Вивантажувальний комплекс з вантажною залізничною станцією для приймання масової сировини

Реферат: Винахід належить до промислового транспорту. Вивантажувальний комплекс з вантажною залізничною станцією для приймання масової сировини включає стрілкові переводи, які формують непарну і парну горловини, які утворюють колії приймально-відправного парку, зокрема спеціалізовані для приймання і технологічного простою навантажених маршрутів, і сполучені з ними послідовно колії насуву, вагоноперекидачі і колії накопичення порожніх вагонів. Спеціалізовані колії для приймання і технологічного простою навантажених маршрутів об'єднані стрілковими вулицями і через перехресний з'їзд сполучені з коліями насуву, а корисна UA 107628 C2 (12) UA 107628 C2 довжина колій насуву встановлена відповідно до певного виразу. Технічним результатом є підвищення переробної здатності станції. UA 107628 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до промислового транспорту, є системою взаємодіючих пристроїв, призначених для використання на вивантажувальних комплексах, що включають в свій склад багатофункціональну вантажну залізничну станцію, приймають на підприємство (наприклад, агломераційну фабрику) масову сировину. При цьому вантажна станція виконує також функції з підбору і передачі виробничим цехам порожніх вагонів під завантаження готової продукції, повернення надлишків порожняку на зовнішню мережу та ін. Відомі технічні рішення по вивантажувальних комплексах з вантажною станцією підприємств, які розглядаються як технологічна лінія з прийому і вивантаження маршрутів з сировиною [1, 2, 3]. Вони містять стрілкові переводи, створюючи непарну горловину (при тупиковій схемі) або непарну і парну горловину (при крізній схемі), що формують колії парку прийому (ПП) або приймально-відправного парку (ПВП), які є транспортною ланкою лінії, а також колії насуву, вагоноперекидачі і колії накопичення порожніх вагонів, що представляють її вантажну ланку. Відома схема вивантажувального комплексу з вантажною станцією [1], розташованих безпосередньо біля виробничого об'єкта, що переробляє сировину, зв'язаних сполучною колією з сортувальною станцією. Вони були призначені для прийому і вивантаження обмеженого вагонопотоку (до 75-100 вагонів на добу), подачею сировини групами вагонів по 10-20 одиниць, а також щодо рівномірною подачею сировини з сортувальної станції. Такий вивантажувальний комплекс з вантажною станцією включає: колії прийому груп навантажених вагонів з сортувальної станції, тупикові колії насуву, вагоноперекидачі, колії накопичення і відправлення порожніх вагонів на сортувальну станцію. Недоліками вказаної схеми є: обслуговування кожного вагоноперекидача незалежним шляхом прийому навантажених вагонів і шляхом насуву; тупикова конструкція колій насуву з поворотним напрямом подачі вагонів на вагоноперекидач; обмежена корисна довжина тупикових колій насуву. По відомій схемі [2] вивантажувальний комплекс безпосередньо примикає до сортувальної станції металургійного комбінату і розташовується паралельно паркам станції, а його тупикові колії з'єднуються з парком прийому (ПП) через парну горловину. Він включає сполучну колію з ПП станції, колії насуву тупиковий конструкції, вагоноперекидачі, колії накопичення порожніх вагонів з виходом на колії парку відправлення порожніх вагонів (ПВПВ) сортувальної станції. Недоліками даної схеми є: необхідність використання для обслуговування вагоноперекидачів колій парку прийому (ПП) і заняттям парної горловини сортувальної станції; тупикова конструкція колій насуву з поворотним напрямом подачі вагонів на вагоноперекидач; обмежена корисна довжина тупикових колій насуву. Найбільш близьким технічним рішенням, яке прийняте за прототип, є відома схема [3], об'єднуюча вивантажувальний комплекс з багатофункціональною вантажною станцією. Така станція, разом з прийомом масової сировини із зовнішньої мережі, виконує функції підбору і передачі порожніх вагонів виробничим цехам під завантаження готової продукції, формування і передачі на зовнішню мережу надлишків порожніх вагонів різних операторів-перевізників, а також прийом і вивантаження вагонів з металовмісними відходами виробничих цехів для утилізації в агловиробництві. Відповідно до вказаної схеми вантажна станція включає приймально-відправний парк (ПВП) і, розташований паралельно з ним, сортувальний парк (СП). Вивантажувальний комплекс розміщується безпосередньо в ПВП, як технологічна лінія для прийому і вивантаження маршрутів з сировиною. Він включає спеціалізовані колії ПВП для прийому маршрутів, а також, розташовані послідовно з ними, колії насуву, вагоноперекидачі і колії парку накопичення порожніх вагонів. При цьому, конструкція вузла сполучення спеціалізованих колій з коліями насуву передбачає вихід на обидві колії насуву тільки середньої колії. Решта спеціалізованих колій попарно пов'язана тільки з однією з колій насуву. Колії насуву мають обмежену корисну довжину, яка прийнята без належного технічного обґрунтування. Відповідно до прийнятої схеми спеціалізовані колії приймально-відправного парку включені в непарну горловину станції, а вихід колій парку накопичення порожніх вагонів, - в парну горловину. У зв'язку з вказаним транспортне обслуговування вивантажувального комплексу (прийом навантажених маршрутів, всі перестановки навантажених маршрутів і груп вагонів, пов'язані з вимогами фабрики за якістю сировини, постановка груп вагонів в гаражі розморожування та їх подача на вивантаження після розморожування та ін.) проводиться через горловину станції (переважно непарну), одночасно з виконанням інших її функцій. 1 UA 107628 C2 5 10 15 20 25 Таким чином, за наявності ряду достоїнств (компактне розміщення технічних пристроїв, концентрація станційної роботи та ін.), конструкція технологічної лінії з прийому і вивантаження маршрутів, що включає спеціалізовані колії ПВП (транспортна ланка) і вивантажувальний комплекс (вантажна ланка) у прийнятого прототипу характеризується істотними недоліками, що ускладнюють її роботу в експлуатації. Вони полягають в тому, що одночасне транспортне обслуговування вивантажувального комплексу, а також виконання інших функцій вантажної станції призводить до значного завантаження її технічних пристроїв (горловини і колій ПВП). У складних експлуатаційних умовах (при згущуванні інтервалів прибуття маршрутів), завантаження технічних пристроїв досягає граничних значень, а в окремі періоди призводить до блокування роботи всієї станції. Дане положення пов'язане з тим, що у прототипі технічні рішення по конструкції вузла сполучення спеціалізованих колій ПВП з прийому маршрутів з вантажем (транспортна ланка) і колій насуву (вантажна ланка) прийняті без належного обґрунтування техніко-експлуатаційних параметрів. Тому, у зв'язку з динамікою перевізного процесу, що посилилася, на вантажних станціях вивантажувальних комплексів металургійних підприємств, що приймають масову сировину, значно зросли простої вагонів зовнішнього парку, що призводить до істотного зростання транспортних витрат і відчутних виробничих втрат. У основу винаходу поставлено задачу удосконалити конструкцію технологічної лінії з прийому і вивантаження сировини вивантажувального комплексу підприємства з вантажною станцією, що приймає масову сировину. Для вирішення поставленої задачі у вивантажувальному комплексі з вантажною залізничною станцією, що приймає масову сировину, що включає стрілкові переводи, що формують непарну і парну горловини, що створює колії приймально-відправного парку, зокрема спеціалізовані, для прийому і технологічного простою навантажених маршрутів, і сполучені з ними послідовно колії насуву, вагоноперекидачі і колії накопичення порожніх вагонів, відповідно до винаходу, спеціалізовані колії об'єднані стрілковими вулицями і через перехресний з'їзд сполучені з коліями насуву, а корисна довжина колій насуву встановлена відповідно до виразу: ln  30 35 40 45 50 55 n в  lв , м, (1) Nв де ln - корисна довжина колій насуву, м; n в - кількість вагонів в причіпній частині маршруту з сировиною, відповідною по масі брутто ваговій нормі, прийнятій для прилеглої ділянки магістральної залізниці, од.; lв - довжина вагона для перевезення сировини по осях автозчеплень, м; Nв - кількість вагоноперекидачів вивантажувального комплексу, од. Таке рішення дозволить оптимізувати конструкцію і параметри технологічної лінії з прийому і вивантаження маршрутів з вантажем і забезпечить підвищення ефективності взаємодії її транспортної і вантажної ланок. Реалізація запропонованого рішення дозволить істотно знизити завантаження непарної горловини і колій приймально-відправного парку вантажної станції і підвищити її переробну здатність. Для вирішення поставленої задачі проведені дослідження роботи вивантажувального комплексу з вантажною станцією аглофабрики крупного металургійного комбінату, прийняті за прототип [3, 4, 5]. При проведенні досліджень був прохронометрований процес прийому і вивантаження 196 маршрутів з сировиною у складі 10,4 тис. вагонів, що дозволило встановити наступне. Відповідно до принципу потокової провідною ланкою технологічної лінії з прийому і вивантаження маршрутів є вантажна ланка. Вона представляє детерміновану систему, виходи якої (потік порожніх вагонів, що виходить) однозначно визначається її входом (числом вагонів, що надходить, з вантажем з транспортної ланки). В зв'язку з цим переробна здатність вантажної ланки, а, отже і технологічної лінії в цілому, встановлена по плановій виробничій потужності аглофабрики і визначається експлуатаційною продуктивністю двох роторних вагоноперекидачів та складає 420-450 вагонів на добу. При ваговій нормі поїздів прилеглої ділянки магістральної залізниці, що складає масу брутто 55-56 вагонів з сировиною, вантажна ланка здатна переробити на добу не більше 8 маршрутів з розрахунковим інтервалом прибуття, що становить 2,8-3,2 години. Специфічна особливість роботи вантажної ланки полягає в тому, що при двох вагоноперекидачах маршрут, у складі 55-56 вагонів, перед вивантаженням ділять на три групи вагонів (22+22+11/12). Вказане обумовлене тим, що корисна довжина колій насуву прийнята відповідною довжині групи вагонів в кількості 22 од. 2 UA 107628 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Таке розділення покладене в основу проектної технології прийому і вивантаження маршруту з сировиною в штатному режимі роботи вантажної станції. Вона передбачає пряму подачу двох груп вагонів (22+22) на вагоноперекидачі. Третя група займає спеціалізовану колію ПВП транспортної ланки в очікуванні прибуття і переробки наступного маршруту, потім об'єднується з його третьою групою і подається на вагоноперекидач. Певний період, завдяки стабільності виробництва і відносно рівномірному підведенню маршрутів з сировиною із зовнішньої мережі вивантажувальний комплекс з вантажною станцією працювали за проектною технологією і переробляли плановий вагонопотік (до 450 вагонів на добу). При цьому тривалість циклу переробки маршруту в штатному режимі складала близько 5,3 години, а технологічний простій (міжопераційні очікування) мали місце тільки для третьої групи вагонів (11 одиниць) і складав приблизно 2,2 години. Вказані показники забезпечували роботу технологічної лінії в рамках заданої норми простою вагонів зовнішнього парку (ЗП). З переходом до ринку і в періоди кризи посилилася аритмія виробничого процесу підприємства, що привело до розузгодження ритмів роботи виробництва і транспорту. Одним з найбільш негативних наслідків вказаного з'явилися значні коливання інтервалів прибуття маршрутів з сировиною із зовнішньої мережі. В зв'язку з цим, технологічна лінія з прийому і вивантаження маршрутів з сировиною працює в даний час за трьома схемами, які характеризуються наступними ознаками [3, 4, 5]: а) застосовується проектна технологія переробки маршрутів, вивантажувальний комплекс і станція працюють в штатному режимі, що передбачає подачу двох груп вагонів (22+22 од.) на вагоноперекидачі. Третя група чекає прибуття наступного маршруту, об'єднується з його третьою групою і подається на вагоноперекидач. По схемі переробляється тільки 18-20 % загального вагонопотоку; б) проектна технологія переробки маршрутів деформована, станція переходить на нештатний режим роботи. Прямою подачею вивантажується тільки одна група вагонів (22 од.). Останні чекають звільнення вагоноперекидачів в транспортній ланці. По схемі переробляється 28-30 % загального вагонопотоку; в) проектна технологія переробки втрачає своє значення, станція працює в нештатному режимі. Всі три групи вагонів чекають звільнення вагоноперекидачів в транспортній ланці і на коліях приймально-відправного парку. По схемі переробляється основна частина або 50-55 % загального вагонопотоку. В результаті досліджень встановлено, що технологічна лінія вивантажувального комплексу і вантажної станції основну частину часу (до 80 %) працює в перехідному і нештатному режимах, а інтервали прибуття маршрутів в переважаючому значенні складають від 0,5 до 2-2,5 годин. При цьому, транспортна ланка в штатному режимі переробляє за добу 7-9 маршрутів, а в нештатному - 10-14 маршрутів. В той же час вантажна ланка в обох випадках вивантажує тільки 8 маршрутів. Таким чином, транспортна ланка, на відміну від вантажної ланки, є імовірнісною системою, виходи якої (потік вагонів, що виходить, на вивантаження) не визначаються її входами (вагонопотік, що надходить, із зовнішньої мережі). У зв'язку з вказаним, робота технологічної лінії з прийому і вивантаження маршрутів в умовах нештатного режиму істотно ускладнюється. Основні техніко-експлуатаційні показники функціонування технологічної лінії при різних режимах роботи вантажної станції наводяться в таблиці. 3 UA 107628 C2 Таблиця Техніко-експлуатаційні показники роботи технологічної лінії з прийому і вивантаження маршрутів №№ п/п 1 2 5 10 15 20 25 30 35 40 Найменування показників Вим. Загальна тривалість циклу переробки маршруту Тривалість циклу переробки маршруту в транспортній ланці зокрема: - технологічний простій, зокрема по групах вагонів - 1-а група (226) - 2-а група (226) - 3-а група (116) Показники роботи технологічної лінії перехідний і штатний режим нештатний режим 5,3 7,4-9,9 3,5 5,6-8,1 2,1 4,0-6,6 2,1 --2,2 2,0-4,4 4,0-6,6 год. год. Таким чином, в умовах перехідного і особливо нештатного режимів роботи зростання загальної тривалості циклу переробки маршруту в 1,6-2,3 разу відбувається за рахунок збільшення тривалості циклу в 1,9-3,1 разу в транспортній ланці. При цьому, зростання загальної тривалості технологічного простою маршруту (55 вагонів), складова в транспортній ланці при нештатному режимі 218 ваг. год., формується за рахунок простою третьої групи (11 вагонів), що досягає 73 ваг. год. або майже 34 %. Необхідність багатократної переробки третьої групи вагонів в період технологічного простою додатково вимагає на маршрут: локомотивного часу до 1,0 лок. год., заняття колій ПВП на 2,54,0 години, завантаження непарної горловини на 3-5 %. В цілому об'єм додаткової маневрової роботи вантажної станції, пов'язаний з переробкою третьої групи вагонів, зростає на 12-15 %, а в найбільш складних умовах нештатного режиму роботи - на 18-20 %. Таким чином, підвищення ефективності роботи технологічної лінії, а, отже, вивантажувального комплексу і багатофункціональної вантажної станції пов'язано з необхідністю ділення маршруту перед вивантаженням на число груп вагонів, кратне числу вагоноперекидачів. З цією метою корисна довжина колій насуву повинна встановлюватися по виразу (1). Іншим істотним недоліком технологічної лінії прийому і вивантаження маршрутів, який формує достатньо великий об'єм додаткової маневрової роботи вантажної станції, є недосконалість конструкції вузла сполучення спеціалізованих колій ПВП з коліями насуву, тобто ланок технологічної лінії. Технологічний процес виробництва агломерату вимагає попередньої підготовки шихти строго заданої якості (за вмістом заліза, інших компонентів, їх фізико-механічним властивостям та ін.). Тому сертифікати якості металовмісної сировини аглофабрика отримує відразу після відвантаження сировини з гірничо-збагачувального комбінату-постачальника і має оперативну інформацію по кожному маршруту. Дослідження показують, що на цій основі аглофабрика здійснює оперативне управління порядком вивантаження маршрутів. Інакше кажучи, послідовність вивантаження маршрутів визначається насамперед якістю металовмісної сировини, потрібної в даний момент часу для усереднювальних складів. В зв'язку з цим, для даних вивантажувальних комплексів вантажних станцій має місце проблема, пов'язана з необхідністю зміни черговості вивантаження маршрутів: пропуском маршруту, що вимагає першочергового вивантаження і звільнення для цієї мети спеціалізованої колії, зайнятої маршрутом, що раніше прийшов; перестановки маршрутів на коліях спеціалізованого парку з метою вивантаження маршрутів на інших вагоноперекидачах; відстою раніше прибулих маршрутів, при необхідності з перестановкою на колії приймально-відправного парку та ін. Встановлено, що необхідність реалізації таких заходів виникає приблизно до 15 разів на місяць і вимагає додаткового часу роботи маневрових тепловозів, заняття путніх ємкостей технологічної лінії, завантаження непарної горловини і колій приймально-відправного парку. В цілому об'єм додаткової маневрової роботи вантажної станції, пов'язаний з управлінням якістю 4 UA 107628 C2 5 10 15 20 25 30 сировини в транспортній ланці, зростає на 3-5 %, а в найбільш складних умовах нештатного режиму роботи - на 7-9 %. Основною причиною даного положення є недосконалість конструкції вузла сполучення спеціалізованих колій ПВП з коліями насуву, оскільки унеможливлюється подачі груп вагонів з кожного з цих колій на кожну колію насуву, а всі пересування повинні здійснюватися переважно через непарну горловину. Приведені дані підтверджують, що конструкція і найважливіші параметри технологічної лінії вивантажувального комплексу і вантажної станції, прийнятих за прототип, приводять до істотного зростання об'ємів додаткової маневрової роботи, збільшенню завантаження непарної горловини до граничних значень (92-95 %), зайнятості спеціалізованих колій до 80-90 %, а колій приймально-відправного парку додатково на 15-25 %. Дане положення призводить до значного зростання тривалості простою вагонів і транспортних витрат і виробничих втрат. Конструктивна схема вивантажувального комплексу підприємства з вантажною станцією, що приймають масову сировину, що відповідає сучасним виробничим вимогам, представлена на рисунку. Вона містить: 1 - стрілкові переводи, що формують непарну горловину; 2 - приймальновідправний парк; 3 - сортувальний парк; 4 - спеціалізовані колії ПВП з прийому маршрутів з вантажем із зовнішньої мережі; 5 - стрілкові вулиці; 6 - перехресний з'їзд; 7 - сполучні колії з парною горловиною; 8 - з'їзди на колії насуву; 9 - колії насуву; 10 - вагоноперекидачі; 11 - колії накопичення порожніх вагонів; 12 - стрілкові переводи, що формують парну горловину. Технологічна лінія з прийому і вивантаження маршрутів включає позиції: 1, 4, 5, 6, 7 (транспортна ланка) і 8, 9, 10, 11 (вантажна ланка). Робота вивантажувального комплексу підприємства з вантажною станцією, що приймають масову сировину, здійснюється таким чином. Навантажені маршрути через стрілкові переводи непарної горловини (1) приймаються на спеціалізовані колії ПВП (4), призначені для проведення технічного і комерційного прийому вагонів з вантажем, а при необхідності і технологічного простою. Після їх завершення маршрут, групами вагонів, число яких встановлюється по наведеній вище умові, послідовно, по будь-якій із стрілкових вулиць (5), через перехресний стрілковий перевід (6), по відповідній сполучній колії (7) і з'їзду (8), передаються на будь-яку колію насуву (9) для вивантаження на вагоноперекидачі (10). У існуючих експлуатаційних умовах (при nв=56 од., lв=13,92 м і Nв=2) корисну довжину колій насуву слід прийняти рівною: lп  35 40 45 50 55 13,92  56  389,76  390 м або 28 вагонів, N замість тої, що має місце у прототипі, lп м або 22 вагони. Після вивантаження на вагоноперекидачі вагони збираються на коліях накопичення (11) і періодично, через стрілкові переводи парної горловини (12), прямують на виконання подальших операцій. Пропонована схема передбачає: - з'єднання кожної спеціалізованої колії ПВП (4) з кожною колією насуву (9); - встановлення корисної довжини колій насуву (9), виходячи з кратності відношення довжини причіпної частини маршруту з сировиною до числа вагоноперекидачів (вираз 1); - виконання додаткового об'єму маневрової роботи, пов'язаного з обслуговуванням вагоноперекидачів (10), із спеціалізованих колій ПВП (4) через стрілкові вулиці (5), перехресний з'їзд (6) і сполучні колії (7), не завантажуючи непарну горловину вантажної станції. Дослідження показують, що пропонована оптимізація конструктивної схеми вивантажувального комплексу підприємства з вантажною залізничною станцією, що приймають масову сировину, забезпечить підвищення переробної здатності вантажної станції на 12-14 %. Джерела інформації: 1. Дегтяренко В.М. Транспортні вузли промислових районів. Підручник для вузів. - М.: Стройиздат, 1974. - 303 с (рис. 169). 2. Залізничні станції і вузли / В.М. Акулінічев, М.В. Правдін, В.Я. Болотний, I.E. Савченко; Під ред. В.М. Акулінічева. Підруч. для вузів ж.д. трансп. - М.: Транспорт, 1992. - 180 с (рис. 11.16, г). 3. Парунакян В.Е. Оцінка переробної здатності вантажної станції підприємства з урахуванням динаміки процесу переробки вагонопотоку / В.Е. Парунакян, В.О. Бойко // Вісник СНУ ім. В. Даля. - Луганськ: Вид-во СНУ ім. В. Даля. - 2012. - № 4 (175). - С. 206-215. 5 UA 107628 C2 5 4. Парунакян В.Е. Моделювання процесу переробки вагонопотоку вантажної станції з урахуванням дії динамічних чинників / В.Е. Парунакян, В.О. Бойко // Вісник СНУ ім. В. Даля, Луганськ: Вид-во СНУ ім. В. Даля. - 2011. - № 12 (166). - С. 174-185. 5. Парунакян В.Е. Дослідження динаміки процесу переробки вагонопотоку вантажної станції металургійного комбінату / В.Е. Парунакян, С.П. Десятський, В.О. Бойко // Захист металургійних машин від поломок: Зб. наук. пр. - Вип. 13. - Маріуполь, 2011. - С. 71-84. 6. Балашов A.I. Виробничий менеджмент (організація виробництва) на підприємстві. - СПб.: Пітер. 2009. - 160. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 Вивантажувальний комплекс з вантажною залізничною станцією для приймання масової сировини, що включає стрілкові переводи, які формують непарну і парну горловини, які утворюють колії приймально-відправного парку, зокрема спеціалізовані для приймання і технологічного простою навантажених маршрутів, і сполучені з ними послідовно колії насуву, вагоноперекидачі і колії накопичення порожніх вагонів, який відрізняється тим, що спеціалізовані колії для приймання і технологічного простою навантажених маршрутів об'єднані стрілковими вулицями і через перехресний з'їзд сполучені з коліями насуву, а корисна довжина колій насуву встановлена відповідно до виразу: n в  lв , м, Nв 20 ln  25 де ln - корисна довжина колій насуву, м; n в - кількість вагонів в причіпній частині маршруту з сировиною, відповідною по масі брутто ваговій нормі, прийнятій для прилеглої ділянки магістральної залізниці, од.; lв - довжина вагона для перевезення сировини по осях автозчеплень, м; N в - кількість вагоноперекидачів вивантажувального комплексу, од. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6