Меры для увеличения мощности линии

Мощность линии – это способность линии при наличном или возможном техническом вооружении перевезти максимально возможное количество грузов(провозная способность).

Возможная провозная способность вычисляется по формуле:

, млн.т/год

Где – γ _н=1, 1 – коэффициент внутригодичной неравномерности

перевозок;

α _н - коэффициент надежности =0, 92

Q_бр – расчетная масса состава грузового поезда брутто, т

- максимально – возможная пропускная способность по грузовому движению пар поездов в сутки;

; где

n ^max – возможная максимальная пропускная способность, пар поездов в сутки;

1, 2 – коэффициент, учитывающий резерв пропускной способности;

n_п и n_c – число пар пассажирских и сборных поездов в сутки, пропускаемых по участку;

ε _п и ε _с - коэффициенты съема грузовых поездов соответственно пассажирскими и сборными поездами, в расчетах рекомендуется принимать 1, 1 и 1, 5

Возможная максимальная пропускная способность, пар поездов в сутки, определяется по следующим формулам:

а) при параллельном обыкновенном графике

; где

Т_пер период параллельного графика =47мин;

б) при частично-пакетном графике (при двух поездах в пакете и двух непакетных поездах)

; где

I – интервал времени между поездами в пакете, мин

в) при двухпутном графике

Вариант усиления мощности линии

Начало расчетного периода: вид тяги – электрическая, эксплуатируемый локомотив на участке – ВЛ8, график движения – обыкновенный параллельный график, ПАБ.

Возможная пропускная способность равна

пар поездов в сутки

Возможная провозная способность равна

; где

3000т – масса состава брутто для локомотива ВЛ8 2-е секции при руководящем уклоне 13‰

Г_в2 = 0, 72× 14, 32 = 10, 31 млн.т/год

пар поездов/сутки

пар поездов/сутки

пар поездов/сутки

Г_{в 5} = 0, 72× 9, 62=6, 92 млн.т/год

Г_{в 10} = 0, 72× 8, 52=6, 13 млн.т/год

Г_{в 15} = 0, 71× 7, 42=5, 34 млн.т/год

Нанесем полученные результаты на график овладения перевозками.

При анализе сравнения потребной и провозной способностей можно сделать вывод, что при параллельном графике и электрической тяге линия не справляется с заданными перевозками со 2 года. Значит, нет эффективности в использовании линии с принятыми техническими вооружениями.

Поэтому мероприятием для увеличения провозной способности на данном этапе может быть применение частично- пакетного графика с самого начала расчетного периода.

При частично-пакетном графике линия должна быть оборудована автоблокировкой.

Определим возможную пропускную способность

пар поездов/сутки

пар поездов/сутки

пар поездов/сутки

пар поездов/сутки

пар поездов/сутки

Возможная провозная способность равна:

Г_{в 2} = 0, 72× 25, 56 =18, 40 млн.т/год

Г_{в 5} = 0, 72× 20, 86 =15, 01 млн.т/год

Г_{в 10} = 0, 72× 19, 76 =14, 22 млн.т/год

Г_{в 15} =0, 72× 18, 66 =13, 43 млн.т/год

Результаты нанесем на график овладения перевозками.

Эффективность линии сохраняется 3 года.

Усилим мощность линии за счет строительства и эксплуатации второго пути при той же электрической тяге (ВЛ8).

Для двухпутной линии определим количество раздельных пунктов:

N = L/l+1

где: L – общая длина реконструируемого участка, км

l – средняя длина перегона на реконструируемом участке, км

N = 108: 16+1=7, 75

Возможная пропускная способность линии равна:

пар поездов/сутки

Определим значения наличной пропускной способности:

пар поездов/сутки

пар поездов/сутки

пар поездов/сутки

пар поездов/сутки

Возможная провозная способность равна:

Г = 0, 72 × 145, 2 = 104, 54 млн.т/год

Наличная провозная способность:

Г_в2 = 0, 72× 113, 8 = 81, 93 млн.т/год

Г_{в 5} = 0, 72× 109, 1 = 78, 55 млн.т/год

Г_{в 10} = 0, 72× 108 = 77, 76 млн.т/год

Г_{в 15} = 0, 72× 106, 9 = 76, 96 млн.т/год

Наносим на график овладения перевозками значения провозной способности по расчетным годам при двухпутной линии.

В результате построения видно, что данное техническое состояние линии имеет большой потенциал.

2 Вариант усиления мощности

По графику овладения перевозками в первом варианте видно, что при использовании параллельного графика линия обеспечивает заданные размеры перевозок только в течении, примерно 12 месяцев, применение частично-пакетного графика при той же электрической тяге продляет срок эффективной эксплуатации линии еще примерно на 2, 5 года. Поэтому во 2-м варианте усиления мощности линии переход от электрической теге (локомотив ВЛ8) к электрической теге (локомотив ВЛ80).

Определим длину участка с руководящим уклоном:

где: τ _ск – интервал сокращения поездов =1мин, (ст. на площадке);

τ _нп – интервал неодновременного прибытия поездов =3 мин;

t_р – время на разгон, мин (для тепловозной тяги = 3 мин);

t_з – время на замедление (для тепловозной тяги = 1, 5мин);

ℓ _ст=1800.

Для локомотива ВЛ80:

а) пар поездов/сутки

б) пар поездов/сутки

в) пар поездов/сутки

Наличная пропускная способность на расчетные года:

а)

пар поездов/сутки;

пар поездов/сутки;

пар поездов/сутки;

пар поездов/сутки.

б)

пар поездов/сутки;

пар поездов/сутки;

пар поездов/сутки;

пар поездов/сутки;

в)

пар поездов/сутки

пар поездов/сутки

пар поездов/сутки

пар поездов/сутки

Рассчитаем провозную способность:

Возможная провозная способность равна:

Г = 0, 83 × 145, 2 = 120, 51 млн.т/год

Наличная провозная способность по годам:

а)

Г_{в 2} = 0, 83 × 14, 33 = 11, 89 млн.т/год;

Г_{в 5} = 0, 83 × 9, 63 = 7, 99 млн.т/год;

Г_{в 10} = 0, 83 × 8, 53 = 7, 07 млн.т/год;

Г_{в 15} = 0, 83 × 7, 43 = 6, 16 млн.т/год;

б)

Г_{в 2} = 0, 83 × 25, 57 = 21, 22 млн.т/год;

Г_{в 5} = 0, 83 × 20, 87 = 17, 32 млн.т/год;

Г_{в 10} = 0, 83 × 19, 77 = 16, 40 млн.т/год;

Г_{в 15} = 0, 83 × 18, 67= 15, 49 млн.т/год;

в)

Г_{в 2} = 0, 83 × 113, 8 = 94, 45 млн.т/год;

Г_{в 5} = 0, 83 × 109, 1 = 90, 55 млн.т/год;

Г_{в 10} = 0, 83 × 108 = 89, 64 млн.т/год;

Г_{в 15} = 0, 83 × 106, 9 = 88, 72 млн.т/год;

Нанесем полученные значения провозной способности на график овладения перевозками по расчетным годам.

В результате построения видно, что при конечном состоянии (техническом состоянии) линии существует возможность усиления мощности линии, которая значительно превышает заданные размеры перевозок.

При проектировании линии необходимо учитывать основные технические параметры проектирования, влияющие на мощность линии и которые условно делятся на три группы:

1. параметры постоянных устройств:

- число главных путей;

- руководящий уклон;

- нормы размещения раздельных пунктов;

- длина станционных площадок.

2. параметры технического оснащения:

- вид тяги;

- тип локомотива;

- длина приемо-отправочных путей;

- связь и СЦБ;

- путевое развитие раздельных пунктов.

3. форма организации движения поездов (типы графиков):

- обыкновенный;

- частично-пакетный;

- двухпутный.

Сравнение вариантов.

При сравнении вариантов определяется сравнительная эффективность, при которой мы считаем только те затраты и по тем устройствам и сооружениям, которые различаются по вариантам. Например: строительная стоимость, электрическая тяга, сроки капитальных вложений.

Схема овладения перевозками является многоэтапным капитальным вложением. За его критерий принимается сумма приведенных единовременных капвложений и сумма ежегодных приведенных эксплуатационных затрат за срок сравнения вариантов. Срок сравнения определяется таким образом, чтобы после этапа приведенные затраты по сравниваемым вариантам были бы одинаковы.

- основная формула для многоэтапного

капвложения

где: S – суммарные строительно-эксплуатационные расходы с учетом отдаления отдельных слагаемых во времени;

К – капвложения приведенные в t-м году;

η _t – коэффициент приведения отдаления затрат, учитывающий уменьшение значимости затрат, совершенных через t-лет;

Э_t – эксплуатационные расходы за t-й год;

Т_ср – год сравнения.

Эксплуатационные затраты.

Эксплуатационные расходы слагаются из расходов, пропорциональных размерам движения Э_дв, и расходов по содержанию постоянных устройств Э_пу:

Э = Э_дв + Э_пу.

При подсчете Э для сравнения вариантов условно учитываем расходы только по грузовому движению.

С учетом этого эксплуатационные расходы подсчитываются по формулам:

Э_дв = 365× n_гр× С_пр× 10^-3 ;

где: С_пр – расходы, руб/поезд, по пробегу поездом маршрута длиной L, км, определяемые по формуле:

где: = 1, 53 руб/км - норма расхода на пробег поездом 1-го км на

площадке руб/км;

А = 0, 200 руб/км – то же на преодоление 1м высоты;

Н = 78м – алгебраическая разность отметок начальной и конечной точек маршрута;

∑ α = 278^о – сумма градусов углов поворота всех кривых на маршруте;

Б = 0, 276 руб/м – норма дополнительных расходов на движение поездов (с подтормаживанием) на каждый метр высоты тормозного спуска, руб/м;

Н_с = 15 м – сумма высот всех спусков на маршруте данного направления, имеющих крутизну более предельного безвредного уклона, м

∑ α _с =17^о сумма углов поворота кривых в пределах этих спусков;

В = 0, 75 руб – поправка к величине расходов на тормозных спусках, учитывающая часть кинетической энергии поезда, расходуемой на преодоление основного удельного сопротивления подвижного состава;

l_с = 7км – протяжение тормозных спусков.

С_{пр.туда} = 1, 53× 108+0, 200× (78+0, 012× 278)+0, 276× (15 - 0, 012× 17) – 0, 75× 7= 180, 34руб

С_пр.об = 1, 53× 108+0, 200× (-78+0, 012× 278)+0, 276× (-15 - 0, 012× 17) – 0, 75× 7= 140, 86 руб;

С_пр = 321, 2 руб.

Расходы по содержанию постоянных устройств определяются по формуле:

Э_пу = C_линL

где: С_лин – удельные затраты по содержанию постоянных устройств, пропорциональные длине линии и определяемые по укрупненным данным при числе реальных пар поездов в сутки.

Произведем расчет расходов на начало расчетного периода при тепловозной тяге.

В состав годовых эксплуатационных расходов удобно включать расходы на пополнение локомотивного парка. Они определяются на основе расчетов потребного числа локомотивов и прейскурантных цен. Потребное число локомотивов зависит от размеров движения и производительности локомотива. Размеры движения, пар поездов в сутки, определяются по формуле:

где: Г_п – потребная провозная способность проектируемой железной дороги, млн.т/год; Г_п = 14 млн.т/год

γ = 1, 1 – коэффициент неравномерности перевозок;

Q_н = Q_бр × 0, 72 = 3000 × 0, 72 = 2160 тыс.т – масса поезда нетто;

≈ 20 пар поездов/сутки

Следовательно, при электрической тяге и параллельном графике, при АБ и числе реальных пар поездов в сутки укрупненный показатель по содержанию и эксплуатации линейных устройств на 1км длины главных путей, тыс.руб/год на однопутной железной дороге:

Э_{пу 1} = 11, 6× 108 = 1252, 8 тыс.руб

Рабочий парк локомотивов грузового движения:

Л_раб = Т_лn_гр/24,

где: Т_л – время полного оборота локомотива на обслуживание одной пары поездов на рассматриваемой железной дороге протяжен ностью L = 108 км;

Т_л = 2L/v_уч + t_л;

где: v_уч = 40км/ч – участковая скорость при электрической тяге;

t_л – среднее время простоя локомотива (по прибытию и отправлению, ч), принимаемое при электрической тяге:

Т_л = 2× 108/40+7, 18 = 12, 58ч

Л_раб = 12, 58 × 19, 5/24 = 10, 22 локомотивов

Инвентарный парк поездных локомотивов грузового движения:

Л_инв = Л_раб× α _п

где: α _п - коэффициент перехода, учитывающий локомотивы, находящиеся во всех видах ремонта равный 1, 10

Л_инв = 10, 22× 1, 10 = 11, 24 локомотивов

Аналогично проводим расчеты для 15-го года эксплуатации при n_гр=21 поезд, тогда:

Т_л = 2 × 108/40 + 6, 92 = 12, 32 ч

Л_раб = 12, 32 × 21/24 = 10, 78 локомотивов

Л_инв = 10, 78 × 1, 10 = 11, 86 локомотива

Необходимое пополнение парка электровозов составит:

11, 86 – 11, 24 = 0, 62 ≈ 1 электров

На что потребуется: 170, 8 × 1 = 170, 8 тыс.руб

Суммарные эксплуатационные затраты на 1-й год эксплуатации:

Э = Э_дв + Э_пу

Э_дв = 365 × 20 × 321, 2× 10^-3 = 23447, 6 руб

Э = 2, 345 + 1, 253 = 3, 598 млн.руб

На 15-й год эксплуатации предусмотрен переход на электрическую тягу постоянного тока ВЛ8.

2. Проектирование реконструкции