговый порт», среднесуточное наличие экспортного груза по станции Находка на сегодняшний день составляет 507 вагонов, при средней ежесуточной выгрузке - 191 вагона. [4]
На станции происходит накопление экспортного груза, что, в свою очередь, затрудняет передачу вагонов с одного маневрового района в другой для дальнейшего формирования к отправлению. Невостребованные к выгрузке вагоны в значительной степени парализует маневровую работу станции.
Так же рост простоя местного вагона несет за собой увеличение таких показателей, как рабочий парк вагонов и оборот вагона.
57
В связи с этим, можно предположить, что при дальнейшей неизменной работе станции, простой местного вагона и накопление вагонов в адрес «ЕВРАЗ Находкинский морской торговый порт» будет с каждым годом увеличиваться, и приведет к еще большим проблемам нормальной работы станции и всего региона в целом.
Для предотвращения дальнейшего увеличения простоя местного вагона и нормализации работы станции предлагается ввести ряд мероприятий:
- Увеличение количества и длины существующих путей на станции и в порту;
- Оптимизация очередности подач и уборок;
-Увеличение мощностей выгрузочных устройств порта.
Увеличение количества и длины существующих путей на станции и в порту не предоставляется возможным, так как станция и порт находится в черте города, и отсутствует достаточное количество места под их расширение.
Понижение продолжительности нахождения местных вагонов на станции можно достичь определением и вводом оптимального числа подач и уборок вагонов на Находкинский морской торговый порт.
Чем больше подач-уборок местных вагонов при определенном суточном вагонопотоке, тем меньше общий простой этих вагонов на станции за счет сокращения простоя под накоплением, времени на подачу-уборку, но больше потребности в маневровых средствах.[5]
Очередность подач можно представить, как функцию от трех параметров:
O = f (Кп - у , К-у , тп-у )
, где Кп-у - количество подач уборок на подъездные пути необщего пользования; tn-у - время, затрачиваемое на подачу,
уборку; тп_у - количество вагонов в одной подаче.
Оптимальное число подач-уборок может быть определено по условию технико-экономической целесообразности и является функцией от 11 параметров:
Кп-у = f (C
C C
в-ч’ л-ч’ м
'tп-у ? псут ? 1'ваг ? Lфр '
Т.
гр.оп
Ябр ’ Q6p ’ тп-у )
При следующих ограничениях:
-по длине фронта погрузки-выгрузки
тп - у * f ( Каг > 1фр )
-по силе тяги маневрового локомотива
тп-у * f (Ябр > Q6p )
-по норме времени на выполнение грузовых операций:
т
п-у
* f (Тп
пер. раб
т
под ’
Т 1еог ± гр.оп
тфр)
При правильном определении оптимального числа подач и уборок уменьшится такой показатель, как простой местного вагона. Сокращение простоя местного вагона приведет к минимизации издержек и денежных затрат за счет сокращения вагоно-часа, локомотиво-часа, поездо-часа. Определение оптимального числа подач и уборок может привести к сокращению маневровых передвижений по станции и уменьшению денежных издержек за счет сокращения локомотиво-км маневровой работы.
В настоящее время, Находкинский морской торговый порт пользуется устаревшими технологиями, грейферной выгрузки угля. В зимнее время до 80% вагонов получают повреждения при выгрузке, и требуется дополнительное время для ремонта вагонов на путях порта, что так же ведет за собой увеличение простоя местного вагона.
Основными причинами повреждения подвижного состава являются нарушения работниками портов единых технологических процессов работы порта и станции и соответствующего госстандарта при выгрузке вагонов грейферными кранами.
В результате повреждений, полученных в процессе грузовых операций, вагон выбывает из эксплуатации для проведения ремонтных работ. В условиях дефицита полувагонов на сети российских железных дорог это является серьезной проблемой для операторов, причем не только с финансовой точки зрения, но и с точки зрения своевременного обеспечения заявок грузоотправителей. Поврежденный при грейферной выгрузке вагон нельзя восстановить до начального состояния. Деформации скапливаются, техническое состояние полувагона значительно ухудшается, из-за чего срок службы подвижного состава сокращается.
Одним из мероприятий по увеличению мощностей выгрузочных устройств и уменьшения количества повреждений, получаемых вагонами, является установка на территории Находкинского морского торгового порта вагоноопрокидывателя.
Установка данного комплекса механизации позволит:
- Снизить время на выгрузочные работы, темп выгрузки составляет до 30 вагонов в 1 час и позволит обеспечить среднюю выгрузку до 520 вагонов в сутки;
- Уменьшить количество повреждений, получаемых вагонами при выгрузке. При использовании вагоноопрокидывателя количество повреждаемых вагонов может снизиться в 2-2,5 раза;
- Сократить время простоя местного вагона под грузовыми операциями и в ожидании уборки;
- Автоматизировать процесс выгрузки.
Увеличение простоя местного вагона на станции оказывает влияние на весь регион. Происходит скопление грузовых вагонов на подъездах к разгрузочным терминалам грузовых портов, что ведет за собой остановку нормальной работы станции, а так как станция является тупиковой, то и всего региона в целом. Создаются задержки поездов на подступах к станции, которые имеют тенденцию увеличения во времени и пространстве. Бесполезный простой вагонов является отрицательным фактором как для ОАО «РЖД», так и для грузовладельцев, что ведет за собой потерю прибыли участников перевозочного процесса. Что бы это предотвратить, нужно разработать оптимальную технологию подачи и уборки вагонов, увеличить имеющиеся разгрузочные мощности и ввести современные методы разгрузки, исключающие массовую порчу вагонов и дополнительное время для их ремонта.
С учетом данной экономической ситуации, ввода санкций и увеличения стоимости одного вагоно-часа, локомотиво-часа, поездо-часа, локомотиво-км актуальность данной проблемы с каждым годом растет. Ее решение позволит нормализовать работу станции, сократить временные и денежные издержки. Сокращение простоя вагонов, поездов и локомотивов, ускорение маневровой работы влекут за собой уменьшение капитальных вложений: требуется меньше вагонов, локомотивов. Чем лучше используются технические устройства на станции и маневровые средства, тем выше производительность труда, перерабатывающая способность, надежность всех элементов станций, ниже себестоимость перевозок.
Литература
1. http://dic.academic.ru/dic.nsf/railway/1498/%D0%9C%D0%95%D0%A1%D0%A2%D0%9D%D0%AB%D0%99
2. http://expert.ru/2014/04/3/ugol/
58
3. https://rn.Mldpedia.org/wild/%D0%90%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%B8%D1%8F_%D0%BD%D0%B0_%D0%90%D0%A D%D0%A1_%D0%A4%D 1 %83%D0%BA%D 1%83%D 1%81 %D0%B8%D0%BC%D0%B0-1
4. http://deita.ru/news/economy/21.01.2015/4819499-zheleznodorozhniki-obvinyayut-v-zatorakh-na-magistralyakh-gruzopoluchateley/
5. http://studopedia.org/4-119914.html
6. http://regions.ru/news/2532889/
Жегло И. А. \ Ушаков Г. В.2
1 Аспирант, ^Кандидат технических наук, Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Г орбачева ИСТОЧНИКИ ОБРАЗОВАНИЯ ВОЛОКНИСТЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КАРТОНА И ТЕХНОЛОГИЯ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Аннотация
В статье рассмотрена ресурсосберегающая технология очистки сточных вод картонного производства и утилизации осадков, выделенных в процессе их очистки, c последующим использованием волокнистых веществ, при производстве строительных материалов.
Ключевые слова: сточные воды, волокнистые вещества, фильтр.
Zheglo I. A.1, Ushakov G. V.2
1 Graduate, 2Candidate of Technical Sciences, Kuzbass State Technical University named after T. F. Gorbachev THE SOURCES OF FIBROUS SUBSTANCES IN THE MANUFACTURE OF CARDBOARD AND TECHNIQUES FOR
THEIR USE IN CONSTRUCTION
Abstract
The article deals with the resource-saving technology of wastewater treatment and cardboard production and utilization of sediment identified in the process of cleaning them with subsequent use offibrous materials in the manufacture of building materials.
Keywords: wastewater, fibrous materials, filter.
На бумажных и картонных фабриках стоки образуются при подготовке и приготовлении исходной массы с добавкой проклеивающих веществ (глинозема, канифольного клея) и наполнителей (каолина, гипса, талька, мела, и др.); при выработке бумаги и картона; при переработке, очистке и облагораживании макулатуры [1].
Специфика работы этих предприятий такова, что они характеризуются повышенным водопотреблением. Неизбежным является образование больших объёмов отработанных сточных вод. Главной опасностью таких стоков является повышенное содержание мелкодисперсных волокнистых веществ, которые, при сбросе, отлагаются на дне водоема, придавая неприятный привкус и запах воде, что отмечается населением, живущим по берегам рек. Опасной особенностью волокон является способность забивать жабры рыб, что неминуемо приводит к их гибели.
На большинстве картонных заводов России, очистка сточных вод осуществляется на сооружениях механической и биологической очистки. Мелкодисперсные взвешенные волокна, не удаляются существующими методами, и сбрасывается в водные протоки и реки. Задержанные волокнистые вещества, сбрасывают в отвал, что приводит к повсеместному загрязнению гидросферы и земельных ресурсов, нарушает природные ландшафты, приводит к изъятию из хозяйственного оборота значительных площадей земель.
Переход от внеплощадочных очистных сооружений к цеховым системам локальной очистки, фактически являющимися частью технологического процесса, коренным образом изменяет систему водопользования на предприятии и создает реальную основу для создания оптимально-замкнутого водооборота. Это в свою очередь приведёт к снижению нагрузки на внеплощадочные очистные сооружения. Снижение нагрузки, на внеплощадочные очистные сооружения, как по гидравлике, так и по загрязнениям, позволяет многократно снизить расходы на очистку сточных вод и утилизацию отходов [2].
Перенос очистки основной части сточных вод в цеха предприятия позволяет:
• вернуть в водооборот до 80% воды, очищенной до технологически обоснованных параметров;
• уменьшить водопотребление и водоотведение;
• значительно сократить образование отходов в виде осадков первичных отстойников и избыточного активного ила;
• значительно сократить расход энергии на биологическую очистку, на обработку осадков и их утилизацию;
• сократить энергозатраты на перекачку.
Локальные системы очистки сточных вод более простые и гибкие в управлении. Для каждого вида сточной воды может быть подобрана индивидуальная технология, обеспечивающая получение наилучшего результата.
Однако при создании замкнутых систем водопотребления могут иметь место значительные затруднения, связанные в данном случае с появление на технологическом оборудовании повышенного биобрастания, пено- и накипеобразования, коррозии и других нежелательных последствий. Для устранения указанных недостатков требуется локальная очистка небольших объемов наиболее концентрированных сточных вод с применением механических и физико-химических методов их очистки [3].
Нами предложена технология доочистки воды от мелкодисперсных волокнистых примесей и использования их в качестве сырья при производстве строительных материалов. Для этой цели, по предлагаемой технологии, сточная вода подвергается очистке на фильтрах с зернистой загрузкой.
Процесс фильтрования применяют для выделения из сточных вод грубо - и мелкодисперсных примесей, не осевших при отстаивании. Фильтрование является обычно завершающей стадией очистки сточных вод, прошедших сооружения механической, физико-химической и биологической очистки.
Для осуществления процесса фильтрования могут быть использованы фильтры любой конструкции с различной загрузкой. Однако при очистке сточных вод картонного производства, применение фильтров с загрузкой из активного угля и кварцевого песка, невозможно, в виду быстрой закупорки пор загрузки мелковолокнистыми частицами, из которых состоит основная масса твердых отходов картонных предприятий.
В качестве фильтрующего материала нами предложено использовать гранулированный пористый силикатный заполнитель теплоизоляционных материалов (стеклопор), технология получения которого разработана ООО «Малое инновационное предприятия научно-технический центр «Экосистема». Выбор данной загрузки обусловлен тем, что в извлекаемый в процессе очистке воды мелковолокнистый осадок удаляется из фильтра вместе с фильтрующим материалом. Извлекаемая из фильтра смесь осадка и фильтрующего материала не сбрасывается в отвал, а используются в качестве сырья в производстве теплоизоляционных материалов.
Фильтрование производили на кассетном лабораторном фильтре, позволяющем заменять фильтрующую загрузку по мере ее заполнения осадком, на новую. Фильтр состоит из приемного резервуара очищаемой воды, кассеты с фильтрующей загрузкой и резервуара для приема очищенной сточной воды.
59
