Хладотранспорт Учебное пособие
.pdfФедеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра «Станции, узлы и грузовая работа»
Э. Б. Вальт
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ
ХЛАДОТРАНСПОРТ
Учебное пособие для студентов специальности 190701 –
«Организация перевозок и управление на железнодорожном транспорте»
Екатеринбург Издательство УрГУПС 2012
УДК 656.225.073.444 В16
Вальт, Э. Б.
В16 Железнодорожный хладотранспорт : учеб. пособие / Э. Б. Вальт. – Екатеринбург : Изд-во УрГУПС, 2012. – 248 с.
ISBN 978-5-94614-173-4
Приведены основные данные по физико-химическим свойствам скоропортящихся грузов, подготовке продовольственных грузов к перевозкам, устройству и эксплуатации холодильных установок и сооружений; дано описание изотермического подвижного состава, его технического обслуживания; описаны технология обслуживания изотермических вагонов в процессе перевозок грузов, контроль дислокации, планирование и учет их работы с использованием информационных технологий, прием груза к перевозке, обслуживание в пути следования, выдача грузовладельцам и оформление несохранных перевозок.
Пособие написано в соответствии с учебной программой дисциплины «Железнодорожный хладотранспорт» по специальности 190701 – «Организация перевозок и управление на железнодорожном транспорте».
УДК 656.225.073.444
Автор: Э. Б. Вальт, канд. техн. наук, профессор Рецензенты: Г. А. Кузнецов, канд. техн. наук,
зав. лабораторией «Организация движения поездов» У.О. – филиал ОАО « ВНИИЖТ», главный технолог системы ГИД-УРАЛ;
С. А. Плахотич, канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой «Станции, узлы и грузовая работа» УрГУПС
Печатается по решению редакционно-издательского совета университета
Учебное издание
Вальт Эрвин Брунович
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ХЛАДОТРАНСПОРТ
Учебное пособие
Редактор В. П. Вовчек Верстка О. П. Игнатьевой
Подписано в печать 25.05.2012. Формат 60×84/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 14,4. Тираж 200 экз.
Издательство УрГУПС
620034, Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66. Тел.: (343) 221-24-90, www.usurt.ru
Изготовлено издательством ИП Пиджаков А. В. www.пиджаков.рф
E-mail: pav080759@mail.ru
|
© Уральский государственный университет |
ISBN 978-5-94614-173-4 |
путей сообщения (УрГУПС), 2012 |
|
СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ |
|
И ТЕЛЕГРАФНЫХ ИНДЕКСОВ |
|
|
РФ |
Российская Федерация |
|
|
МПС |
Министерство путей сообщений, с 2003 года ОАО «РЖД» |
ГВЦ |
Главный вычислительный центр |
|
|
ДВЦ |
Дорожный вычислительный центр |
|
|
АСОУП |
автоматизированная система оперативного управления перевозками |
|
|
Н |
начальник железной дороги |
Д, М, В |
соответственно начальники служб перевозок, грузовой, вагонной |
|
|
МХ |
начальник сектора перевозок скоропортящихся грузов |
|
|
НОД |
начальник отделения железной дороги |
|
|
НОДН, |
соответственно начальники отделов перевозок, грузового и вагонного |
НОДМ, |
отделений дороги |
НОДВ |
|
МХР |
ревизор хладотранспорта отделения дороги |
ДС |
начальник станции |
|
|
ВЧД |
начальник вагонного депо |
|
|
ДНЦ |
поездной диспетчер |
|
|
ДНЦО |
дежурный по отделению |
ВНР |
начальник рефрижераторной секции (поезда) |
|
|
ДСП |
дежурный по станции |
|
|
РПС |
рефрижераторный подвижной состав |
ИПС |
изотермический подвижной состав |
МЮ |
начальник актово-претензионного отдела грузовой службы |
|
|
ДГП |
начальник оперативно-распределительного отдела службы перевозок |
|
|
НОДУ |
начальник отдела учета и отчетности отделения дороги |
РТК |
расчетные товарные конторы, с 1997 г. – Технические центры |
|
по обработке перевозочных документов (ТехПД) |
ДЦФТО |
дорожный центр фирменного транспортного обслуживания |
|
|
ГДР |
Германская Демократическая Республика |
|
|
БМЗ |
Брянский машиностроительный завод |
|
|
СПГ |
скоропортящиеся грузы |
3
ВВЕДЕНИЕ
Перевозка продуктов питания, в основном скоропортящихся, требует соблюдения особых условий. Сохранность скоропортящихся грузов обеспечивает холодильная техника, под которой понимаются методы получения и практическое применение низких температур для промышленных, транспортных и бытовых нужд. Развитие и использование холодильной техники имеет в современной эконо-
мике первостепенное значение.
Охлаждать тела ниже температуры окружающей среды можно искусственным способом. Вначале понизить температуру, а затем поддерживать ее, противодействуя внешним и внутренним явлениям, стремящимся восстановить первоначальное температурное состояние. В этом случае тепло, отнимаемое от тел более холодных, чем окружающая среда, называется холодом. Искусственный холод широко применяется в различных отраслях народного хозяйства для технологических процессов, повышения качества продукции, улучшения условий труда, например, при хранении и транспортировке скоропортящихся пищевых продуктов, для обработки стали, замораживания фруктов, опреснения морской воды, кондиционирования воздуха, а также в быту, в военной технике, в научных исследованиях и т. д.
Сохранение пищевых скоропортящихся продуктов при помощи понижения температуры основано на замедлении происходящих в них биологических процессов, а также на замедлении жизнедеятельности микроорганизмов, оказывающих разрушающее действие на продовольственные грузы. Поддерживают низкие температуры в специальных складах (холодильниках), а для перевозок используют изотермические средства: вагоны, суда, автомобили, контейнеры.
Применение холода для сохранения пищевых продуктов известно давно. Сначала для этой цели использовали снег и водный лед, а затем смесь льда и соли.
На железнодорожном транспорте России льдосоляное охлаждение начали применять в 1860 году (примерно в то же время, что и за
4
Введение
рубежом) для охлаждения вагонов-ледников простейших конструкций. В 1868 году американцем Девисом был создан вагон-ледник с пристенными приборами охлаждения. В 1881 году аналогичный вагон появился на Московско-Казанской железной дороге.
Мощный рост перевозок скоропортящихся грузов поставил вопрос о новом способе охлаждения. В период с 1830 по 1861 год изобретатели предложили практически все принципиальные схемы холодильных машин, которые используются до настоящего времени. Уже в 1876 году была зарегистрирована перевозка мяса на судне-рефри- жераторе. В 1877 году в Мурманске был построен холодильник с машинным охлаждением. В 1888 году в Астрахани для перевозки рыбы была использована первая баржа-рефрижератор с воздушным машинным охлаждением. В 1903 году в России был создан рефрижераторный поезд из шести грузовых вагонов и вагона машинного отделения. Русским инженером В. Л. Силичем в 1908 году был разработан первый автономный рефрижераторный вагон. Однако из-за технических трудностей основным направлением оставалось льдосоляное охлаждение с использованием вагонов-ледников. До 1956 года ледники были только с пристенными приборами охлаждения, позднее стали строить только с потолочными баками. Для снабжения их льдом и солью на сети железных дорог было построено около 300 льдопунктов
и21 льдозавод. Снабжали вагоны-ледники льдом и солью, как правило, вручную или применяя простейшие средства механизации. Парк изотермических вагонов находился на низком техническом уровне
ине обеспечивал сохранности скоропортящихся грузов при перевозке на дальние расстояния. В 1965 году в СССР прекратили строительство вагонов-ледников.
В1952 году впервые в мире на железных дорогах СССР появились сначала 23-вагонные, позднее 21-вагонные рефрижераторные поезда и 12-вагонные рефрижераторные секции с рассольной системой охлаждения и 5-вагонные секции с непосредственной системой охлаждения производства ГДР. В 1965 году приступил к выпуску 5-ва- гонных секций Брянский машиностроительный завод, до этого выпускавший вагоны-ледники. С 1967 года на западном полигоне сети железных дорог используются автономные рефрижераторные вагоны (АРВ) производства ГДР.
Впоследнее время перевозки скоропортящихся грузов в основном осуществляются в 5-вагонных секциях, крытых вагонах, частично в АРВ и в специализированных изотермических вагонах.
5
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ХЛАДОТРАНСПОРТ
Широта и перспективность применения холода при хранении и переработке продуктов питания и в других областях человеческой деятельности привела к созыву Международного конгресса по холоду, который проходил в 1908 году в Париже и основал Международную ассоциацию холода, объединившую специалистов многих стран. На этой основе в 1920 году был создан Международный институт холода (МИХ), призванный содействовать развитию научных исследований и использованию практических рекомендаций в деле производства и использования искусственного холода. В состав МИХ входят представители более 50 стран, и он собирает один раз в четыре года конгрессы, где специалисты всего мира обмениваются достижениями и перспективами развития холодильной техники и технологии.
Железнодорожный хладотранспорт является неотъемлемой частью железнодорожного транспорта. Выделение эксплуатации хладотранспорта в отдельную дисциплину вызвано рядом причин:
–необходимостью обеспечения при перевозках скоропортящихся грузов условий, эквивалентных или близких к условиям хранения этих грузов в стационарных холодильниках и складах, для чего нужны изотермические вагоны с устройствами охлаждения и отопления;
–необходимостью соблюдения предельных сроков перевозок во избежание потери массы (в ряде случаев до 2 % и более массы нетто) и качества дорогостоящих скоропортящихся грузов. Эти потери находятся в прямой зависимости от продолжительности перевозок
идругих факторов;
–сезонностью перевозок, вызванной особенностью производства и заготовок продуктов питания;
–необходимостью создания при выполнении погрузочно-раз- грузочных операций особых условий, связанных с сокращением воздействия неблагоприятных внешних факторов на скоропортящиеся грузы.
Все это приводит к необходимости своеобразного подхода к решению технических, технологических, экономических и управленческих вопросов эксплуатации железнодорожного хладотранспорта.
В ОАО «РЖД» (до 2003 года МПС) вопросами эксплуатации хладотранспорта ведают три Департамента (Главных управления): перевозок, грузовой работы, вагонного хозяйства. При Департаменте перевозок имеется отдел перевозок скоропортящихся грузов, который организует их погрузку, перевозку, регулирует продвижение вагонопотоков. Департамент грузовой работы занимается разработкой усло-
6
Введение
вий перевозок скоропортящихся грузов и отвечает за их сохранность. Департамент вагонного хозяйства отвечает за техническое обслуживание и состояние изотермических вагонов. Аналогичные подразделения системы управления хладотранспортом имеются на дорогах и в отделениях дорог. В 1997 году было образовано в составе МПС государственное унитарное предприятие «Рефсервис» с включением в его состав рефрижераторных вагонных депо. В 2003 году оно преобразовано в дочернюю компанию «Рефсервис», а Департаменты перевозок и грузовой работы в 2009 году вошли в состав Центральной дирекции управления перевозок.
Более подробно преобразование железнодорожного хладотранспорта в период развития рыночной экономики рассмотрено в [1].
Учебный курс «Железнодорожный хладотранспорт» – научная дисциплина, составляющая теоретическую базу использования искусственного холода для подготовки и перевозки скоропортящихся грузов. Эта дисциплина охватывает широкий круг вопросов и основывается на материалах ранее изученных дисциплин.
Свойства скоропортящихся грузов, которые определяют особенности перевозок, связывают с изучением химии и физики. Изучение изотермического подвижного состава и холодильных машин базируется на курсах физики, химии, теплотехники, вагонов и вагонного хозяйства. Вопросы продвижения вагонопотоков, организации грузовой и коммерческой работы связаны с проблемами, рассматриваемыми в дисциплинах «Управление эксплуатационной работой», «Железнодорожные станции и узлы», «Управление грузовой и коммерческой работой» и т. д.
7
1. СКОРОПОРТЯЩИЕСЯ ГРУЗЫ, ОСНОВНЫЕ УСЛОВИЯ ИХ ХРАНЕНИЯ И ПОДГОТОВКИ К ПЕРЕВОЗКЕ
1.1. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СКОРОПОРТЯЩИХСЯ ГРУЗОВ
Кскоропортящимся грузам относятся грузы, которые при хранении и перевозке требуют защиты от воздействия высоких или низких температур и влажности наружного воздуха, т. е. специальных условий транспортировки, а именно охлаждения или отопления и вентиляции вагонов, специального ухода за грузом или контроля за его состоянием. По железным дорогам перевозятся грузы растительного (около 98 наименований), животного (около 88 наименований)
происхождения и многочисленная консервированная продукция. Как известно, все живое состоит из клеток. Клетки растений и жи-
вотных имеют много общего. Отличие растительных клеток состоит
втом, что в них присутствует пластидный аппарат (пластид), определяющий основную функцию растений – утилизацию солнечной энергии и автотрофное питание. Все многообразие живых организмов (растений, животных) определяется особенностями обмена веществ каждого данного вида, который зависит от соотношения различных химических веществ, входящих в состав клетки. Все вещества подразделяются на органические и неорганические.
Корганическим веществам относятся белки, углеводы, жиры, витамины, кислоты и т. д.
Белки – высокомолекулярные вещества. Самая большая группа белков – ферменты. В настоящее время их известно более 1000, каждый из которых катализирует строго определенную химическую реакцию. Ферменты обусловливают все биохимические процессы как
вживой, так и в разрушенной клетке. Консервирование основано на замедлении действия ферментов в клетке (например, при стерилизации) или на повышении их активности (брожение). Вторая группа белков участвует в построении структурных элементов клеток. Кроме
8
1. Скоропортящиеся грузы, основные условия их хранения и подготовки к перевозке
того, белки служат запасными питательными веществами в клетках и средством для транспортировки различных соединений. Основой иммунитета живого организма служат специфические белки – антитела. Каждый организм характеризуется строго индивидуальным качественным и количественным набором белковых молекул. Одинаковый набор имеют только однояйцевые близнецы. Белок – это высокомолекулярный полимер, состоящий из отдельных мономеров. Такими мономерами являются аминокислоты. В настоящее время найдено более 150 аминокислот, но лишь 20 из них участвуют в образовании белков, а из этих двадцати восемь не синтезируются в организме человека и животных и получают они их в готовом виде в составе пищи. Ни один живой организм не может включать в свой состав белок, который поступает с пищей. Поступивший в организм белок распадается до аминокислот, а затем из этих аминокислот синтезируются все необходимые вещества, в том числе и свой белок. Белки – непрочные вещества. Они быстро реагируют на внешние воздействия и меняют в связи с этим свои свойства. Так, поглощая воду, набухают и образуют при этом коллоидные растворы различной консистенции, свертываются под воздействием высоких и низких температур.
Углеводы образуются в зеленой части растений фотосинтезом из неорганических веществ – углекислоты и воды. С количественным и качественным составом углеводов связан вкус. К углеводам относятся крахмал, сахар (глюкоза, сахароза, фруктоза), пектиновые вещества и клетчатка. Углеводы участвуют в образовании клеточных стенок. Пектиновые вещества обладают желирующей способностью, т. е. образуют студни, они придают жесткость незрелым плодам.
Жиры состоят из глицерина и жирных кислот. Свойства жиров обусловлены, в первую очередь, присутствующими в них кислотами. Преобладание стеариновой и пальмитиновой кислоты придает им твердую консистенцию, олеиновой – жидкую. Жиры являются источником энергии, при окислении одного грамма жира выделяется 9,3 ккал тепла. Для сравнения: 1 грамм белка и углевода дают 4,1 ккал тепла. Жироподобными веществами являются воск и эфирные масла. Воск покрывает тонким слоем листья, стебли, плоды, защищая их от увядания, смачивания и от поражения микроорганизмами. Существуют два вида восков – твердые, образующие мельчайшие зернышки на поверхности кожицы, и жидкие, которые пронизывают кожицу. Эфирные масла являются легко летучими веществами и вызывают специфический аромат плодов и овощей. Особо изучены эфирные
9
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ХЛАДОТРАНСПОРТ
масла винограда, которые придают ему своеобразный аромат и участвуют в образовании букета того или иного вина. Жиры, воск, эфиры входят в группу органических соединений липидов, которые обязательным компонентом образуют клеточные мембраны, представляют самый концентрированный из всех веществ источник энергии и выполняют ряд защитных функций.
Витамины предупреждают тяжелые болезни (авитаминоз) и являются активизаторами жизненных процессов, повышающих устойчивость организма к инфекционным заболеваниям. Они представляют собой низкомолекулярные органические соединения. Недостаток витаминов задерживает образование ферментов, следовательно, нарушает обмен веществ. Витамины в основном синтезируются в растениях.
Органические кислоты образуют сухие вещества живых организмов. Они представляют собой своеобразный «метаболический (обменный) котел», в котором перекрещиваются пути обмена углеводов, белков, жиров, в результате чего в клетку поступает энергия. Это так называемый цикл Кребса, в котором дыхательный субстрат в конечном счете превращается в одну из кислот, окисляющихся до конечных продуктов – углекислого газа и воды, которые отводятся из клетки и из организма, а также энергии для поддержания деятельности организма. Кислоты оказывают влияние на вкус.
Общее количество кислот по мере роста растений увеличивается, но в завершающий период вегетации увеличивается количество других соединений (например, сахаров), в результате чего ко времени созревания плоды становятся не кислыми. По мере хранения кислоты расходуются быстрее сахаров на различные окислительные реакции.
Фенольные соединения. К ним относятся вещества, в молекуле которых имеется бензольное кольцо (ароматическое, так как некоторые из этих соединений имеют запах). Они образуют дубильные вещества, участвуют в обмене веществ, от их содержания и превращений зависит окраска, аромат цветов, плодов, чая, кофе, вина. Фенолы во многом определяют вкус незрелых плодов (вяжущий и горьковатый вкус).
Нуклеиновые кислоты. Отличительным свойством живых организмов является их способность к самовоспроизведению в тысячах генераций. Процесс хранения и передачи наследственной информации осуществляется в клетках сложной системой, основным фактором которой является нуклеиновая кислота. В ней заключается разгадка, почему человек порождает человека, а яблоня – яблоню. Набор
10