Дипломная (вкр): Совершенствование эксплуатационной работы отделения перевозок N путем смены типа поездных локомотивов на более новые

- строительство вторых путей

Укладка вторых путей на однопутных линиях является одним из эффективных способов повышения пропускной способности железных дорог и освоения перевозок, особенно при быстрых темпах их роста. Сооружению вторых путей обычно предшествуют или сопутствуют другие реконструктивные мероприятия - усиление верхнего строения пути и тяговых устройств, увеличение полезной длины приемоотправочных путей на станциях, открытие дополнительных разъездов, внедрение более современных устройств СЦБ и др.

Распространенным реконструктивным мероприятием является оборудование однопутных линий ДЦ с укладкой двухпутных вставок для организации безостановочного скрещения поездов. Это позволяет отдалить сроки сплошной укладки вторых путей, повысить участковую скорость движения, сократить количество остановок и простой поездов на участке, а следовательно, уменьшить потребность в подвижном составе и ускорить доставку грузов.

Постройка второго пути на всем протяжении линии резко увеличивает ее пропускную и провозную способность. Двухпутная линия имеет пропускную способность в 3-4 раза выше, чем однопутная.

Укладка второго пути устраняет простои по скрещению поездов, в результате чего участковая скорость по сравнению с реализуемой на загруженной однопутной линии возрастает на 40-50%, а то и выше. Благодаря этому повышается производительность локомотива и вагонов, снижается потребность в локомотивных бригадах, уменьшаются затраты топлива и электроэнергии на тягу поездов, а в итоге приведенные затраты по передвижению поездов на двухпутной линии сокращаются на 20-25 % по сравнению с загруженной однопутной.

Кроме того, благодаря укладке вторых путей и резкому увеличению пропускной способности линии появляется возможность отказаться от вынужденного отклонения поездопотоков на кружные направления; высвобождаются локомотивы и вагоны, потребность которых на дорогах остается острой; сокращается грузовая масса на «колесах», что равнозначно вовлечению в хозяйственный оборот дополнительных материальных ценностей.

Более эффективным способом увеличения пропускной способности однопутных линий является строительство двухпутных вставок, оборудование участка ДЦ и организация безостановочных скрещений поездов. К строительству двухпутных вставок предъявляются следующие требования: безостановочные скрещения поездов без снижения их скорости, обеспечение идентичности перегонов между осями скрещения поездов.

При проектировании двухпутных вставок в реальных условиях может потребоваться удлинение отдельных вставок по сравнению с расчетной величиной для обеспечения трогания поезда с места, а также для использования станционных путей в качестве части второго пути. Практика показывает, что для обеспечения пропускной способности в размере 50-60 пар поездов параллельного графика в сутки общая протяженность двухпутных вставок составляет около половины протяженности главного пути.

Двухпутные вставки размещают исходя из требований об идентичности перегонов между осями безостановочных скрещений поездов, обеспечивающего реализацию максимальной пропускной способности.

При устройстве двухпутных вставок капитальные затраты по сравнению со сплошной укладкой вторых путей значительно сокращаются. Вместе с тем устройство двухпутных вставок целесообразно лишь при сравнительно невысоком темпе роста грузопотоков.

- увеличение ходовых скоростей движения

Увеличение ходовых скоростей движения грузовых поездов дает возможность сократить время занятия перегонов и увеличить их пропускную способность.

На участках, оборудованных автоблокировкой, за определенными границами скорости интервал снижен быть уже не может, так как он ограничен условиями приема поездов на станции. В этом случае дальнейший рост скорости не дает увеличения пропускной способности.

Наибольший рост пропускной способности и наибольший экономический эффект дают увеличение скоростей движения на участках с двухпутными вставками, где предполагается организовать безостановочное скрещение поездов. на этих участках рост ходовой скорости движения обеспечивает прямо пропорциональное увеличение пропускной способности и не вызывает тех дополнительных потерь, которые возникают на однопутных линиях вследствие увеличения расходов, связанных с остановками поездов.

Помимо влияния на уровень пропускной способности, рост скоростей грузовых поездов имеет огромное народнохозяйственное и транспортное значение.

Повышение средней ходовой скорости движения может быть достигнуто следующими тремя способами: увеличением скорости при езде с тягой, увеличением максимально допустимой скорости и снижением основного сопротивления движению.

Увеличение максимальной скорости движения дает такой же дополнительный эффект, что и увеличении скорости при следовании с тягой. Однако в то время как повышение скорости при следовании с тягой вызывает увеличение расходов на топливо, ремонт пути и подвижного состава, увеличение максимально допускаемой скорости приводит к экономии топлива и уменьшению износа бандажей колесных пар, тормозных колодок и рельсового пути. Кроме того, повышение максимальной скорости является основным фактором, способствующим повышению массы поезда за счет использования кинетической энергии (преодоление подъема с разгона). Наряду с этим увеличение максимально допускаемой скорости требует усиления мощности пути, ходовых частей вагонов и тормозной системы поезда.

6.3 Увеличение ходовых скоростей за счёт введения более мощного типа локомотивов

Введение локомотивов 2ЭС5К вместо используемых ВЛ80.

Электровоз 2ЭС5К (2 - количество секций, Э - грузовой электровоз, С - секционный, К- коллекторный тяговый привод) предназначен для вождения грузовых поездов на железных дорогах, электрифицированных на однофазном переменном токе промышленной частоты 50 Гц с номинальным напряжением 25000 В. Заменяемая серия - электровозы грузовые ВЛ80 всех типов.

Особенности конструкции

·              Электровоз состоит из двух секций. Каждая секция электровоза имеет головную кабину управления и комплект оборудования, обеспечивающий работу одного электровоза, а также работу по системе многих единиц в составе двух электровозов (2x2ЭС5К), или в составе трёх секций.

·              Ходовая часть выполнена с опорно-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей с моторно-осевыми подшипниками скольжения.

·              В кузовной ступени подвешивания применена модернизированная конструкция люлечного подвешиванию.

·              Электрическая схема обеспечивает плавное четырехзонное регулирование напряжения тяговых электродвигателей и работу электровоза в режиме тяги и электрического (рекуперативного) торможения с управлением из любой кабины управления головной или хвостовой секции.

·              Усовершенствованные тяговые электродвигатели НБ-514Б.

·              Новый тяговый трансформатор ОНДЦЭ-4350/25 с уменьшенными потерями мощности.

·              Микропроцессорная система управления, обеспечивающая:

ручное и автоматическое управление движением;

режимы автоведения поезда;

диагностику параметров движения и работы оборудования электровоза.

·              Современные системы безопасности движения (КЛУБ-У, САУТ-ЦМ/485, ТСКБМ).

·              Новая кабина управления с улучшенными условиями труда локомотивной бригады. Экологически безопасные термоэлектрические кондиционеры холодопроизводительностью 4кВт. Вместо печного отопления - панельные нагреватели, размещенные по всей поверхности стен и пола кабины.

·              Усовершенствованная система вентиляции позволила в два раза сократить количество вентиляторов и затраты мощности на охлаждение тягового оборудования. Применена система регулирования производительности вентиляторов в зависимости от нагрузки оборудования и окружающей температуры.

·              Новое блочное пневматическое оборудование с уменьшенными затратами на его обслуживание и ремонт.

·              Электровоз оборудован холодильником и сантехническим оборудованием (умывальник, туалет).

Преимущества электровоза 2ЭС5К по сравнению с ВЛ80:

·              Повышение на 5-7% тяговых свойств.

·              Улучшение на 10-15% динамических характеристик и воздействия на путь.

·              Снижение в 2 раза затрат мощности на охлаждение тягового оборудования.

·              Увеличение в 1,5-2 раза межремонтных пробегов и снижение затрат на техническое обслуживание и ремонт.

·              Новые системы безопасности: КЛУБ-У, САУТ-ЦМ/485, ТСКБМ.

·              Кабина машиниста, удовлетворяющая современным требованиям.

·              Кондиционер с системой климат-контроля и панельные обогреватели.

Таблица 6.1

Характеристики локомотивов

Проверяю локомотив на взятие состава с места по формуле:

Qтр = Fк тр / (ωтр + iтр) - P, т (6.1)

где Fк тр - сила тяги при трогании с места, кг;

ωтр - удельное сопротивление локомотива при трогании с места, равное

ωтр = 28 / (q0 + 7), кг/т (6.2)

где q0 - осевая нагрузка, равная q0 = Qбр/nо = 4200 / (55 ∙ 4) = 19 т/ось;

iтр - расчётный подъём, равный iтр = 9 ‰;

P - вес локомотива.

ωтр = 28 / (19 + 7) = 1,07;

Qтр = 66700 / (1,07 + 9) - 200 = 6430 т

бр ≤ Qтр

4200 < 6430

Полученный вес превышает заданный на 2230 т, следовательно выбранный локомотив подходит для вождения составов весом 4200 т.

Диапазон оптимальных среднеходовых скоростей грузовых поездов, км/ч, в современных условиях:

Электрическая Тепловозная

тяга тяга

Обычные грузовые поезда ………………….. 65-70 60-65

Ускоренные и рефрижераторные поезда …... 85-95 85-95

Затраты и экономия, связанные с введением более мощных локомотивов и повышением скорости. Затраты, связанные со скоростью поездов, в расчётах принимают в зависимости от двух показателей: времени, затрачиваемого на передвижение поездов, и энергии, необходимой на перемещение подвижного состава, включая остановки.

С механической работой связаны расходы на электроэнергию, ремонт двигателей локомотивов и ходовых частей подвижного состава, ремонт пути и его текущее содержание и др.

Исходя из этого, оптимальную скорость движения грузовых поездов определяю по формуле:

, км/ч (6.3)

где Cт-чгр - затраты, приходящиеся на 1 т∙ч груженого вагона, Cт-чгр = 16,8 д.е.;

Сбр - стоимость 1 ч работы локомотивной бригады, Сбр = 9500 д.е.;

υ - отношение массы локомотива к массе поезда, υ = 200/4200 = 0,048;

Сэ - расходы, приходящиеся на 1 т∙к механической работы, Cэ = 18,5 д.е.;

= 70,1 км/ч

Принимаю ходовую скорость грузового поезда V = 70 км/ч.

Таблица 6.2

Время хода грузовых поездов по перегонам участка N-C:

Для определения значений участковой и технической скоростей движения грузовых поездов на однопутном участке N-C составляю ведомость для нечетного и четного направлений табл. 6.3.

На однопутных линиях с ростом скорости существенно увеличиваются затраты связанные с остановками:

Cост = Сдв ∙ (Крз + Кпр), д.е. (6.4)

где Сдв - годовые эксплуатационные расходы по движению поездов, д.е.;

Крз, Кпр - коэффициенты, учитывающие соответственно затраты на разгон, замедление и простой поездов, Крз = 0,09, Кпр = 0,12; [11],

Сдв = Сдв(т) ∙ Nгр(т) + Cдв(о) ∙ Nгр(о), д.е (6.5)

где Сдв(т), Сдв(о) - расходы по движению одного поезда по направлениям, Сдв(т) = 26 д.е., Сдв(о) = 24,8 д.е.;

Nгр(т), Nгр(о) - число грузовых поездов в год, по направлениям,

Nгр(т) = Nгр(о) = 19 ∙ 365 = 6935 поездов/год.

Сдв = 26 ∙ 6935 + 24,8 ∙ 6935 = 352298 д.е.

Сост = 370840 ∙ (0,09 + 0,12) = 73982,58 д.е.

И хотя при данных размерах движения с ростом скорости сокращается число остановок, суммарные затраты на них возрастают. Но в связи с тем, что при увеличении скорости на однопутных линиях могут быть отдалены более капиталоемкие мероприятия по увеличению пропускной способности, оптимальные скорости здесь оказываются близкими к получаемым на двухпутных линиях.

Таблица 6.3

Ведомость нахождения поездов на участке N-C

Для графика движения поездов составленного на листе №7 ГЧ и приведенного в табл. 6.2., величины Vу и Vт составляют:

без учёта сборных поездов:у- = 2 ∙ 19 ∙ 120 / ((209,13 + 224,5) - (212,79 + 228,6)) + 24 ∙ 4 = 51,7 км/ч;

с учётом сборных поездов:у+ = 2 ∙ 20 ∙ 120 / ((217,06 + 248,5) - (216,76 + 248,5)) + 24 ∙ 4 = 49,8 км/ч;

техническая скорость с учётом сборных:т = 2 ∙ 20 ∙ 120 / [(19 ∙ 216 + 2 ∙ 20 ∙ 3 + 68 ∙ 3) / 60] = 65 км/ч;

участковая скорость сборных поездов:усб = 2 ∙ 120 / ((7,93 + 23,97) - (3,97 + 20)) = 30,3 км/ч.