Обеспечение сохранности скоропортящихся грузов на основе совершенствования параметров энергохолодильного оборудования (на примере рефрижераторной секции ZВ-5)

Директивами ШТ съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства предусмотрено повысить среднегодовое производство мяса до 17,5 млн.т., овощей до 29,4 млн.т., плодов и ягод до 11,5 млн.т. В настоящее время в связи с внедрением мер, разработанных партией и правительством в Продовольственной программе СССР заметно увеличилось производство молока, яиц, плодов и овощей. Однако, как заявил на ноябрьском Пленуме ЦК КПССС&-] 1982 г тов. Ю.В.Андропов-" перебои в снабжении некоторыми продовольственными товарами все еще не устранены". Для устранения этих недостатков в Продовольственной программе СССР намечено обеспечить в возможно сжатые сроки устойчивое снабжение населения всеми видами продовольствия, существенно улучшить структуру питания советских людей за счет наиболее ценных продуктов.

В результате возрастания производства продуктов питания возрастают и объемы перевозок скоропортящихся грузов по железным дорогам. С ростом объема перевозок возрастают требования к сохранности скоропортящихся грузов. Перевозки скоропортящихся грузов в СССР с его огромной территорией характеризуются большой дальностью и в ряде случаев неблагоприятными климатическими условиями.

Специфические особенности транспортировки скоропортящихся грузов требуют проведение специального обслуживания и непрерывного контроля за состоянием груза в пути следования. Поэтому на железнодорожном транспорте ведется большая работа по развитию технического обслуживания и совершенствованию технических средств, предназначенных для перевозки скоропортящихся грузов.

— 5 В настоящее время пополнение парка рефрижераторного подвижного состава (РПС) производится в основном за счет постройки пятивагонных рефрижераторных секций. Поступающий в эксплуатацию РПС отличается наличием более мощного энергохолодильного оборудования с автоматизацией процессов охлаждения и отопления вагонов. Однако, убытки железных дорог за несохранные перевозки скоропортящихся грузов приближаются уже к 10 млн руб. в год и около 50% данной суммы приходится на несохранные перевозки в РПС. В то же время вполне очевидно, что потери, имеющие место|в связи с порчей скоропортящихся грузов при их транспортировке в РПС, недопустимы.

О нетерпимости потерь продуктов и особенно плодов и овощей указывалось в решениях ноябрьского Пленума ЦК КПСС 1978 г, на майском Пленуме ЦК КПСС 1982 г. [з ], посвященном Продовольственной программе СССР было установлено, что одним из основных направлений реализации этой программы является борьба за экономию и бережливость, сокращение потерь и повышение качества сельскохозяйственной продукции путем широкого внедрения прогрессивных технологий производства, переработки и хранения ее, организации перевозок специализированным транспортом.

Повышение сохранности скоропортящихся (с/п) грузов равносильно увеличению урожайности наших полей и ферм. Для улучшения условий хранения с/п продуктов в одиннадцатой пятилетке предусматривается выделение более 15 миллиардов руб. капитальных вложений. Железнодорожному транспорту в одиннадцатой пятилетке выделяется 29 тыс. рефрижераторных и изотермических железнодорожных вагонов. Для улучшения обслуживания отраслей агропромышленного комплекса необходимо постоянное совершенствование железнодорожного подвижного состава. В связи с этим исследование обеспечения сохранности с/п грузов при перевозке их в РПС является весьма актуальным.

Известно, что для обеспечения сохранной перевозки с/п грузов необходима правильная загрузка в рефрижераторные вагоны только высококачественных, стандартных, правильно термически обработанных грузов с повышенной стойкостью и в надлежащей таре / <30,49,65 /. Однако, полный успех перевозки с/п грузов в рефрижераторном подвижном составе достигается лишь при поддержании необходимых температур, влажности, циркуляции и вентиляции воздуха в грузовом помещении вагона, соблюдение высоких санитарно-гигиенических требований перевозки данных грузов и своевременной их доставки.

Постоянство поддержания внутри рефрижераторных вагонов необходимых температур, влажности, циркуляции и вентиляции воздуха может быть обеспечено только при безотказной работе энергохолодильного оборудования секции в груженом рейсе. В связи с этим основными задачами диссертационной работы явились:

— изучение исследований в области совершенствования технических средств железнодорожного хладотранспорта;

— анализ колебаний температуры внутри рефрижераторных вагонов при перевозках скоропортящихся грузов;

— установление вероятностных характеристик температурных факторов, действующих в реальных условиях эксплуатации ;

— анализ соотношения между мощностью холодильных агрегатов и теплопритоком в грузовые вагоны рефрижераторных секций во время перевозки с/п грузов;

— определение безотказности сложной системы энергохолодильного оборудования секции в условиях наличия и отсутствия его резервирования-,.

— расчет безотказности основных элементов энергохолодильного оборудования секций;

— 7- оценка обеспечения постоянства оптимальных условий сохранной перевозки с/п грузов вероятностью безотказной работы всей сложной энергохолодильной системы секции в целом за груженый рейс;

— разработка мероприятий по улучшению надежности и использования холодильного оборудования рефрижераторных секций типа ¦£В-5 постройки ЦСР.

В основу исследований фактора обеспечения сохранной перевозки с/п грузов в избранном типе РПС положен отечественный и зарубежный опыт, накопленный при разработке вопросов, связанных с определением эксплуатационной надежности сложных энергетических систем.

При разработке методики определения безотказности сложной энергохолодильной системы секции «£В-5 автором использован математический аппарат теории множеств, теории вероятностей и алгебры логики.

После построения логико-вероятностной математической модели функционирования сложной энергохолодильной системы решение задачи по определению численных значений вероятности безотказной работы данной системы осуществлялось в результате использования статистических данных о различных неисправностях энергохолодильного оборудования, исследуемых секций.

Данные об отказах выбирались из журналов учета и ремонта оборудования секций «2В-5 в депо приписки. Учету подвергались секции, приписанные к рефрижераторным депо Предпортовая Октябрьской ж.д. и Валга Прибалтийской ж.д. При обработке статистических данных об отказах энергохолодильного оборудования и продолжительности эксплуатации пятивагонных секций в различных климатических районах использовались методы математической статистики.

Для разработки мероприятий по повышению сохранности с/п грузов, перевозимых секциями типа £В-5, были проведены экспериментальные исследования надежности реле-давления типа 612.10, предназначенного для защиты компрессора от понижения давления всасывания.

В холодильной лаборатории МИИТа проводилось исследование работы компрессора холодильно-отопительного агрегата секции^В-5 перед оттайкой снеговой шубы с испарителя в условиях резкого снижения давления всасывания и давления масла в масляной магистрали. Здесь же проводились исследования по регулированию холодопроизво-дительности приборов охлаждения и поддержания внутри охлаждаемого помещения более стабильного температурного режима.

Работа состоит из шести разделов — введения, пяти глав, общих выводов и приложений.

Список использованной литературы насчитывает 66 наименований советских и зарубежных авторов.

По теме диссертации имеются следующие печатные работы:

1. Ларин П. И. Влияние термической подготовки фруктов и овощей при станциях массовой погрузки на техническое обслуживание автономных рефрижераторных вагонов. В сб." Прогрессивная технология грузовых станций" .Труды МИИТ, вып. 482, М.," ТранспортV 1975, с. 103−105.

2. Ларин П. И. «Исследование эксплуатационной надежности холодильных агрегатов автономных рефрижераторных вагонов. В сб. „Прогрессивные методы организации грузовой работы на железных дорогах“ .Труды МИИТ, вып.533, М.» Транспорт", 1976, с.43−53.

3. Ларин П. И. Предварительная оценка эксплуатационной надежности энергохолодильного оборудования пятивагонных рефрижераторных секций типа 2В-5 постройки ГДР. В сб." Вопросы эксплуатации и экономики железных дорог". Труды МИИТ, вып., 577, М," Транспорт" ,.

1977, с. 38−45.

4. Ларин П. И., Екимовский И. П. Методика расчёта безотказности энергохолодильного оборудования пятивагонной секции типа ZB-5. В сб. «Совершенствование грузовой и коммерческой работы с применением экономико-математических методов и ЭВМ». Труды МИИТ, вып. 566, М, «Транспорт», 1977, с. 166 .

5. Ларин П. И., Екимовский И. П. Методика расчета надёжности энергохолодильной системы пятивагонных рефрижераторных секций типа 1£В-5 завода «Дессау» В сб. «АСУ грузовых станций». Труды МИИТ, вып. 565, М, «Транспорт», 1977, с. I09-II6.

6. Ларин П. И. Регулирование холодопроизводительности агрегатов РПС при перевозке плодоовощей. В сб. «Вопросы совершенствования перевозок скоропортящихся грузов и технических средств хладотранспорта». Труды МИИТ, вып. 606, М, «Транспорт», 1978, с. III- 116.

Материалы диссертации доложены и одобрены на XI, Х1У и ХУШ Общесетевых научно-технических конференциях по применению математических методов и ЭВМ в эксплуатации железных дорог, а также на заседании кафедры «Организация грузовой и коммерческой работы» МИИТа. Основные положения данной работы по повышению надёжности компрессоров холодильных агрегатов секций £В-5 внедрены в производство .

Научным консультантом по данной диссертационной работе являлся кандидат технических наук, доцент МИИТа Демьянков Н.В.

7. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ.

1. Количественные потери (усушка) скоропортящихся грузов при перевозках в значительной степени определяются стабильностью установленных температурно-влажностных условий внутри грузового помещения рефрижераторного Батона и продолжительностью перевозок.

2. Анализом температурного режима внутри рефрижераторных вагонов при перевозке плодов и овощей в установившемся автоматическом режиме и результатами экспериментальных исследований установлено, что колебания температуры в отдельных точках грузового помещения составляют в среднем 2,2°С. При преобладающем в уеловиях реальной эксплуатации ручном режиме работы холодильного оборудования величина этих колебаний может увеличиваться в несколько раз.

3. Предложен новый способ обеспечения стабильности необходимой температуры внутри грузового помещения рефрижераторного вагона путем непрерывного регулирования холодопроизводительнос-ти холодильной установки за счет перепуска паров хладона с линии нагнетания в секции воздухоохладителя. При этом колебания температур в отдельных точках грузового помещения отсутствуют, а неравномерность температур в целом по объему кузова снижается в два раза.

4. Экспериментально установлена зависимость увеличения количества влаги, теряемой свежей капустой при усушке, от колебаний температуры внутри охлаждаемого помещения с этим грузом. Доказано, что при предлагаемом способе обеспечения стабильного температурного режима внутри вагона, количество влаги теряемой грузом и намерзаемой на воздухоохладителе на 21% меньше, чем при существующем двухпозидаонном регулировании температуры.

5. Сравнение результатов экспериментов по определению продолките льности охлаждения и усушки свежей капусты при двух вариантах температурного режима внутри охлаждаемого помещения показало, что при более стабильном температурном режиме время охлаждения данного груза снижается на 25 $, а усушка на 20 $.

6. Исследованы вероятностные характеристики продолжительностей обеспечения энергохолодильной и энергоотопительной системами секций £В~5 за год различных температурных режимов перевозки с/п грузов. Определены вероятностные характеристики воздействия на данные секции и груженых рейсах различных температур наружного воздуха. Вероятность обеспечения оборудованием секциил температурных режимов перевозки мороженых грузов составляет 0,62, отапливаемых-0,18,охлажденных и свежих плодоовощей с другими с/п грузами-0,20. Вероятность эксплуатации секций при температуре наружного воздуха +40°С и выше невелика и составляет 0,4−10″ «^.

7. Выполнен теплотехнический расчет кузова грузового вагона секции ХВ-5 и холодопроизводительности его агрегата. Результаты этого расчета, а также вероятностные характеристики продолжительностей воздействия на секции в груженых рейсах за год различных температур наружного воздуха и обеспечения внутри вагонов определенных температурных режимов, позволили рассчитать безотказность энергохолодильного оборудования секций ХВ-5 в целом за груженый рейс.

8. По результатам двухлетних наблюдений за работой 50-ти секций ЗВ-5 определены показатели безотказности элементов ее энергохолодильного оборудования. Установлено, что более 60 $ всех отказов приходится на долю дизель-генераторных агрегатов.

Соответственно доля отказов холодильно-отолительного оборудования составляет менее 40 $. Математическое ожидание наработки между отказами составило для дизель-генераторного оборудования.

— м.

697 ч., а холодильного — 411 ч.

9. Определена вероятность обеспечения энергохолодильным оборудованием секций %В~5 заданных температурных режимов перевозки скоропортящихся грузов в условиях эксплуатации. Расчетами установлено, что при существующей надежности этих секций из каждой тысячи груженых рейсов в четырех будут наблюдаться нарушения заданного температурного режима перевозки. Применительно к парку секций это составит около сорока рейсов в год.

10. Проведены всесторонние испытания на надежность реле-давления типа 612.10 фирмы «Мертик» ГДР. Установка этих приборов на холодильных агрегатах секций ХВ-5 позволила, повысить их безотказность на 10%.

11. Повышение надежности холодильного оборудования за счет установки реле-давления типа 612.10 позволило сохранить от понижения качества и частичной порчи более 300 т с/п грузов, перевозимых секциями 2В-5 за год.

12. Обеспечение внутри рефрижераторных вагонов более стабильного температурного режима при использовании предложенного метода непрерывного регулирования холодопроизводительности агрегатов позволит сократить потери с/п продуктов в процессе перевозки из-за усушки на 20%. При перевозках в 5- вагонных секциях 2В~5 свежей ранней капусты, обладающей не высокой стоимостью, по сравнению с другими с/п грузами, указанное сокращение её усушки может дать экономический эффект более 70 тыс. руб. в год.