Обоснование рационального способа транспортировки скоропортящихся грузов на направлении

 

Таким образом, на основании  формулы 5.1 определяем стандартную  холодопроизводительность

 

Для АРВ:  (Вт);

 

Для 5-ваг. ИПС:  (Вт).

 

На основании расчётов выбираем компрессор, для данной холодопроизводительности подходит 2ФУУБС18, с мощностью 10 кВт  и холодопроизводительностью 18, поршневой, бессальниковый. Компрессор – основной и наиболее сложный элемент паровой  компрессионной холодильной машины, получившей наибольшее применение на хладотранспорте. Более 90% всех компрессионных холодильных машин в России выпускают  с поршневыми компрессорами, которые  при холодопроизводительности 0,1÷300 кВт обладают следующими преимуществами перед компрессорами других типов:

 

меньше масса, габариты и  потребление энергии;

 

хорошо освоенная технология производства и меньшая трудоёмкость изготовления;

 

способность работать с более  высоким отношением давлений при  сжатии в одной ступени и на разных холодильных агентах.

 

Поршневые компрессоры отличаются большим разнообразием конструктивных форм, их классифицируют по:

 

стандартной холодопроизводительности (малые до 12 кВт, средние – от 12 до 120 кВт, крупные  - свыше 120 кВт); с  углом развала от 45 до 60

 

расположению осей цилиндров (вертикальные, горизонтальные, V-образные с углом развала цилиндров  от 60 до 90°, веерообразные с углом  развала от 45 до 60°);

 

числу цилиндров (одно-, двух-, восьми- и многоцилиндровые);

 

направлению движения хладагента в цилиндре компрессора (прямоточные  и непрямоточные);

 

назначению (в общепромышленном исполнении, экспортно-тропическом  для судовых холодильных установок, для транспорта);

 

числу ступеней сжатия (одно-, двух- и многоступенчатые);

 

степени герметичности: открытого  типа (сальниковые), бессальниковые (полугерметичные) и герметичные.

 

В условном обозначении компрессора  цифра 2 определяет модификацию, Ф –  фреоновый (хладоновый), УУ – веерообразное  расположение цилиндров, БС – бессальниковый, 18 – стандартная холодопроизводительность, охлаждение воздушное.

 

 

5.2 Расчёт и выбор конденсатора

 

В конденсаторах тепло  от хладагента отводится наружным воздухом или водой. Воздушные конденсаторы применяются во всех холодильных  установках рефрижераторного подвижного состава.

 

Конденсатор холодильной  установки ВР-1М 5-вагонной секции БМЗ  выполнен из медных труб с латунными  рёбрами. Для обдува конденсатора используется один осевой вентилятор.

 

Из конденсаторов с  водяным охлаждением наибольшее распространение получили горизонтальные кожухотрубные в стационарных установках средней и большой производительности. У них пары холодильного агента подаются в пространство между кожухом  и трубами, по которым протекает вода. Применяются также вертикальные кожухотрубные, оросительные, элементные, испарительные и другие типы конденсаторов.

 

Конденсатор холодильной  установки АРВ состоит из трёх секций, закреплённых на раме.

 

Аммиачные конденсаторы поездов  и 12-вагонных секций имеют значительно  большую поверхность и состоят  из вертикально-трубчатых секций с  оребрёнными стальными трубами, обдуваемых одним лопастным вентилятором.

 

Расчёт конденсатора сводится к определению его теплопередающей  поверхности, по величине которой конструируют или подбирают стандартные агрегаты. Наибольшая нагрузка на конденсатор  приходится на II режим, поэтому расчёт производим для II режима.

 

Прежде всего, определяем тепловую нагрузку (производительность) конденсатора (Вт) по формуле

 

Qк=Q0+1000*Nтеор (Вт)                                      (5.2)

 

где, Qк – производительность конденсатора;

 

Q0 – холодопроизводительность  брутто;

 

Nтеор – мощность компрессора,  принимаем согласно выбранному  типу компрессора 2ФУУБС18 – 10 кВт.

 

На основании формулы 5.2 определяем производительность конденсатора

 

Для АРВ: Qк=21498,6+1000*10,0=31498,6(Вт);

 

Для 5-ваг. ИПС: Qк=22175,3+1000*10,0=32175,3 (Вт).

 

После определения производительности конденсатора определяем поверхность  теплопередачи по следующей формуле

 

(м2)                                          (5.3)

 

где, Fк – поверхность  теплопередачи;

 

  К – коэффициент  теплопередачи, принимаем 30;

 

- среднеарифметическая разность  температур в начале и конце  теплообмена, °С, принимаем 7 °С.

 

Производим расчёт на основании  формулы 5.3

 

Для АРВ:  (м3);

 

Для 5-ваг. ИПС:  (м3).

 

Так как 2 комплекта, то площадь  конденсатора равна Fк/2

 

Для АРВ: Fк=150/2=75 (м3);

 

Для 5-ваг. ИПС: Fк=153/2=76,5 (м3).

 

Далее определяем общую длину  труб конденсатора по следующей                            формуле

 

(м)                                              (5.4)

 

где, L – общая длина  труб конденсатора, м;

 

d – диаметр трубы конденсатора, м, принимаем 0,02 м;

 

π – принимаем 3,14

 

На основании формулы 5.4 определяем общую длину труб конденсатора

 

Для АРВ: L=75/(3,14*0,02)=1194,6 (м);

 

Для 5-ваг. ИПС: L=76,5/(3,14*0,02)=1218,2 (м).

 

Определяем количество труб в конденсаторе на основании следующей  формулы

 

(шт.)                                            (5.5)

 

где, n – количество труб в  конденсаторе;

 

l – длина трубы конденсатора, принимаем 15 м.

 

На основании формулы 5.5 определяем количество труб в конденсаторе

 

Для АРВ: n=1194,6/15=80 (штук);               

 

Для 5-ваг. ИПС: n=1218,2/15=82 (штуки).

 

На основании расчётных  данных составляем таблицу 5.1, в которой  указываем вид подвижного состава, производительность конденсатора, поверхность  теплопередачи, длина труб, количество труб.

 

Таблица 5.1

Вид подвижного

 

состава 

Производительность 

 

конденсатора 

Поверхность

 

теплопередачи 

Длина

 

труб 

Количество

 

труб

 

АРВ 

31498,6 

150/75 

1194,6 

80

 

5-ваг. ИПС 

32175,3 

153/76,5 

1218,2 

82

 

 

Примечание: в таблице 5.1 слева  от дробной черты значение поверхности  теплопередачи 2-х комплектов, а справа от дробной черты значение поверхности  теплопередачи одного комплекта.

 

На основании данных расчётов произведенных в данной курсовой работе принимаем следующий вид  конденсатора: ВР-1М.

 

 

5.3 Расчёт и выбор испарителя

 

Испарители бывают двух типов: для охлаждения жидкости  (рассола, воды) и воздуха. В стационарных холодильных  установках применяются испарители различных конструкций, в транспортных установках – кожухотрубные для  охлаждения рассола и воздухоохладители (в 5-вагонных секциях и АРВ).

 

Расчёт испарителя заключается  в определении его теплопередающей  поверхности, определяемой по следующей  формуле

 

(м2)                                          (5.6)

 

где, Fu – поверхность теплопередачи;

 

QI0 – холодопроизводительность  установки, Вт;

 

Ku – коэффициент теплопередачи  испарителя, Вт/м2*град, принимаем 30 Вт/м2*град;

 

- средняя разность температур  между температурой воздуха в  камере и холодильным агентом,  °С, принимаем 7 °С.

 

На основании формулы 5.6 определяем теплопередающую поверхность  испарителя

 

Для АРВ:  (м2);

 

Для 5-ваг. ИПС:  (м2).

 

Определяем общую длину  труб испарителя (м) по следующей формуле

 

(м)                                           (5.7)

 

где, d – диаметр трубы, м, принимаем 0,02 м.

 

На основании формулы 5.7 определяем длину труб испарителя

 

Для АРВ:  (м);

 

Для 5-ваг. ИПС:  (м).

 

Далее выбрав длину трубы, определяем количество труб в испарителе на основании следующей формулы

 

(шт.)                                      (5.8)

 

На основании формулы 5.8 определяем количество труб в испарителе

 

Для АРВ: n=549,4/15=37 (штук);

 

Для 5-ваг. ИПС: n=573,2/15=39 (штук).

 

Исходя, из проделанных расчётов более всего для наших транспортных установок подходит следующий вид  испарителя: воздухоохладитель –  для охлаждения воздуха.

 

 

6. ОРГАНИЗАЦИЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ  РЕФРИЖЕРАТОРНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

 

6.1 Определение расстояния  безэкипировочного пробега рефрижераторного  подвижного состава

 

При эксплуатации РПС возникает  необходимость в его экипировке дизельным топливом и другими  материалами. Расстояние безэкипировочного  следования является важным эксплуатационным показателем.

 

Расстояние безэкипировочного  пробега зависит от ёмкости топливных  баков, суточного расхода топлива, маршрутной скорости, “холодных” поездов  и рефрижераторных вагонов и  определяется по следующей формуле

 

L=(G1-G2)/g*Vм; (км)                                    (6.1)

 

где, L – длина безэкипировочного  пробега;

 

G1 – полная вместимость  топливных баков, принимаем для  АРВ – 560 л; для 5-ваг. ИПС  – 5100 л;

 

G2 – резервный запас  дизельного топлива, принимаем  для АРВ – 160 л; для 5-ваг.  ИПС – 1440 л;

 

g – удельный расход  дизельного топлива, принимаем  для АРВ – 80 л; для 5-ваг.  ИПС – 720 л;

 

Vм – маршрутная скорость, км/сут, принимаем для АРВ –  700 км/сут; для 5-ваг. ИПС –  750 км/сут.

 

На основании формулы 6.1 определяем расстояние безэкипировочного  пробега

 

Для АРВ: L=560-160/80*700=3500 (км);

 

Для 5-ваг. ИПС: L=5100-1440/720*750=3812,5 (км).

 

Таким образом, расстояние безэкипировочного  пробега равно для АРВ – 3500 км, а для 5-ваг. ИПС – 3812,5 км.

 

 

6.2 Анализ организации  и технологии работы с ИПС  в процессе транспортировки СПГ

 

Экипировка рефрижераторных  вагонов эксплуатационными материалами  производиться в рефрижераторных  вагонных депо, так и на специальных  пунктах экипировки РПС. Различают  вспомогательные пункты, предназначенные  для снабжения РПС дизельным  топливом, смазкой и водой, и основные, на которых РПС может экипируется, кроме того, хладагентом, компрессорным  маслом, дистиллированной водой и  другими материалами.

 

Экипировка на таких пунктах  выполняется в любое время  суток и года во время стоянки  поезда по графику. Экипировочные материалы  отпускают по форменным требованиям  за подписью начальника поезда и печатью  депо приписки. Продолжительность экипировки не должна превышать 1 ч, а при дозаправке хладагентом и рассолом – 3  ч. Операции экипировки совмещают с  техническим осмотром вагонов. При  необходимости текущий ремонт неисправных  деталей и узлов оборудования РПС может производиться в  механических мастерских, расположенных  в здании пункта экипировки.

 

Если пункт экипировки размещается не в парке отправления, то длина экипировочных путей  должна быть не менее 450 м.

 

Для автономных рефрижераторных  вагонов характерна высокая степень  автоматизации энергохолодильного оборудования, что позволяет эксплуатировать  их без сопровождающего персонала. Техническое обслуживание их между  деповскими ремонтами осуществляется механиками пунктов технического обслуживания АРВ (ПТО АРВ) по планово-предупредительной  системе. Инструкцией по эксплуатации и техническому обслуживанию АРВ (ЦМ-ЦВ/3214) установлены следующий виды технического (ТО) и укрупнённого технического обслуживания (УТО) АРВ: ТО-1 – при погрузке вагона, ТО-2 – в пути следования гружёных АРВ через 24-30 ч, ТО-3 – при выгрузке, УТО-1 – через 120-180 работы дизель-генераторов, УТО-2 – через 460-500 ч работы дизель-генераторов, но не реже одного раза в 6 месяцев.

 

Основное назначение ТО-1,ТО-2, ТО-3 заключается в контрольной  проверке параметров работающего оборудования и настройке его на необходимый  режим работы. Это позволяет осуществлять их на местах погрузки, выгрузки и в  пути следования без изъятия вагонов  из эксплуатации.

 

В зависимости от сложности  и характера выполняемых работ  пункты технического обслуживания АРВ (ПТО АРВ) делятся на три категории:

 

Основные – выполняют  все виды УТО и ТО;

 

Укрупнённые – выполняют  УТО-1, ТО-1, ТО-2 и ТО-3;

 

Контрольные – выполняют  ТО-1, ТО-2 и ТО-3.

 

Кроме того, все ПТО должны выполнять текущий ремонт АРВ  различной сложности.

 

Важнейшей задачей технического обслуживания РПС является обеспечение  постоянной температуры в грузовых помещениях вагонов.

 

Рефрижераторные секции обслуживают  сопровождающие их поездные бригады. К  каждой секции приписаны две сменные  бригады, одна из которых находится  в очередном рейсе, а другая  - на отдыхе.

 

Состав бригады устанавливает  МПС. Для 5-вагонной секции она состоит  из 3 человек (начальника и двух механиков).

 

Бригада должна обеспечивать исправное техническое состояние  оборудования и постоянную готовность поезда к перевозке скоропортящихся  грузов и другое.

 

Техническая документация  секции, помимо чертежей и инструкций по обслуживанию оборудования, состоит  из маршрута (форма ВУ-83), рабочего журнала (форма ВУ-85), журнала учёта неисправностей (форма ВУ-87).

 

Подготовка вагонов к  перевозке включает технический  и коммерческий осмотры, проверку исправности  энергохолодильного оборудования, в  необходимых случаях экипировку и предварительное охлаждение или  обогрев грузовых помещений вагонов  перед погрузкой. Исправность  оборудования проверяют пробным запуском с полной нагрузкой в течение 20-30 минут.

 

Загружают и разгружают рефрижераторные  вагоны в присутствии работников обслуживающей бригады, которые  должны совместно с работниками  станции контролировать сохранность  оборудования, правильность укладки, состояние, качество и температуру груза.

 

 

6.3 Определение расстояния  между пунктами технического  обслуживания автономных рефрижераторных  вагонов

 

Расстояние между ПТО  АРВ рассчитывается по формуле

 

Lпто=1/24* τр *Vм; (км)                                   (6.2)

 

где, τр – продолжительность  работы оборудования АРВ между техническим  обслуживанием, принимаем 24 часа.

 

На основании формулы 6.2 определяем расстояния между пунктами технического обслуживания автономных рефрижераторных вагонов

 

Для АРВ: Lпто=1/24*24*700=700 (км);