Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Железнодорожные цистерны. Конструкция и расчет котлов. Учебное пособие
.pdf
Наименование
параметра
Диаметр котла, мм 3000 3200 3200
Коэффициент тары 0,442 0,394 0,407
Удельный объем, м
Нагрузка от оси на рельсы, тс 211,9 222,3 230,3
Длина по осям сцепления, мм 12020 12020 14200
Погонная нагрузка, тс/м 70,5 77,3 64,87
База цистерны, мм 7800 7800 9080
Габарит ГОСТ 9238-83 02-ВМ 1-ВМ (0-Т) 1-ВМ (0-Т)
Тележка (по ГОСТ) 18-100 тип 2 18-100 тип 2 18-100 тип 2
3
/тс 1,218 1,259 1,347
15-1443-06 15-1547-02 15-145
Модель цистерны
*– полезный объем.
На рисунке 1.3 показана цистерна для перевозки нефтепродуктов
(нефть, бензин, дизельное топливо, реактивное топливо, авиационное топливо, газойль, керосин, масла, газовый конденсат) по железным дорогам колеи 1520 мм модель 15-5157-04. Увеличение статической осевой нагрузки до 25 тс, благодаря использованию тележек
модели 18-194-1, позволило увеличить грузоподъемность вагона до
73 т. Диаметр котла этой цистерны 3,2 м, объем котла 87,16 м3. Цистерна рамной конструкции.
Модель 15-5157-04
Рисунок 1.3 – Цистерна для перевозки нефтепродуктов
11
Данная модель цистерны считается инновационной конструкцией по отношению к ее предыдущим аналогам, моделям 15-150-04
и 15-5103-07 (таблица 1.2).
Таблица 1.2 – Сравнительные параметры цистерн производства
«Уралвагонзавод»
Наименование
параметра
Грузоподъемность, тс 66 66 73
Масса тары, т 27,5 27,5 26,8
Объем котла, м
Диаметр котла, мм 3000 3000 3200
Коэффициент тары 0,417 0,417 0,367
Удельный объем, м
Нагрузка от оси на рельсы, тс 23,5 23,5 25,0
Длина по осям сцепления, мм 12020 12020 12020
Погонная нагрузка, тс/м 7,77 7,77 8,23
База цистерны, мм 7800 7800 7800
Габарит ГОСТ 9238-83 1-ВМ 1-ВМ 1-Т
Тележка (по ГОСТ) 18-100 тип 2 18-100 тип 2 18-194-1 тип 3
3
3
/тс 1,29 1,29 1,19
15-150 15-5103-07 15-5157-04
85,6 85,6 87,14
Модель цистерны
ОАО «НПК «Уралвагонзавод» производит две четырехосные модели вагонов-цистерн безрамной конструкции для перевозки светлых нефтепродуктов: 15-195 (рисунок 1.4) и 15-566 (рисунок 1.5).
Модель 15-195
Рисунок 1.4 – Цистерна для перевозки светлых нефтепродуктов
12
Модель 15-566
Рисунок 1.5 – Цистерна для перевозки светлых нефтепродуктов
В таблице 1.3 приведены параметры безрамных цистерн
Таблица 1.3 – Параметры безрамных цистерн
Наименование
параметра
Грузоподъемность, тс 72 71 125
Масса тары, т 27,5 28,5 52,9
Объем котла, м
Объем котла полезный, м3 84,16 98 156,25
Диаметр котла, мм 3200 3200 3200
Коэффициент тары 0,382 0,401 0,423
Удельный объем, м
Нагрузка от оси на рельсы, тс 25 25 22
Длина по осям сцепления, мм 12020 14400 21250
Погонная нагрузка, тс/м 8,28 6,91 8,28
База цистерны, мм 7800 9130 13920
Габарит ГОСТ 9238-83 1-Т 1-Т 1-Т
Тележка (по ГОСТ) 18-194-1 тип 3 18-194-1 тип 3 18-100 тип 2
3
3
/тс 1,17 1,38 1,25
15-195 15-566 15-1500
85,8 100 161,6
Модель цистерны
У цистерны модели 15-566 увеличение объема котла достигнуто за счет увеличения его длины. Одним из направлений увеличения длины вагонов стало применение четырехосных тележек (рисунок 1.6).
13
Модель 15-1500
Рисунок 1.6 – Восьмиосная цистерна безрамной конструкции
До 1991 года на ОАО «Азовмаш» строились восьмиосные цистерны различных типов и моделей, всего было построено порядка
15 тыс. штук. Цистерны успешно эксплуатируются на железных дорогах стран СНГ и Балтии. К сожалению, выпуск восьмисных цистерн
прекращен по ряду технико-экономических причин в условиях развития рыночных отношений в России, несмотря на их существенные
преимущества по сравнению с четырехосными цистернами: увеличение провозной способности железных дорог, снижение себестоимости перевозок, увеличение массы грузового поезда на 35-40 % по
сравнению с массой поезда из четырехосных цистерн при одинаковой их длине за счет большой погонной нагрузки (81,42 кН), сокращения капитальных вложений на развитие пропускной способности
железных дорог, увеличение производительности труда.
Покажем эффективность восьмиосной цистерны мод 15-1500, реализующей нагрузку от оси на рельсы 23,5 тс. В качестве примера,
рассмотрим перевозку топлива дизельного по маршруту Нижневартовск – Кола, протяженностью 4131км.
Четырехосная цистерна модель 15-5103-07. Грузоподъемность 66 тс.
Расчетный погрузочный объем 83м3. Перевозимый продукт – топливо дизельное (удельный вес 0,84 тс/м3). Расчетный вес груза в цистерне: Р = 83·0,84 = 69,72 тс., что превышает номинальную грузоподъемность цистерны. Фактически грузится 66 тс (недолив). Стоимость
перевозки тонны груза составляет 5293,14 рублей.
Восьмиосная цистерна модель 15-1500 с осевой нагрузкой 23,5 тс.
Грузоподъемность 137 тс. Расчетный погрузочный объем 156 м3. Перевозимый продукт – топливо дизельное (удельный вес 0,84 тс/м3).
Расчетный вес груза в цистерне: Р = 156·0,84 = 131 тс. Стоимость перевозки тонны груза составляет 5152,64,14 руб.
Вывод. Грузовладелец экономит 140,5 рублей за тонну отправленного груза.
14
В таблице 1.4 приведены результаты расчета стоимости транспортировки продукта в цистернах. Потребность в цистернах грузовладельца,
для отгрузки, например топливо дизельное в объеме 660000 тонн, составит: – четырехосных цистерн мод. 15-5103-07 – 10000 штук; восьмиосных мод. 15-1500 с осевой нагрузкой 23,5 тс –5038 штук.
Отправляя груз в восьмиосных цистернах, будет сэкономлено:
140,5 руб. х 660000 тонн = 92730000 рублей из необходимого тарифного бюджета более 3,4 млрд. рублей.
Таблица 1.4 – Параметры цистерн и стоимость перевозки груза
погру-
зочный
3
2L
м Т, тс Р, тс
ОС,
Объем, м
Модель
цистерны
15-1250 74 71,78 12,02 27 66 60 7,238 5378,52 322711,12
15-5103-07 85,6 83 12,02 27,5 66 66 7,778 5293,44 349347,26
15-1500 161,5 156,6 21,25 50,8 125 125 8,28 5186,86 648358,08
15-1500
23,5 тс/ось
пол-
ный
161,5 156,6 21,25 50,8 137 131 8,555 5152,64 674995,4
Вес
груза,
тс
Погонная на-
грузка
(теку-
щая),
тс/м
Тариф
за тон-
ну,
руб.
Общая
стои-
мость,
руб.
С другой стороны, стратегия инновационного развития ОАО
«Российские железные дороги» в области организации перевозочно-
го процесса предусматривает:
– увеличение среднего веса грузовых поездов на 6%;
– организация регулярного движения поездов весом 6000–6300
тонн на основных направлениях сети;
– организация регулярного движения поездов весом до 9000 тонн
и более.
В современных условиях вес маршрутного поезда 6000–7500 тонн
достигается путем специального формирования из груженых четырехосных вагонов в количестве порядка 100 вагонов. Предполагается,
что поезд сортировочные станции будет проходит без переработки.
В случаях необходимости переработки применяются специальные
операции по приему данного состава на станцию и постановки его
на приемо-отправочные пути.
Рассмотрим, как влияет наличие в парке восьмиосных цистерн на
достижение данных показателей.
Исходные данные. Абсолютное большинство приемоотправочных путей станций имеют длину 1050 метров, на которых можно рас-
15
положить 71 условный вагон (длина условного вагона принимается
14,73 метра) и локомотив длиной 35 метров.
Маршрутный поезд сформирован из четырехосных цистерн мод.
15-5103-07 с погонной нагрузкой 7,778 тс/м. Число вагонов в составе: (1050 - 35)/12,02 = 84 цистерны. Длина 1009,68 метров.
Вес поезда: – брутто: 1009,68 х 7,778 = 7853 тс.
– нетто: 1009,68 х 5.49 = 5543,14 тс.
Маршрутный поезд сформирован из восьмиосных цистерн мод.
15-1500 с погонной нагрузкой 8,837тс/м. Число вагонов в составе:
(1050 - 35)/21,25 = 47 цистерн. Длина 998,75 метров.
Вес поезда: – брутто: 998,75 х 8,837 = 8825 тс.
– нетто: 998,75 х 6,45 = 6441,94 тс.
Таким образом,
– в составе, сформированным из восьмиосных цистерн, находится на 1000 тонн больше груза, т. е. провозная способность данного состава больше.
– маршрутный поезд весом 6300 тонн может быть сформирован
на действующих приемо-отправочных путях состоящим из 68 груженых четырехосных цистерн на длине 810 метров или 34 восьмиосных
вагонов на длине 713 метров.
Вывод. Владелец инфраструктуры получает значительные выгоды в организации движения и снижение затрат на выполнения операций по работе с поездом.
Цистерны для перевозки сжиженных углеводородных газов. Вагон-цистерна для перевозки сжиженных углеводородов предназначена для перевозки по железным дорогам колеи 1520 мм углеводо-
0
родных газов с давлением насыщенных паров при температуре 50
С
не более 2,0 МПа (20 кгс/см2) и их смесей, а также жидкостей с плотностью не более 0,731 т/м3.
В цистернах перевозится широкая номенклатура сжиженных углеводородных газов, включающей в себя пропан, бутан и прочие газы и
их смеси, различающиеся по своим химическим и физическим свойствам. Общим для всех этих продуктов является то, что при низких
температурах (до -40ºС) и давлении не более 2 МПа (20 кгс/см2) они
переходят в жидкую фазу. По степени опасности все они относятся
к классу 2.3 – воспламеняющиеся (горючие) газы.
Сливоналивная, контрольно-измерительная арматура и предохранительный клапан размещаются на крышке люка и закрыты защитным
колпаком. Сливо-наливная арматура включает три вентиля (два жидкостных и один газовый). Контрольно-измерительная арматура включа-
16
ет два вентиля контроля предварительного и предельного уровня наполнения, вентиль контроля слива, вентиль для зачистки остатков продукта.
На рисунках 1.7–1.9 приведены образцы конструкций рассматриваемых цистерн.
Модель 15-1519
Рисунок 1.7 –Цистерна для сжиженных углеводородных газов
производства ОАО «Мариупольский завод тяжелого машиностроения»
(Украина)
Модель 15-1519-02
Рисунок 1.8 – Цистерна для сжиженных углеводородных газов
производства ОАО «Азовобщемаш» (Украина)
17
Модель 15-1200-02
Рисунок 1.9 – Цистерна для сжиженных углеводородных газов
производства ОАО «Рузхиммаш»
Таблица 1.5 – Параметры основных моделей парка цистерн
для перевозки сжиженных газов
Наименование
параметра
Грузоподъемность, тс 43 49 40,8
Масса тары, т min -
maxОбъем котла, м
Объем котла полезный, м
Диаметр котла, мм 3000 3000 3000
Удельный объем, м
Нагрузка от оси на рельсы, кН 195,7 201,3 194,8
Длина по осям сцепления, мм 12020 12020 12020
Погонная нагрузка, кН/м 65,1 66,2 64,8
База цистерны, мм 7800 7800 7800
Габарит ГОСТ 9238-83 1-Т 1-Т 02-ВМ
Тележка (по ГОСТ) 18-100 тип 2 18-100 тип 2 18-100 тип 2
3
3
3
/тс 1,493 1,313 1,518
15-1519 15-1519-02 15-1200-02
34,8
38,8
75,5 75,7 73,9
64,2 64,37 61,95
Модель цистерны
34,1
36,1
36,5
38,7
Цистерны нового поколения для перевозки сжиженных углеводородных газов и легкого углеводородного сырья. На рисунках 1.10
и 1.11 приведены модели вагонов-цистерн для перевозки сжиженных
углеводородных газов. Параметры данных конструкций незначительно превосходят находящихся в эксплуатации аналогичных объектов.
18
Модель 15-9872
Рисунок 1.10 – Цистерна для сжиженных углеводородных газов
производства ЗАО «Алтайвагон» и ОАО «Салаватнефтемаш»
Модель 15-1780
Рисунок 1.11 – Цистерна для сжиженных углеводородных газов
производства ПАО «Полтавхиммаш» (Украина)
19
Крупным прорывом в создании инновационных цистерн являются модели цистерн, спроектированные ООО «Всесоюзный научноисследовательский центр транспортных технологий» и изготовленные ЗАО «Тихвинхиммаш» (рисунки 1.12 –1.14).
Модель 15-6855
Рисунок 1.12 – Цистерна для сжиженных углеводородных газов
Цистерна модели 15-6855 имеет котел, состоящий из обечаек конической и цилиндрической формы (стопроцентно реализованы
возможности габарита по ширине), что позволяет максимально увеличить его объем и минимизировать остаток продукта после слива
цистерны.
Различные варианты комплектации предусматривают использование сливо-наливной, контрольной и предохранительной арматуры
ведущих производителей. Конструкция цистерны предусматривает
установку как серийно выпускаемого оборудования, используемого
на существующем подвижном составе, так и новых погрузочно-разгрузочных и предохранительных устройств, обеспечивающих выполнение современных требований безопасности.
Вагон-цистерна имеет увеличенный по сравнению с эксплуатируемыми в настоящее время аналогами объем котла, что позволяет увеличить массу перевозимого груза. Вагон-цистерна мод.15-9542 имеет
увеличенную до 16 метров длину котла, что позволяет повысить объ-
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]