Диплом на тему Утилизация отработанных шпал

ВВЕДЕНИЕ
В последнее время обострилась экологическая ситуация в России, поэтому крайне необходим ресурсосберегающий и экологически обоснованный подход к организации производства. Считается, что наиболее рациональна такая организация промышленных комплексов, при которой отходы одного производства являются сырьем для другого.
К началу XXI века проблема рационального обращения с отходами превратилась в одну из самых глобальных проблем. Растущее извлечение минеральных ресурсов из земных недр сопровождается образованием больших количеств отходов, так как используется лишь 22 % извлеченной горной породы. Многие виды отходов, образующие в химической промышленности, энергетике, при производстве строительных материалов, на железнодорожном транспорте и в других отраслях, не находят себе применение по технологическим или экономическим причинам. Научное обоснование использования отходов обеспечит решение двух задач:
1. сбережение природных ресурсов, которые будут замещены вторичным сырьем;
2. охрану окружающей среды от воздействия токсичных веществ, которые содержатся в отходах.
Проблема утилизации железнодорожных шпал - острейшая для транспортной отрасли. Ежегодно только на Свердловской железной дороге выводится из производственного использования около 700 тыс. штук деревянных шпал.
Для предотвращения гниения они пропитаны антисептиками, что делает их экологически опасными. Креозот является одним наиболее токсичных из всех септиков, так как на 70 процентов состоит из ароматических углеводородов.  Согласно федеральному классификатору отходов, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] креозотом шпалы относятся к третьему классу опасности.

Региональные полигоны промышленных отходов в основном переполнены, и подразделения дорог нередко вынуждены накапливать отслужившие срок шпалы в местах, не предусмотренных для их хранения.
Одним из направлений утилизации старогодних шпал является их переработка в древесные активные угли – данный метод подразумевает два этапа прохождения. Первый – с помощью химических реагентов нейтрализуются соединения креозота, на втором этапе методом пиролиза перерабатывается древесина.
Целью настоящей дипломной работы является разработка метода утилизации старогодних шпал в активные угли и внедрение данной технологии в производство.





















1 ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ
1.1 ХАРАКТЕРИСТИКА ВЕРХНЕГО СТРОЕНИЯ ПУТИ ДО И ПОСЛЕ РЕМОНТА

Участок пути подлежащий ремонту двухпутный
Тяга поездов электрическая
Средства сигнализации и связи: автоблокировка
Характеристика верхнего строения пути до ремонта:
А) Рельсы типа Р-65
Б) Накладки типовые 6-дырные
В) Подкладки двухребордчатые
Г) Противоугоны 42 пары на звено
Д) Шпалы типа дер. в количестве 1840/2000 шт. на километр
Е) Прямых участков 56%, кривых участков 44%
Е) Балласт асбест загрязнён на 34% и более, ниже подошвы шпал загрязнён на глубину 30 см.
Характеристика верхнего строения пути после ремонта:
А) Рельсы типа Р-65
Б) Накладки типовые 6-дырные (инвентраные)
В) Подкладки двухребордчатые
Д) Шпалы железобетонные в количестве 1840/2000 шт. на километр
Е) Прямых участков 56%, кривых участков 44%
Е) Балласт щебеночный
Скорости движения поездов:
А) Грузовые 80 км/ч
Б) Пассажирские 100 км/ч
В) Пригородные 100км/ч
7. Сроки производства работ 82 дня
8. Годовой объем ремонта 73 км.

1.2 УСЛОВИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

Условия производства работ определяются в соответствии с «Техническими условиями на работы по ремонту и планово-предупредительной выправке пути» 1998 г.
Определяем количество шпал на 1 км по формуле:
Qш = (1840х%Lп+2000х%Lк)/100
Qш = (1840х56%+2000х44%)/100 = 1910 шт.
Определяем количество костылей:
Qкост = (44х2000х10+56х1840х8+56х2х2х40)/100 = 17133 шт.
Протяжённость насыпей 20%, а выемок 80%
Больших путевых знаков 2 шт, а маленьких 9 шт.
Количество переездов на 1 км 0.22, а на весь путь 16 шт.
Протяжённость мест препятствий для работы машин (ЭЛБ, ЩОМ, ВПО) составляет 20м на 1 км.

1.2.1 ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ РЕМОНТА

Необходимость ремонта пути определяется в зависимости от класса пути в соответствии с Положением о системе ведения путевого хозяйства и Техническими условиями на работы по ремонту пути планово-предупредительной выправки пути.
Для определения класса пути необходимо определить грузонапряжённость. Она определяется по формуле:
Г = (nгрхQгр+nпассхQпасс+nпригхQприг)х365
Г = (11х5600+12х1480+9х790)х365 = 31561550 тн.брутто
где:
nгр – количество грузовых поездов
Qгр – вес грузовых поездов
nпасс – количество пассажирских поездов
Qпасс – вес пассажирских поездов
nприг – количество пригородных поездов
Qприг – вес пригородных поездов
365 – количество дней в году
В соответствии с найденной грузонапряжённостью и заданными скоростями движения определяем класс пути. Категория пути 3, класс 2, группа В.
По установленному классу в соответствии с таблицей 2.4 Положения о системе ведения путевого хозяйства определяем нормы периодичности.
Периодичность капитального ремонта в годах определяется по формуле:
t = QН/Г= 600/ 31,56 = 19,01 лет
где t – периодичность ремонта в годах
QН – среднесетевая норма периодичности капитального ремонта пути
Г - грузонапряженность
Однако, в соответствии с Положением о системе ведения путевого хозяйства на путях класса 2В3 периодичность ремонта не реже, чем 1 раз в 15 лет. Принимаем 15 лет.

1.2.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУТОЧНОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПМС

Суточная производительность определяется в соответствии с заданным объёмом работ и принятыми сроками производства работ.
Суточная производительность определяется, как отношение годового объёма работ к числу рабочих дней, за которые этот объём должен быть выполнен.
13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415 = 0,9892 м
где A – годовой объём работ, км.
Тгод - количество рабочих дней в сезоне
13 EMBED Equation.3 1415- резерв времени на случай не предоставления «окон», на разворот и свёртывание работ в начале и конце сезона (принимаем 0.1Т)


1.2.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ФРОНТА РАБОТ В «ОКНО»

Фронт работ устанавливается в зависимости от суточной производительности ПМС и периодичности предоставления «окон».
Lфр = Sхnпер = 0,9892х2,5 = 2,5 = 2500м
где:
S - суточная производительность ПМС, км.
nпер - периодичность предоставления «окон».
Полученный фронт работ сравнил с нормативным (Lн), определяемым в соответствии с Инструкцией ЦД/412, Lфр > Lн, требования инструкции удовлетворяются, значит полученный фронт работ принимаем.

1.2.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТИ МАТЕРИАЛОВ ВСП
НА РЕМОНТ 1 КМ. ПУТИ

Потребность материалов определяется в соответствии с указанием C 1386 у.
Расчет потребного количества шпал и промежуточных рельсовых скреплений производится в зависимости от конкретных условий (протяженность прямых и кривых на ремонтируемом участке). Характеристика материалов верхнего строения пути, укладываемых при ремонте (процент старогодных материалов, тип шпал, группа и класс рельсов.) принимается в соответствии с п.2.2 «Технических условий на работы по ремонту и планово – предупредительной выправке пути» (1998г.)
Данные о потребности материалов сводятся в таблицу 1.








Таблица 1
№ п/п
Наименование материалов
Измеритель

Потребность на ремонт 1 км. пути
Потребность на фронт работ.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Рельсы Р-65
Накладки 6-дырные
Подкладки для ж/б
Шпалы типа ж/б
Резиновые прокладки
Болты стыковые
Гайки
Шайбы
Болт клеммный с гайкой
Болт закладной с гайкой
Клемма
Балласт
ШT/T
ШT/T
ШT/T
ШT
ШT
ШT/T
ШT/T
ШT/T
ШT/T
ШT/T
ШT/T
М13 EMBED Equation.3 1415
80/129.28
160/4.72
3820/26.74
1910
3820
955/0.78
955/0.21
955/0.096
7640/3.51
7640/5.27
7640/4.74
1080
200/323.2
400/11.8
9550/66.85
4775
9550
2388/1.96
2388/0.53
2388/0.24
19100/8.78
19100/13.18
19100/11.85
2700


1.2.5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОПРАВОЧНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ
К ТЕХНИЧЕСКИМ НОРМАМ ВРЕМЕНИ

Поправочные коэффициенты к техническим нормам времени определяются в зависимости от размеров движения на ремонтируемом участке и способа ограждения производимой работы.
Величину поправочного коэффициента определяем по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415;

13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415
13 E
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·–
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·–
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·–
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·где Т-количество минут в рабочем дне
13 EMBED Equation.3 1415-затраты рабочего времени на переходы в рабочей зоне, отдых и пропуск поездов по участку работ.
Принято считать затраты 13 EMBED Equation.3 1415 равными:
На переходы в рабочей зоне 15 минут на весь рабочий день;
На отдых – 5 минут после каждого часа работы, кроме предобеденного и послеобеденного часов, т.е. 30 минут на весь рабочий день;
На пропуск поездов – в зависимости от вида ограждения места работ сигналами.

1.2.6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОМПЛЕКСА МАШИН ДЛЯ РЕМОНТА

При проектировании ремонта пути необходимо определить комплекс машин, выполняющих наиболее трудоемкие работы. Ниже приведены примерные составы машинизированных комплексов.
Электробалластёр ЭЛБ
Разборочный кран УК-25
Укладочный кран УК-25
Хоппер-дозаторная вертушка ХДВ №1
Выправочно-потбивочн-отделочная машина ВПО-3000
Хопер дозаторная вертушка ХДВ №2
Электробалластёр ЭЛБ-Р

1.2.7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ РАБОЧИХ ПОЕЗДОВ

При составлении схем рабочих поездов необходимо помнить, что они должны соответствовать типовым схемам, установленным «Инструкцией по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ» (ЦП 485). По инструкции, в соответствии видом ремонта определяются схемы формирования рабочих поездов на станции и на перегоне.
В состав путеукладочного и путеразборочного поезда включаются моторные платформы, которые на перегон и обратно должны следовать порожними
В состав путеразборочного поезда входят:
Порожние платформы в количестве (Lфр/(25хn))х2, где n-количество звеньев в пакете.
Платформа прикрытия 2 шт. (только при следовании состава от места дислокации ПМС, до станции ограничивающей перегон места работ)
Кран УК-25
МПД по 1 шт. на каждые 10 платформ
Турный (пассажирский вагон)
Локомотив
и обратно должны следовать порожними
nпл=(2500/25х6)х2=34, округляем до величины кратной 2 в большую сторону
Lразбор = 34хLпорож + 2хLприкрыт + Lук + Lт.в. + Lлок + 2хLмпд
Lразбор = 34х14.6+2х14.6+43.9+23.9+24+1х16.2 = 633,2 м
В состав путеукладочного поезда входит:
Порожние платформы в количестве (Lфр/(25хn))х2, где n- количество звеньев в пакете.
Платформа прикрытия 2 шт. (только при следовании состава от места дислокации ПМС, до станции ограничивающей перегон места работ)
Кран УК-25
МПД по 1 шт. на каждые 15 платформ
Турный (пассажирский вагон)
Локомотив
nпл=(2500/25х5)х2=40
Lуклад = 40хLпорож + 2хLприкрыт + Lук + Lмпд + Lт.в. + Lлок
Lуклад = 40х14.6+2х14.6+43.9+16.2+24+23.9 = 721,2 м
Несамоходные машины на рельсовом ходу (ВПО, ЭЛБ, ЩОМ и т.д.) транспортируются отдельным локомотивом, в составе имеют кроме локомотива, турный вагон.
Lвпо = Lвпо 3000 + Lлок + Lт.в. = 27.7+23.9+24 = 75.6 м
Lэлб = Lэлб3 + Lлок + Lт.в. = 50.5+23.9+24 = 98.4 м
ХДВ имеет в своем составе количество единиц в зависимости от объема выгружаемого балласта. При значительных потребных объемах балласта в «окно» могут работать 2-3 отдельных хоппер-дозаторных поезда. Длина 1-го ХДВ не должна превышать полезной длины приёмо-отправочных путей (в курсовом проекте принимаем 1050м)
Балласт асбестовый 1080 м13 EMBED Equation.3 1415/км. ХДВ № 1 заполнена на 70%, а ХДВ № 2 заполнена балластом на 30%. Отсюда следует, что ХДВ № 1 везёт 1890 м13 EMBED Equation.3 1415балласта, а ХДВ № 2 везёт 810 м13 EMBED Equation.3 1415. Для того, чтобы увести такой объём балласта надо к ХДВ № 1 подцепить 53 шт. ЦНИИ-2 грузоподъёмностью 36 м13 EMBED Equation.3 1415, а к ХДВ № 2 надо подцепить 23 ЦНИИ-2.
Lхдв№1 = Lлок+Lт.в+23хLцнии-2 = 23.9+24+53х10 = 577.9 м
Lхдв№2 = Lлок+Lт.в+23хLцнии-2 = 23.9+24+23х10 = 277.9 м

1.2.8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ «ОКНА»

Необходимая продолжительность «окна» устанавливается в зависимости от вида и объема путевых работ, конструкции и числа используемых машин, их производительности и применяемой технологии.
Для определения необходимой продолжительности «окна» предварительно вычерчивается технологическая схема работ в «окно» с указанием основных операций в предполагаемой последовательности. Работы в «окно» выполняются поточным способом. В цепочке тяжелых путевых машин выделяется машина, определяющая темп выполнения работ (ведущая).
При производстве капитального ремонта пути ведущей машиной является техническое средство для смены рельсошпальной решетки.
Остальные работы в потоке должны выполняться в темпе ведущей машины, для того чтобы не сдерживать работу других машин и обеспечивать своевременное открытие перегона для движения поездов.

Продолжительность «окна» вычисляется по формуле:
То = tразв +Твед + tсв Tо = 74+251+47 = 375 = 6ч 12мин
tразв - время на разворот работ включает в себя время от начала работ до момента вступления последней работы ведущейся в темпе ведущей машины.
tсв - время на свертывание работ – время между окончанием последней работы ведущейся в темпе ведущей машины и открытием перегона.
Твед - время необходимое на выполнение ведущей работы на всем фронте работ
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415мин
где Lф - фронт работ в м.
Nз – норма времени на укладку или разборку 1 звена. Для звена с деревянными шпалами можно принять 1,7мин., для звена с железобетонными шпалами 2,2 мин.

1.2.9 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ МЕЖДУ
РАБОТОЙ МАШИН ИЛИ БРИГАД

При определении интервалов времени принимаем интервал для безопасного производства работ между: машиной и бригадой людей – 50 м
машинами – 100 м
бригадами людей – 25 м
t1 – время на оформление закрытия перегона, пробег первой машины к месту работ, принимаем 10 мин.
t2 – время на зарядку машины ЭЛБ, принимаем 14 минут.
t3 – интервал времени между началом работы ЭЛБ и началом работы по демонтажу стыков.
t3 = 13 EMBED Equation.3 1415 t3 = 13 EMBED Equation.3 1415мин
t4 – интервал времени между началом работ по демонтажу стыков и началом разборки пути краном УК.
t4 = 13 EMBED Equation.3 1415 t4 = 13 EMBED Equation.3 1415мин
t5 – интервал времени между началом работ по разборке звеньев и началом укладки звеньев рельсошпальной решётки.
t5 = 13 EMBED Equation.3 1415 t5 = 13 EMBED Equation.3 141516 мин
t6– интервал времени между началом работы по укладке пути и началом работ по монтажу стыков.
t6 = 7хNх13 EMBED Equation.3 1415 t6 = 7х2.2х1.14 = 18 мин
t7 – интервал времени между началом работ по монтажу стыков и началом работ по рихтовке пути.
t7 = 13 EMBED Equation.3 1415 t7 = 13 EMBED Equation.3 1415 мин
tразв = t1+t2+t3+t4+t5+t6+t7 = 74 мин
t8 – интервал времени между окончанием работ по рихтовке пути и окончанием работ по выгрузке балласта.
t8 = 13 EMBED Equation.3 1415 t8 = 13 EMBED Equation.3 1415 мин
t9 – интервал времени между окончанием работ по выгрузке ХДВ№1 и окончанием работ по выправке пути машиной ВПО.
t9 = 13 EMBED Equation.3 1415 t9 = 13 EMBED Equation.3 1415 мин
t10 – интервал времени между окончанием работ по выправке пути и окончанием работ по выгрузке балласта из ХДВ№2
t10 = 13 EMBED Equation.3 1415 t10 = 13 EMBED Equation.3 1415 мин
t11 – интервал времени для работы электробалластёра
t11 = 13 EMBED Equation.3 1415 t11 = 13 EMBED Equation.3 1415 мин
t12 – время на закрытие перегона, принимаем 15 мин.
tсв = t8+t9+t10+t11+t12 = 47 мин

1.3 РАЗРАБОТКА ВЕДОМОСТИ ЗАТРАТ ТРУДА
Все расчеты по определению численности монтеров пути на работы сведены в таблице 2.


1.4 ОПИСАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТ ПО ДНЯМ

Подготовительные работы:
На фронте работ длиной 2500 м подготовительные работы выполняются в течение одного дня 4 монтёра пути и один бригадир из бригады №3 осуществляют регулировку стыковых зазоров, установку путевых знаков и ремонт переезда с укладкой ж/б плит с применение автокрана.
Основные работы:
Основные работы производятся в заранее предусмотренные “окна” продолжительностью 366 минут на фронте работ 2500 м.
За 26 мин до начала закрытия перегона 16 монтёров пути в течение 40 минут подготавливают место для зарядки машины ЭЛБ. В это время идёт оформление закрытия перегона и пробег машин к месту работ в течение 10 минут. Одновременно с началом закрытия перегона 3 монтёра пути (2 человека из бригады № 2 и 1 человек из бригады № 3) в течение 40 минут снимают заземления с опор контактной сети и 18 монтёров пути (10 человек из бригады № 1 и 8 человек из бригады № 2) производят разборку и укладку временного переездного настила продолжительностью 20 минут. Сразу после окончания зарядки машины ЭБЛ, она производит подъёмку пути, работа производится в течение 84 минут со скоростью 1,5 км/ч, машину обслуживают 3 машиниста. Через 4 минуты после начала работы машины ЭЛБ, в её темпе 11 монтёров пути с базы начинают демонтаж стыков. Через 6 минут после начала демонтажа стыков 18 монтёров пути (10 человек из бригады №1 и 8 человек из бригады № 2), а также 5 механиков начинают демонтаж рельсо – шпальной решётки с помощью путеукладочного крана УК-25, работа идёт в течение 194 минуты (время ведущей машины). Через 21 минуту после начала демонтажа пути 18 монтёров пути (2 человека из бригады №2, 9 человек из бригады № 3 и 7 человек с базы), а также 5 механиков, начинают монтаж рельсошпальной решётки с постановкой на ось путеукладочным краном УК-25. Между работами по демонтажу и монтажу пути, при помощи бульдозера и планировщика, которые обслуживают 2 тракториста, производят уборку оторвавшихся шпал, планировку и срезку балластной призмы.
Через 14 минут после начала монтажа рельсошпальной решётки 1 монтёр пути с базы начинает работу по сболчиванию стыков, затем через каждые 4 минуты последовательно начинают выполняться следующие работы: регулировка стыковых зазоров гидравлическим прибором РН-01 выполняют 20 монтёров пути с базы, регулировка шпал по меткам выполняемая 14-ю монтёрами пути с базы и рихтовку пути прибором РГУ-1 выполняемая 11-ю монтёрами пути с базы. Все эти работы выполняются в темпе ведущей машины, то есть за 194 минуты.
Через 143 минуты после того как началась рихтовка пути, ХДВ №1 начинает выгрузку щебня со скоростью 3 км/ч, работы выполняются 4 монтёрами пути из бригады №1, а также 2-я механиками в течение 51 минуты. После прохода ХДВ №1 через 4 минуты следует выправка пути машиной ВПО-3000 её обслуживают 7 машинистов, работа ведётся в течение 51 минуты. После прохода ВПО-3000 через 9 минут начинается выгрузка щебня из ХДВ № 2, выполняется 2-я монтёрами пути из бригады № 1, а также 2 механиками в течение 51 минуты. Скорость её такая же как и у ХДВ № 1 и ВПО-3000 (3 км/ч). Затем через 5 минут начинает работу машина ЭЛБ-Р по рихтовке пути в течение 51 минуты, машину обслуживают 7 машинистов. По окончанию работы машиной ЭЛБ-Р начинается время на открытие перегона в течение 15 минут. Вместе с этим по окончании работы ХДВ № 2, начинаются работы по устройству конечного отвода выполняемая 5 монтёрами пути из бригады № 2 и 4 монтёрами пути из бригады № 3 идущая в течение 20 минут. Через 15 минут после начала работы по машины ЭЛБ-Р, начинаются работы по выправке пути машиной ВПР-1200 со скоростью 3 км/ч в местах препятствий и отклонений после прохода машины ВПО-3000, машину обслуживают 4 машиниста, выправка ведётся в течение 51 минуты. С окончанием работы ВПР-1200 заканчивается время “окна”.
По завершению “окна” в оставшиеся 113 минут до завершения рабочего дня, одновременно начнутся следующие работы: укладка временного переездного настила выполняемая 5 монтёрами пути с базы, подтягивание гаек ослабших болтов выполняемая 4 монтёрами пути с базы, засыпка шпальных ящиков балластом в местах препятствия для работы машин выполняемая 40 монтёрами пути (24 из бригад № 1, № 2, № 3 и 16 человек с базы), рихтовка пути выполняемая 5 монтёрами пути из бригады № 3, установка больших путевых знаков выполняемая 2 монтёрами пути с базы.
Отделочные работы:
На фронте работ длиной 2500 м отделочные работы будут производиться в течение 4 дней.
В первый день 10 монтёров пути из бригады № 1 выполняют работу по рихтовке кривых по расчёту и 3 монтёра пути из бригады № 3 ремонтируют переезд с укладкой ж/б плит с применением автокрана.
Во второй день 8 монтёров пути из бригады № 1 выполняют работу по подтягиванию гаек ослабших болтов, затем после окончания подтягивания гаек эти же 8 монтёров пути выполняют работу по установке путевых знаков и ещё 8 монтёров пути из бригады № 2 ремонтируют переезд с укладкой ж/б плит с применением автокрана.
В третий день под прикрытием “окна” работы будут производить следующие машины: ВПО-3000 выправку пути, ВПР-1200 выправку пути, СТРУГ срезка обочин и уборка грунта, ХДВ № 3 выгрузка асбеста, СМ-2 оправка балластной призмы.
В четвёртый день 3 монтёра пути из бригады № 2 будут выполнять работу по окраске путевых знаков, 4 монтёра пути из бригады № 2 будут оправлять балластную призму на двухпутном участке после прохода машины СМ-2 и 5 монтёров пути из бригады № 3 будут производить работы по регулировке рельсошпальной решётки в прямых участках пути РГУ-1.

1.5 ЧИСЛЕННЫЙ СОСТАВ ПМС

В соответствии с графиком работ по дням принимаем численность ПМС 29 человек.
Бригада № 1 – 10 человек
Бригада № 2 – 10 человек
Бригада № 3 – 9 человек

Бригадиров пути – 3 человека
Дорожный мастер – 1 человек
Прораб – 1 человек

1.6 ПЕРЕЧЕНЬ ПОТРЕБНЫХ МАШИН, МЕХАНИЗМОВ И ИНСТРУМЕНТА

Перечень выполняется в табличной форме в соответствии с применяемой технологией и численностью ПМС. Ниже приведён примерный перечень машин и механизмов.
ЭЛБ – 1
УК-25 – 2
ВПО-3000 – 1
ВПР-1200 – 1
СМ-25 – 1
СТРУГ – 1
Хоппер дозаторы – 76
Моторные платформы – 2
Четырёхосные платформы оборудованные УСО – 2
Автогрейдер – 1
Бульдозер – 1
Ломы остроконечные – 4
Лопаты железные –
Мегафон – 2
Путевой телефон ( комплект ) – 1
Рулетка мерная – 3
Аппаратура радиосвязи и освещения – 1
Шаблоны путевые универсальные – 3
Шаблоны для междупутья – 2
Вкладыши рельсовые ( комплект ) – 1
Ключи гаечные путевые –

1.7 ПОРЯДОК ПРИЕМКИ ОТРЕМОНТИРОВАННОГО ПУТИ

Отремонтированный путь должен удовлетворять следующим требованиям:
Шпалы сплошь добиты.
Балласт в шпальных ящиках и на откосах балластной призмы должен быть уплотнён.
Балластная призма спланирована и имеет проектные размеры: верх призмы находится на 20 мм ниже поверхности ж/б шпал.
Болты смазаны и закреплены усилием затяжки гаек
Стыковые зазоры отрегулировать с учётом температуры рельсов.
Водоотводы очищены
План и профиль пути должны соответствовать проекту.
Отклонение от норм по уровню (+ -) 4мм.
Разность смежных стрел изгиба в прямых и кривых – 6мм
Отклонение от норм ширины колеи +4; -2мм
Отклонение от норм стыковых зазоров -3мм
Допускаемый забег стыков -6см
Отклонение в расстояниях между осями шпал – 3см.
Приёмка отремонтированного пути производится комиссией в составе начальника дистанции пути, председателя, местного дорожного мастера и бригадира пути, председателя дистанции энергоснабжения, председателя дистанции сигнализации и связи и исполнителя работ.




1.8 ОПИСАНИЕ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПУТЕВЫХ РАБОТ

В соответствии с “Инструкцией по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ“ должны выполняться следующие требования:
1) Закрытие перегона для производства работ производится с разрешением начальника отделения дороги. О предстоящем закрытии перегона начальник отделения дороги не позже, чем за сутки уведомляет об этом соответствующих руководителей работ, которые обязаны дать дежурным по станции ограничивающих перегон, заявку в последовательности отправления на закрытый перегон путевых машин и рабочих поездов.
2) Открытие перегона производится по приказу поездного диспетчера после уведомления от руководителя работ об окончании путевых работ и безопасности движения поездов.
3) Отправление рабочих поездов на закрытый перегон производится по размещению на бланке белого цвета с красной полосой по диагонали, где указывается место первоначальной остановки каждого поезда и машины на перегоне. Поезда с перегона следуют на станцию друг за другом и принимаются на свободные пути станции по два поезда на каждый путь или на свободный участок занятого пути – в соответствии с “Инструкцией по движению поездов и маневровой работе“.
4) Предупреждения на поезда о следовании по месту производства работ выполняются в соответствии с заявкой от руководителя работ. При появлении поезда руководитель работ обязан прекратить все работы машин и механизмов, привести путь в исправное состояние, обеспечивающее безопасный пропуск поездов по месту работ, проверить соблюдение габарита и после этого разрешает проследовать поезду по месту работ.
5) Для ограждения мест производства работ выделяются сигналисты, которые устанавливают и снимают сигнальные знаки по приказу руководителя работ.

1.9 ОПИСАНИЕ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПУТЕВЫХ МАШИН

Перед выходом на работу руководитель работ обязан провести целевой инструктаж о маршруте прохода к месту работ, безопасных приёмах выполнения работ, порядке пропускания поездов. Перевозка рабочих к месту работ и обратно производиться в соответствии с Правилами перевозки рабочих, постановки жилых, бытовых и служебных вагонов на путях и пожарной безопасности в подвижных формированиях железнодорожного транспорта, на пассажирских поездах, либо на хозяйственных. Доставка рабочих к местам производства работ и обратно на открытом подвижном составе – запрещается. Приступать к работам разрешается только после ограждения места работ в установленном порядке сигналами или сигнальными знаками.
Во время производства работ необходимо следить за тем, чтобы инструмент не мешал передвижению рабочих и не находился под их ногами. Путевой инструмент должен быть всегда исправным. Разгонка зазоров ударами рельса в подкладку запрещается. При работе костыльным молотком нахождение людей ближе двух метров не допускается. Работать с механизированным электроинструментом разрешается персоналу, прошедшему специальное обучение. Электроинструмент должен храниться в сухом помещении. Машинисты путевых машин за 10 минут до прохода поезда должны привести рабочие органы машины со стороны соседнего пути в габаритное состояние и принять необходимые меры к безопасному проследованию поезда, оставаясь в кабинах управления. К работе должны допускаться машинисты, машины и механизмы свидетельствованные и испытанные в установленном порядке, а также полностью укомплектованные в соответствии с инструкциями по их эксплуатации. Все операции при работе путевых машин должны производиться по команде руководителя работ.
Лица моложе 18 лет не должны допускаться к занятию следующих должностей и профилей: дорожных, мостовых, дежурных по переездам, машинистов путевых машин и механизмов и т.д. Лица моложе 16 лет к выполнению работ по содержанию и ремонту пути не допускаются. Лица, поступающие на работы связанные с движением поездов по перегону, утверждённому МПС России должны выдержать испытания и в последующем периодически проверяться по кругу своих обязанностей в знании: ПТЭ, ИСИ, ИДП, ЦП – 485, правил и инструкций по охране труда и т.д.
Работники, занятые содержанием и ремонтом пути и сооружением, должны быть обеспечены соответствующей спецодеждой и другими средствами индивидуальной защиты. Лица с неисправными средствами индивидуальной защиты, органов дыхания или без них не должны допускаться к работе. Для этого обеспечение нормальных санитарно - гигиенических условий работников всех профессий связанных с содержанием и ремонтом пути и сооружений, на каждом предприятии должны быть оборудованы санитарно - бытовые и вспомогательные помещения. Хранение и применение пищи на рабочих местах не допускается. Должно быть организовано питьевое водоснабжение. Работающим на перегоне горячая пища должна доставляться в термосах. Все работники должны знать места расположения аптечек и уметь оказать первую помощь пострадавшему, а также знать средство вызова медицинской помощи. В местах сбора рабочих должны быть вывешены адреса и телефоны медицинских учреждений.











2 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО РЕГЛАМЕНТА ПО УТИЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ ШПАЛ

2.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ШПАЛАХ

Шпалы – это опоры для [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] в виде [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. В [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] обычно укладываются на балластный слой [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и обеспечивают неизменность взаимного расположения рельсовых нитей, воспринимают давление непосредственно от рельсов или от промежуточных скреплений и передают его на подшпальное основание (обычно – балластный слой, в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] – бетонное основание).
Порода древесины для шпал может быть разная (например, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] или [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]), в некоторых странах предпочитают [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], а в некоторых, в силу экономических причин, древесину хвойных пород, преимущественно [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], хотя такие шпалы более подвержены износу. Для предотвращения гниения шпалы пропитывают антисептиками, чаще всего [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Деревянные шпалы обладают многими достоинствами: упругость, лёгкость обработки, высокие диэлектрические свойства, хорошее сцепление с щебёночным балластом, малая чувствительность к колебаниям температуры. Важнейшим свойством является возможность уширения рельсовой колеи в кривых радиусом менее 350 м.
Срок службы деревянных шпал (в зависимости от типа древесины, внешних условий и интенсивности эксплуатации) составляет от 7 до 40 лет. Деревянные шпалы в России изготавливают преимущественно из сосны, а также из [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], хотя ранее проводились эксперименты по изготовлению шпал из [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Основная проблема деревянных шпал – тенденция их загнивания в местах крепления к ним рельсов, и проблема с дальнейшей их утилизацией.
Деревянные шпалы изготавливаются по ГОСТ 78-2004. В таблице 3 приведены размеры шпал по типам.
Шпала 1 типа, пропитанная – используется для главных путей
Шпала 2 типа, пропитанная – используется для подъездных и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Шпалы из дерева подразделяются на три вида:
обрезные (отёсанные со всех 4 сторон);
полуобрезные (отёсанные только с 3 сторон);
необрезные (отёсанные только сверху и снизу).
Таблица 3
Тип шпалы
Толщина, мм
Ширина, мм
Длина, мм
Объем, м3

1 тип
180
250
2750
0,1237

2 тип
160
230
2750
0,1012


2.2 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА И ПРОПИТКИ ШПАЛ

1.2.1 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА

Для производства пропитанных шпал древесина. Она лучше всего подходит для производства. Высокое качество этого материала позволяет изготавливать продукцию, менее подверженную гниению и другим разрушающим факторам.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Пересортированные лесоматериалы размещаются на складе штабелями. После этого происходит их естественная сушка до влажности не более 25%. Лесоматериалы хранятся на двух специализированных складах завода, каждый из которых оснащен козловым краном грузоподъемностью 20 тонн. Общая вместимость склада по хранению непропитанной лесопродукции составляет 250000 шпал (2500 м3).
По желанию заказчика возможно укрепление торцов шпал S-образными скобами или пластинами, способствующее предотвращению растрескивания.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Готовые шпалы, брус рассортировываются по видам и по типам, размещаются на двух складах по хранению готовой продукции, оборудованных кранами для погрузки шпалопродукции в полувагоны или автотранспорт. Вместимость площадок составляет 150000 шпал (1500 м3). Вся продукция хранится в условиях, полностью соответствующих требованиям ГОСТ и природоохранных мероприятий.

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОПИТКИ ДЕРЕВЯННЫХ ШПАЛ

Для пропитки используются масляные антисептики (масло каменноугольное по ГОСТ 2770 и нефтяное масло ЖТК по ТУ 025-126-00148636-2002). Качество антисептика, используемого для пропитки шпал, проверяется в лаборатории завода на соответствие основным параметром. Метрологическое обеспечение производства соответствует основным нормам и требованиям. 
Пропитка, в соответствии с ГОСТ 20022.5–93, производится каменноугольным маслом по способу «давление–давление–вакуум» при давлении 8 атм. и температуре 100 °С. Это позволяет достичь глубины пропитки не менее 5 мм, что гарантирует надежную консервацию древесины.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], сушильные камеры, котлы-парообразователи и пр.
Пропитка древесины методом «вакуум-давление-вакуум» обеспечивает наиболее глубокое проникновение защитного средства и применяется для пропитки древесины, эксплуатируемых в тяжёлых условиях: шпал, опор ЛЭП связи, свай, мостов и др. Древесина должна быть сухой или подсушенной непосредственно перед пропиткой в том же автоклаве.
Метод ВДВ (вакуум-давление-вакуум) состоит из трёх операций (рис.1):
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Начальный вакуум, при котором в древесине создаётся разрежение
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Жидкостное давление выше атмосферного. В древесину под давлением вводят антисептик
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Конечный вакуум, предназначенный при пропитке маслами для снижения начального поглощения, а при пропитке водорастворимыми антисептиками – для подсушки поверхности древесины

Рисунок 1 Принципиальная схема метода вакуум-давление-вакуум

На рисунке 2 представлена стандартная технологическая схема шпалопропиточной установке, которая действует на данный момент в России.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рисунок 2 Схема шпалопропиточной установки
2.3 КРЕОЗОТ
Креозот – продукт перегонки тяжелого масла, получающегося из смолы букового дерева. По составу креозот представляет собой смесь свободных фенолов и метиловых эфиров двухатомных фенолов, кипящую в пределах 200-220 °С. Креозот – бесцветная или слабожелтая, сильно преломляющая свет жидкость, жгучего вкуса, с характерным пригорелым острым запахом, при 20 °С сиропообразная, но не застывающая; удельный вес D15
· 1,075. При растворении в 120-150 частях воды при 15 °С креозот дает мутный раствор, в кипящей воде – прозрачный; со спиртом, эфиром, бензолом, нефтяным бензином, сероуглеродом и уксусной кислотой смешивается в любых отношениях. В алкогольном растворе 1:4 с хлорным железом креозот сначала дает муть, затем голубое окрашивание, быстро переходящее в серо-зеленое и далее в грязно-коричневое, с выделением такого же цвета хлопьев (реакция на гваякол). Бромная вода с водным раствором креозота выделяет красно-бурый осадок. Креозот растворим в слабых растворах щелочей. На воздухе он горит сильно коптящим пламенем. Креозот обладает высокими противогнилостными и противобродильными свойствами (дым, получающийся при горении дерева, своей консервирующей способностью обязан присутствию креозота); он свертывает белки и раздражающе действует на кожу и слизистые оболочки.
Для получения креозота смолу букового дерева, содержащую его до 5%, подвергают перегонке и фракцию, кипящую при 150-250 °, с удельным весом > 1 (так называемое тяжелое масло) обрабатывают едким натром для извлечения фенолов и кислот. Осветленный раствор разлагают серной кислотой, снова обрабатывают едким натром с последующим разложением серной кислотой, повторяя эту операцию до тех пор, пока не получат продукта, нацело растворяющегося в едком натре и дающего совершенно прозрачный раствор. По разложению прозрачного щелочного раствора серной кислотой всплывший на поверхность маслянистый слой сырого креозота отделяют, промывают слабым раствором едкого натра, осторожно перегоняют и отбирают фракцию, кипящую при 200-220 °С.
В настоящее время предложено много других методов выделения креозота из сырого тяжелого масла. Для удаления кислот и выделения фенолов применяется например обработка магнезией, или же сырое масло – непосредственно или после разделения на фракции, кипящие при различных температурах, – обрабатывают концентрированной соляной кислотой под давлением. Чтобы получить совершенно чистый креозот, имеющий удельный вес D15 = 1,08 и растворяющийся без остатка в слабых щелочах, приходится многократно обрабатывать сырой креозот слабыми растворами едкого натра, продувать щелочной раствор паром (для освобождения от суспендированных маслянистых частичек) и по выделении креозота кислотой многократно перегонять его в медном кубе с термометром, причем первые перегонки обычно ведут с применением медного холодильника, последняя же дистилляция производится с серебряным холодильником. Трудность получения креозота в чистом виде зависит от присутствия в нем, помимо фенолов и их производных, некоторых веществ (главным образом углеводородов), не реагирующих со щелочами, но в присутствии фенолов растворяющихся в них, чем и обусловлена необходимость повторных обработок щелочами и кислотой.
Креозот применяется в медицине и санитарии как дезинфекционное средство. Он является также исходным веществом для получения ряда патентованных лечебных средств; сюда относятся продукты конденсации креозота с кислотами: фосфорной, валериановой, масляной, камфорной и дубильной; помимо того применяются также соединения креозота с уксуснокислой ртутью и продукты уплотнения его с формальдегидом. В технике гораздо большее значение, чем древесный креозот, имеет креозот, получаемый из каменноугольного дегтя, так называемое креозотовое масло. Среди жидких продуктов перегонки каменноугольного дегтя креозотовое масло относится к наиболее высоко-кипящим фракциям (при температуре от 150 до 400 °С).
Креозотовое масло в технике считается лучшим из антисептических средств, в особенности для предохранения дерева от гниения. Пропитанные им сосновые шпалы выдерживают от 20 до 30 лет службы, тогда как без такой обработки они приходят в негодность через 7 лет.
2.3.1 ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ
Действует подобно фенолам, но слабее влияет на нервную систему; усиливает чувствительность кожи к свету. Контакт кожи с креозотом ведет к появлению розовых пятен, папул, бородавчатых разрастаний, сильной пигментации, усиленному ороговению кожи. Особенно остро заболевание протекает в солнечные дни. У работающих по пропитке шпал креозотом очень быстро появлялся настолько сильный ожог лица (особенно щек и носа), предплечий и шеи, что они вынуждены были прекращать работу через 0,5-1 ч. В легких случаях через 1-3 дня появлялась пигментация, в более тяжелых – шелушение и длительная пигментация. Одновременно у 50 % работающих возникали светобоязнь, слезотечение; в небольшом числе случаев – поражение роговицы (при продолжительном действии – окрашивание ее). Гиперкератозы и бородавчатые разрастания, вызываемые креозотом, могут развиться в кожный рак, дающий метастазы в лимфатические железы и отдаленные органы. По-видимому, для появления рака от креозота требуется длительное время. Согласно последним исследованиям, креозот считается потенциальным [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].

2.4 СПОСОБЫ УТИЛИЗАЦИИ ОТРА
·БОТАННЫХ ШПАЛ
Проблема утилизации железнодорожных шпал – острейшая для транспортной отрасли. Ежегодно только на Свердловской железной дороге выводится из производственного использования около 700 тыс. штук деревянных шпал. Еще примерно 200 тыс. уходит в утиль с подъездных путей многочисленных заводов региона. Сегодня шпалы в лучшем случае свозятся на полигоны отходов, в худшем – складируются вдоль железнодорожного полотна.
Для предотвращения гниения они пропитаны антисептиками, что делает их экологически опасными. Креозот является одним наиболее токсичных из всех септиков, так как на 70 процентов состоит из ароматических углеводородов.  Согласно федеральному классификатору отходов, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] креозотом шпалы относятся к третьему классу опасности.
Перейти повсеместно на более долговечные и нетоксичные бетонные шпалы пока тоже невозможно, из-за более высокой стоимости по сравнению с деревянными шпалами. Таким образом, проблема отработанных деревянных шпал будет актуальна еще несколько десятилетий.
Региональные полигоны промышленных отходов в основном переполнены, и подразделения дорог нередко вынуждены накапливать отслужившие срок шпалы в местах, не предусмотренных для их хранения.
В течение длительного периода времени предприятия отрасли пытаются решить эту проблему. На сегодняшний день существуют следующие способы утилизации деревянных шпал: сжигание; использование шпал как строительный материал; газификация; пиролиз.

2.4.1 СЖИГАНИЕ
Сжигание – наиболее известный способ утилизации деревянных шпал. Однако, поскольку все шпалы пропитаны креозотом, данный метод влечет за собой выделение большого количества токсичных веществ, таких как ацетон, бутанол, фенолы, фенантрены, которые попадают в окружающую среду. Такого рода вещества способствуют образованию раковых заболеваний.

2.4.2 ШПАЛЫ КАК СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ
Использование шпал как строительный материал – шпалы применяются в качестве строительного (вторичное применение) материала. Подобный способ не экологический, вреден для здоровья по причине выделения резкого, неприятного и токсичного запаха, но по той же причине, шпалы не гниют, не разлагаются.

2.4.3 ГАЗИФИКАЦИЯ
Газификация – дожигание продуктов сгорания. Известно, что данный способ уменьшает неполноту сгорания углеводородных соединений, при этом степень обезвреживания увеличивается примерно в тысячу раз по сравнению с обычным сжиганием. Шпалы измельчают, потом щепа сжигается в газогенераторе, в котором при высоких температурах вырабатывается горючий газ.
Технологию газификации отличает ряд преимуществ, главное из которых – отсутствие необходимости использования дополнительного кондиционного топлива, а также – возможность организации парогазового цикла на твердых низкосортных топливах.
Описание технологии утилизации отработанных железнодорожных шпал с использованием технологии газификации.
Необходимым условием для последующей успешной и экологически чистой утилизации шпал является их предварительное измельчение в щепу на рубительной машине, и возможная предварительная сушка до относительной влажности не более 20 %. Для обеспечения нормальной работы рубительной машины все металлические предметы из шпалы необходимо удалить.
Базовым в составе предлагаемого комплекса является газогенератор обращенного процесса газификации. Природа получения каменноугольной смола аналогична природе образования пиролизных смол в процессе газификации древесины.
Газификация шпал, предварительно измельченных в щепу и высушенных до необходимой влажности осуществляется путем его термического разложения с недостатком кислорода при температуре 900-1100 оС. При этом, имеющийся в щепе антисептик (креозот) параллельно с выделением летучих из древесины переходит в газообразное состояние. Последовательно происходящие при газификации сначала окислительные, затем при прохождении газами слоя раскаленного угля восстановительные процессы, обеспечивают получение в результате термохимических реакций генераторного газа. Полученный в газогенераторе газ, содержащий горючие газы: водород, угарный газ (окись углерода) и некоторое количество метана, может использоваться, как для теплового применения путем сжигания в специальных горелках, так и для производства электроэнергии после его предварительной очистки и охлаждения.
Типовая технологическая схема утилизации отработанных железнодорожных шпал с целью комбинированного производства электроэнергии и тепла в режиме когенерации.
1. Стадия подготовки топлива.
1.1. Очистка от минеральных и металлических включений.
1.2. Измельчение в щепу на рубительной машине.
1.3. Узел сепарации топлива.
1.4.Сушка щепы (в зависимости от исходной влажности шпал) и возвратных отходов процесса газификации.
2. Автоматическая загрузка в газогенератор.
3. Газификация.
3.1.Производство горячего неочищенного генераторного газа.
3.2.Сухое удаление золы из устья газогенератора.
4. Очистка и охлаждение генераторного газа.
4.1. Предварительная очистка генераторного газа от летучих зол в циклоне.
4.2. Охлаждение и очистка от твердых примесей и оставшихся после термического разложения в газогенераторе пиролизных смол в скруббере Вентури.
4.3. Первая степень очистки охлажденного генераторного газа в механических фильтрах грубой очистки.
4.4. Вторая степень очистки охлажденного генераторного газа в механических фильтрах тонкой очистки.
4.5. Третья степень очистки охлажденного генераторного газа в контрольных рукавных фильтрах.
5. Удаление избыточной влаги охлажденного и глубокоочищенного генераторного газа в мокрой газодувке.
6. Очистка оборотной воды.
6.1. Текущая очистка и охлаждение оборотной воды от твердых примесей и остатков пиролизных смол в блочно-модульном очистном сооружении (БМОС).
6.2. Периодическая глубокая очистка оборотной воды от накопившихся пиролизных смол в установке регенерации оборотной воды.
7. Повторное сжигание после сушки отработанного фильтрующего материала и сгущенного остатка оборотной воды в газогенераторе.
8. Производство электроэнергии.
8.1.Сжигание полученного генераторного газа в качестве топлива в двигателе внутреннего сгорания газопоршневого или газодизельного типа.
8.2. Преобразование энергии вращения привода в электрическую энергию в электрогенераторе.
9. Когенерация.
9.1. Использование возвратного тепла выхлопных газов для формирования агента сушки щепы в конвейерной сушилке.
При утилизации железнодорожных шпал по предлагаемой технологии образуются следующие виды побочных продуктов: отработанный агент сушки щепы, мелкая фракция щепы после мультициклона сушилки, сухие золы из устья газогенератора и летучая зола после циклона, отработанная оборотная вода, сгущенный осадок на выходе БМОС, конденсат на выходе мокрой газодувки и выхлопные (дымовые газы).
Отработанный агент сушки щепы после прохождения мультициклона (очистка от мелких твердых примесей) рассеивается в атмосфере. В случае необходимости просчитываются параметры рассеивания (высота дымовой трубы) с целью обеспечения ПДК возможных вредных примесей.
Поскольку, содержащийся в составе щепы антисептик практически полностью переходит в летучую фракцию, образующиеся сухие золы не имеют в своем составе вредных веществ и могут рассматриваться как отдельный товарный продукт в виде удобрений.
Отработанный фильтрующий материал (на основе древесных опилок, щепы и активированного угля в системе регенерации оборотной воды) отправляется на газификацию.
Сгущенный осадок на выходе БМОС после анализа на присутствие пиролизных смол отправляется или на повторную газификацию или переходит в категорию зол.
Выхлопные газы на выходе электроагрегата соизмеримы по составу и концентрации вредных веществ с выхлопными газами, где в качестве топлива используется природный газ, и не представляют экологической угрозы.
Оборотная вода после многократной очистки системой регенерации по результатам анализа подвергается необходимой химической (механической) очистке и сливается в систему канализации. В систему оборотной воду закачивается свежая технологическая вода.
Полученная энергия может быть использована для электроснабжения и отопления депо, мастерских, станционных сооружений.
В год из 140 000 отработанных деревянных шпал с использованием предлагаемого оборудования можно получить: 21 млн м3 генераторного газа с общей теплотой сгорания 25200 Гкал; или 7000 МВт · час электроэнергии; 6000 Гкал тепла в виде горячей воды в режиме когенерации; 170 тонн минеральных удобрений.
Ориентировочная стоимость базового технологического оборудования станции по утилизации отработанных деревянных шпал производительностью 140 тысяч шпал/год представлена в таблице 6.
Таблица 6
№ п/п
Наименование оборудования
Стоимость оборудования, млн. руб

1
Станция по утилизации отработанных железнодорожных
шпал производительностью 140 тыс. шпал/ год


1.1.
Газогенераторная мини-ТЭЦ электрической мощностью 1,0 МВт (основное оборудование)
40,0 - 50,0


1.2.
Вспомогательное оборудование в составе газогенераторной станции
8,0 - 12,0


2
Предварительное ТЭО (бизнес-план)
0,25

3
Проектные работы (5-10% от стоимости технологического оборудования)
3,0 - 5,0



2.4.4 ПИРОЛИЗ
Пиролиз – наиболее изученный процесс широко используется для производства активированного угля из древесины. Пиролиз проводят при температуре 600-900 °С с вакуумированием реактора. При этом протекают реакции коксо- и смолообразования, разложения высокомолекулярных соединений на низкомолекулярные, жидкую и газообразную фракции, а если углеводородные отходы содержат серу, то образуются также сероводород и меркаптаны. Оксиды азота и серы практически не образуются.
Пиролиз – термическое разложение шпал под большой температурой без доступа воздуха. Возможно применение для отработанных деревянных шпал с дистилляцией каменноугольного масла. Данный метод проводится в герметичных условия, что способствует уменьшению выбросов токсичных веществ в окружающую среду.
Одним из направлений утилизации отработанных деревянных шпал является их переработка в древесные активные угли – данный метод подразумевает два этапа прохождения. Первый – с помощью химических реагентов нейтрализуются соединения креозота, на втором этапе методом пиролиза перерабатывается древесина.
Методика пиролиза (термического разложения без доступа воздуха) отработанных деревянных шпал с дистилляцией каменноугольного масла недавно была предложена специалистами одного из предприятий. По их мнению, применение метода пиролиза для утилизации отработанных деревянных шпал позволит не только предотвратить загрязнение окружающей среды, так как процесс пиролиза осуществляется в герметичных условиях, но и позволит получить экономическую выгоду. Использование тепла от сжигания образующихся пирогазов позволит до минимума снизить энергозатраты на процесс. При правильной организации технологического процесса этот метод утилизации позволит не только покрыть энергетические потребности процесса пиролиза, но и использовать излишки вырабатываемого тепла в технических или бытовых нуждах. Кроме того, экономическая эффективность такого способа утилизации значительно повышается за счет реализации жидких и твердых продуктов пиролиза, которые могут быть использованы в промышленности. Полученные в ходе экспериментальных исследований результаты говорят о незначительном отличии адсорбционной активности угля, полученного из отработанных деревянных шпал, от сорбционной активности древесного угля из березы (в среднем ниже на 5%), что делает возможным его применение в качестве сорбента в технических целях  для адсорбционной очистки в промышленности. Его недостатки: пока очень мало информации о практическом применении этой методики. Итак, проблема выбора оптимального способа утилизации шпал во многом упирается в отсутствие достаточного опыта переработки этих отходов в соответствии с требованиями экологии, дефицит денежных средств и несовершенство экологического контроля, позволяющее свободно сжигать и складировать отработанные деревянные шпалы. Однако шаги по изучению путей вторичного использования отработанных шпал, предпринимаемые пусть и не очень активно, позволяют надеяться, что со временем отработанные деревянные шпалы  станут еще одним ценным ресурсом.

2.4.5 ДРУГИЕ ТЕХНОЛОГИИ УТИЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ ШПАЛ
Специалисты ВНИИЖТ предложили применять шпалы в качестве сырья для изготовления композитных полимерно-древесных шпал. В процессе переработки одной старой шпалы, пропитанной креозотом, по расчетам специалистов, должно получиться 40-60% сырья для новых шпал и соответственно 40-60% сырья для получения настилов на основе жидкого дерева или топливных брикетов с высокой калорийностью. Дополнительными сырьевыми материалами для новых прессованных полимерно-древесных настилов и шпал является специальный армирующий материал, вторичный термопласт, полиуретановые атмосферостойкие связующие. В результате должна получиться шпала с деревянным «сердечником» и полимерной оболочкой. Такая шпала на 30-40 % легче деревянной шпалы, пропитанной креозотом.
В отличие от обычных деревянных шпал, которые служат, в зависимости от климата 15-40 лет, новые шпалы обладают повышенной влагоустойчивостью, что позволяет использовать их до 50 лет.
На кафедре техносферной безопасности Санкт-Петербургского государственного университета путей сообщения. Была разработана технология, изолирующая отработанные деревянные шпалы от окружающей среды. Данная технология предусматривает изолирование отработанных деревянных шпал бетоном. Отработанные деревянные шпалы в этой технологии используются в качестве наполнителя арматуры. Исследования показали, что данные бетонные шпалы могут применяться в качестве бортовых камней.
Другая разработанная там же технологическая схема утилизации отработанных деревянных шпал предусматривает изготовление могильника для изоляции от окружающей среды. Просчитан экономический эффект от данных технологий.

2.5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА УТИЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ ШПАЛ
В данной главе рассматриваются вопросы и основные положения процесса пиролиза древесины, сырье и различные факторы, влияющие на выход продуктов разложения.

2.5.1 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ
Пиролиз древесины (сухая перегонка древесины), разложение древесины при нагревании до 450 0C без доступа воздуха с образованием газообразных и жидких (в т. ч. древесной смолы) продуктов, а также твердого остатка древесного угля
Отличительными особенностями пиролиза являются:
- способность построения непрерывного замкнутого технологического производственного процесса;
- минимальное содержание угарного газа, при практическом отсутствии углекислого газа.
Однако процесс пиролиза требует тщательной подготовки исходного сырья:
- измельчения до как можно меньшего эквивалентного диаметра частиц исходного вещества;
- сушку исходного вещества до как можно меньшей относительной влажности.
Сухая перегонка древесины – один из первых процессов хим. технологии. Начиная с 12 в. ее широко использовали в России для выработки сосновой смолы (служит для просмолки деревянных судов и пропитки канатов); этот промысел носил назв. смолокурение. С развитием металлургии возник другой промысел, также основанный на сухой перегонке древесины, – углежжение с получением древесного угля. Начало промышленного применения пиролиза древесины относится к 19 в.; сырьем являлась только древесина лиственных пород, главным продуктом – уксусная кислота.
Для осуществления процесса в настоящее время обычно применяют древесину лиственных пород (например, березы), реже (главным образом при комплексной переработке сырья) – древесину хвойных пород. При пиролизе древесины березы (влажность 10-15 %) получают 24-25% древесного угля, 50-55 % жидких (так называемая – жижка) и 22-23 % газообразных продуктов. Чем больше размер кусков древесины, взятой для пиролиза, тем крупнее твердый остаток, хотя в результате неравномерной усадки сырья и бурного выделения летучих продуктов происходит растрескивание обугливающегося материала и образуется до 20 % мелкого угля с размером частиц менее 12 мм. Полученный древесный уголь после сортировки по размеру кусков направляют непосредственно потребителю или на переработку.
При хранении и переработке жижки отстаивается древесная смола (7-10 %) и одновременно протекают многочисленные превращения ее компонентов; из смолы выделяют широкий ассортимент ценных продуктов. Отстоявшаяся жижка имеет плотность 1,025-1,050 г/см3 и содержит 6-9 % по массе уксусной кислоты и ее гомологов, 2,5-4,5 % метанола, 5-6 % соединений разных классов (альдегидов, кетонов, сложных эфиров и т.д.), 4,5-14 % растворимой древесной смолы и 67-81 % воды. Уксусную кислоту извлекают из жижки чаще всего экстракцией и путем ректификации и химической очистки перерабатывают в пищевой продукт.
Газообразные продукты (неконденсирующиеся газы) включают диоксид (45-55 % по объему) и оксид (28-32 %) углерода, водород (1-2 %), метан (8-21 %) и др. углеводороды (1,5-3,0 %). Состав неконденсирующихся газов зависит от конечной температуры пиролиза, скорости и способа нагрева (с внутренней или наружной циркуляцией теплоносителя – обычно топочных газов, получаемых при сжигании топлива и неконденсирующихся газов); теплота их сгорания колеблется от 3,05 до 15,2 МДж/м3. Перечисленные факторы, а также порода, качество и влажность древесины определяют выход продуктов ее пиролиза. С повышением температуры возрастают выходы древесной смолы и неконденсирующихся газов, но снижаются выходы древесного угля, уксусной кислоты и спиртовых продуктов; уголь образуется с более высоким содержанием углерода. Средний выход основного продуктов пиролиза древесины составляет (в расчете на сухую древесину): уксусная кислота 5-7 %, древесная смола 10-14 %, древесный уголь (в расчете на нелетучий углерод) 23-24 %.
В основе пиролиза древесины лежат свободнорадикальные реакции термодеструкции гемицеллюлоз, целлюлозы и лигнина, протекающие соответственно при 200-260, 240-350 и 250-400 0C; соотношение констант скоростей при 320 0C составляет 10:1:0,25. Кинетические характеристики пиролиза древесины и ее компонентов, найденные разными авторами, заметно различаются. Реакции распада древесины, гемицеллюлоз, целлюлозы и лигнина имеют первый порядок, а энергии активации этих реакций изменяются в значительных пределах; для упомянутых компонентов древесины соотв. 70-80, 135-210 и 55-110 кДж/моль. Константа скорости пиролиза древесины выше, чем у целлюлозы, и, например, при 350 0C для разложения пород находится в диапазоне (2,8-8,3)·10-3с-1. Пиролиз древесины – экзотермический процесс, при котором выделяется большое количество теплоты (1150кДж/кг).
Химические добавки (в расчете на сухую древесину) уменьшают энергии активации реакций пиролиза древесины и ее компонентов, снижают температуру начала их разложения и могут направлять процесс в сторону преимущества образования какого-либо продукта. Так, при пропитке древесины березы одновременно H2SO4 (2%-ной) и H2O2 (0,1 %-ной) температура начала разложения снижается с 250 до 120 0C, скорость термодеструкции увеличивается более чем в 10 раз, энергия активации уменьшается примерно со 160 до 40 кДж/моль, выход древесного угля возрастает на 35 %. В присутствии минеральных кислот, Fe2(SO4)3. Al2(SO4)3, NaHSO4 и др. при 220 0C (предпиролиз) преимущественно образуется фурфурол с выходом до 8-10%; те же реагенты, а также MnCl2, йодноватая и хлоруксусная кислоты при 320 0C способствуют образованию левоглюкозана с выходом до 10-12%. Повышение выхода древесной смолы достигается в присутствии щелочей и аммиака, а древесного угля – при пропитке древесины антипиренами.

2.5.2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА И АППРАРАТУРА ПИРОЛИЗА
Принципиальная технологическая схема пиролиза древесина представляет собой разделку сырья на куски (тюльку); сушку разделанной древесины; собственно пиролиз в специальных печах или ретортах; охлаждение угля и его стабилизация (для предотвращения самовозгорания); конденсация паров летучих продуктов. Наиболее продолжительная и энергоемкая стадия-сушка древесины с влажностью 45 % до влажности 15 %.
Применяемые для термического разложения древесины аппараты подразделяются по принципу действия и принципу обогрева.
По первому принципу аппараты разделяются на периодически действующие, непрерывнодействующие и полунепрерывного действия, по второму – аппараты с наружным и внутренним обогревом.
Непрерывнодействующие аппараты наиболее совершены, так как в них полнее используется их объем, достигается ускорение процесса пиролиза и экономия топлива, они механизированы и автоматизированы. Налаженный контроль за соблюдением режима пиролиза позволяет получать уголь по качеству более однородный с массовой долей нелетучего углерода до 95 %.
Периодически действующие аппараты обладают многими недостатками: низкий уровень механизации технологического процесса, низкая удельная производительность, они в ряде случаев не отвечают требованиям по охране окружающей среды.
По принципу обогрева аппараты пиролиза разделяют на аппараты с наружным т внутренним обогревом.
В аппаратах с наружным обогревом тепло от теплоносителя к древесине передается через стенки реторт, обогреваемые горячими дымовыми газами. Внутри аппаратов тепло от стенок через прослойку газов передается древесине лучистым тепловым потоком и конвекцией. Разложение древесины в аппаратах начинается в первую очередь около стенок и вследствие малой теплопроводности древесины проходит неравномерно. Поэтому стенки аппаратов приходится перегревать и топочные газы выходят из аппарата с высокой температурой.
Аппараты с внутренним обогревом обладают многими преимуществами: тепло от теплоносителя передается непосредственно древесине путем искусственной циркуляции и конвективного теплопереноса.
В промышленности используются аппараты внутреннего обогрева с газообразным теплоносителем, который получают путем сжигания жидкого или газообразного топлива в специальных топках. Разложение древесины в этом случае проходит в более мягких условиях и при более низкой температуре.
Жидкие продукты пиролиза быстрее выводятся током теплоносителя из аппарата и не разлагаются от соприкосновения с его перегретыми стенками, поэтому выход некоторых продуктов выше, чем в аппаратах с наружным обогревом.

2.6 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС УТИЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ ДЕРЕВЯННЫХ ШПАЛ
Принципиальная технологическая схема утилизации отработанных деревянных шпал состоит из следующих этапов:
– деревянные шпалы отмываются от креозота;
– шпалы поступают на разделку;
– шпалы после разделки поступают в вертикальную реторту, где проходит процесс пиролиза;
– дробление продукта после пиролиза;
– дробленый продукт проходит процесс активации во вращающейся печи активации.
Принципиальная схема утилизации отработанных деревянных шпал методом пиролиза представлена на рисунке 3.


Рисунок 3 Принципиальная схема утилизации отработанных деревянных шпал

Принципиальная схема установки по утилизации отработанных деревянных шпал включает следующие операции. Твердый носитель через дозирующие устройства подаются в шнековый смеситель (1). Образующаяся сыпучая смесь из накопительного бункера поступает на загрузку во вращающуюся печь пиролиза с внешним нагревом (2). Первичный разогрев печи до рабочей температуры (500 °С) производится за счет сжигания в топочном устройстве (3) жидкого или газообразного топлива. После выведения печи на рабочий режим её обогрев осуществляется за счет сжигания газов выделяющихся при пиролизе деревянных шпал. Перед подачей в печь дымовых газов их температура снижается от 1100 °С до 700 °С. Печь пиролиза работает в противоточном режиме. Температура газов на выходе из печи 400°С. Твердый остаток с температурой 500°С из печи выгружается в холодильник (4), из которого транспортными средствами подается в накопительный бункер смесителя. Избыток дымовых газов с температурой 700 °С из камеры разбавления и дымовые газы с температурой 400 °С, выходящие из вращающейся печи, поступают на утилизацию в теплоагрегаты (5) (экономайзер, водогрейный котел, паровой котел-утилизатор). Вся система газовых трактов работает от одного дымососа (6). После теплоагрегатов дымовые газы с температурой 160-180 °С через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу (7).
























3 ВОПРОСЫ ОХРАНЫ ТРУДА, ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
Техника безопасности – это система организационных мероприятий, технических средств и методов, предотвращающих воздействие на работающих опасных производств.
Безопасные условия труда – состояние условий труда, при которых воздействие на работающего опасных и вредных производственных факторов исключено или не превышает предельно допустимых значений.
Опасные и вредные производственные факторы. Факторы подразделяются по природе действия на следующие группы: физические, химические, биологические и психофизиологические.
Физические опасные и вредные производственные факторы подразделяются на: движущиеся машины и механизмы, передвигающиеся изделия, заготовки, материалы а также повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны, повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны, влажность воздуха и недостаточная освещенность рабочей зоны.
Отделение пиролиза является вредным и опасным производством, в данном разделе рассмотрены мероприятия по безопасной эксплуатации оборудования и охране окружающей среды.

3.1 ОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Опасность технологического процесса определяет:
1. Возможность завышения допустимых параметров в аппаратах и трубопроводах, в связи с чем возможен разрыв, нарушение герметичности торцевых и сальниковых уплотнений в аппаратах, насосно-компрессорном оборудовании и выход пожаровзрывоопасных продуктов в атмосферу.
2. Наличие тока высокого напряжения до 6 кВ.
3. Возможность поражения электрическим током при нарушении изоляции и заземления в электрических устройствах, статическим электричеством и проявлением молний, возможность термических ожогов.
4. Возможность получения острых отравлений из-за неприменения средств газозащиты при проведении газоопасных работ, разгерметизации трубопроводов и аппаратов, когда в атмосферу выделяются газы, пары, жидкости, пыли в количествах, превышающих ПДК.
5. Возможность загораний, пожаров из-за нарушений технологического режима, недостаточной и неправильной подготовки оборудования, трубопроводов к огневым работам.
6. Возможность выхода из строя насосов и компрессоров из-за наличия механических примесей в перекачиваемых продуктах.
7. Наличие оборудования с вращающимися и движущимися узлами и деталями, в связи с чем возможно травмирование обслуживающего персонала.
8. Возможность размораживания аппаратов и трубопроводов с токсичными и пожаровзрывоопасными продуктами.
9. Многие процессы и работающее оборудование создают повышенную вибрацию и шум, которые отрицательно действуют на работников.
В отделении пиролиза опасность обусловлена наличием высоких температур до 900 (С, работой электрооборудования напряжением до 380 В.

3.2 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА
В соответствии с ГОСТ-12.3.002-88 безопасность производственного процесса обеспечивается выбором режима работы технологического процесса, оборудования, размещения производственного оборудования.
Предусмотрено следующее:
1. Процесс осуществляется по непрерывной схеме в герметичных аппаратах. Все основные аппараты, кроме компрессорного и насосного оборудования, располагаются на открытой площадке.
2. Технологическое оборудование запроектировано в соответствии с ГОСТ 26-291-71.
3. В основу разработки мероприятий по безопасному ведению технологического процесса положены действующие нормы и правила ПБ 09-170-97, ПБ 10-115-96, ПБ 09-310-99, РД 38.13.004-86.
4. Отделение разделено на технологические блоки, снабженные запорными и отсекающими устройствами в соответствии с требованиями ОПВ-88.
5. Управление технологическим процессом осуществляется автоматически и дистанционно с помощью пневматических регуляторов, расположенных на щите в ЦПУ.
6. Пневмодатчики используются для замера и регулирования давления, уровня, расхода в различных аппаратах. Дистанционный замер температуры производится с помощью термопар и термометров сопротивления, работающих со вторичными приборами с искробезопасным входом.
7. При наиболее опасных отклонениях технологического режима предусмотрены сигнализация и блокировка для быстрой ликвидации аварийной ситуации и защиты оборудования.
8. При аварийной ситуации (прекращение подачи воды, водяного пара, электроэнергии, воздуха КИП, отсутствие сырья и др.) предусмотрена остановка объекта или отдельных её узлов в соответствии с технологическими регламентом, инструкциями и планом локализации аварийных ситуаций (ПЛАС).
9. Компрессорные установки оборудованы местными и дистанционными приборами контроля температуры, давления и других параметров.
10. Освобождение токсичных, а также пожаро- и взрывоопасных продуктов из технологических аппаратов в канализационные системы не допускается.
11. Выполнено рабочее и аварийное освещение помещений и наружных установок. На объекте имеются пожарные извещатели и оперативная связь.
12. Для обеспечения нормальных санитарных условий труда на объекте предусмотрена приточно-вытяжная механическая вентиляция.
13. Установка снабжена средствами пожаротушения, пожарными извещателями и телефонной связью.

3.2.1 ДЕЙСТВИЯ, НАПРАВЛЕННЫЕ НА ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ
АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ
1. Продуть аппараты и коммуникации перед пуском ингазом до содержания кислорода в отходящем после продувки газе не более 2% об.
2. Перед розжигом пиролизных печей на 15 минут включить дымосос и после чего отобрать анализ на взрываемость из топки печи.
3. Обеспечить непрерывную работу приточно-вытяжных вентиляционной систем для создания необходимой кратности воздухообмена в производственных помещениях.
4. Запрещается устранять пропуски в резьбовых и фланцевых соединениях на работающих компрессорах, насосах, действующих трубопроводах, колоннах и другом технологическом оборудовании без их отключения и освобождения от продуктов.

3.2.2 ПОЖАРНАЯ И ВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ
Отделение печей пиролиза является огневзрывоопасным объектом объекта 2-3-5/Ш. Способы и необходимые средства пожаротушения (ГОСТ 12.1.003-81 ССБТ).
1. Все производственные помещения и наружные установки объекта обеспечены средствами пожаротушения (ящиками с песком, носилками, совковыми лопатами, огнетушителями типа ОПУ-5, ОХП-10, асбестовыми одеялами, пожарными кранами, пожарными рукавами).
2. В отделении пиролиза установлена система дистанционного паротушения печей пиролиза, которая приводится в действие из ЦПУ при прогаре змеевиков, выхода пламени наружу печи или загазованности в районе печей.
3. Компрессорные залы, помещение ЦПУ укомплектованы углекислотными огнетушителями ОУ-25.
4. Для тушения пожара на всех наружных установках смонтированы сухотрубы и лафетные стволы.
5. В насосной пиролиза и насосной первой наружной установки установлены стационарные пеногасительные установки находящиеся под давлением азота.
6. При загорании электрооборудования снимается напряжение с агрегата. Тушение очага при загорании электрооборудования производится асбестовыми одеялами, ингазом, огнетушителями ОУ-25, ОПУ-5. Одновременно производится остановка технологического узла объекта.
7. При возникновении пожара в производственных помещениях объекта немедленно прекращается работа вентиляционных систем. При загорании различных продуктов в объекте тушение очага пожара производится огнетушителями ОХП-10, ОПУ-5, ОУ-25, песком, асбестовым одеялом.
8. Тушение очагов пожаров при загорании покраски оборудования, изоляционных материалов, деревянных конструкций производится водой.

3.2.3 ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ
Электрооборудование и электроаппаратура, устанавливаемые на установке, по своему исполнению должны соответствовать классу взрывоопасных зон, категориям и группе взрывоопасных смесей по ПУЭ.
В данном технологическом процессе, для электродвигателей насосов, применяется ток высокого напряжения, существует опасность образования статического электричества при движении газов и жидкостей по аппаратам и трубопроводам, возникновение искрообразования от механических ударов.
Защита от статического электричества На объекте проводится перемещение продуктов, имеющих удельное электрическое сопротивление, в связи с чем возможно накопление статического электричества. Опасные потенциалы могут возникать также в результате прямых и вторичных проявлений молнии.
Молниезащита зданий и сооружений установки, защита от вторичного проявления молнии выполнена на основании РД.34.21.122-87 и относится ко II категории.


4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИРОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ

При оценке эффективности инвестиционной деятельности природоохранных мероприятий на предприятиях железнодорожного транспорта должен сохраняться народнохозяйственный подход.
В условиях рыночной экономики основной показатель экономической эффективности инвестиции в природоохранные мероприятия определяется как разность между суммарной величиной предотвращенных потерь и текущими затратами на эксплуатацию природоохранных устройств и сооружений, отнесенных к капитальным вложениям, вызвавшим этот результат. Рассмотренный показатель можно рассчитать по следующей формуле:

(1)

где Ер – показатель эффективности инвестиций в природоохранные мероприятия;

·
·ij – эффект природоохранных мероприятий /-го года от предотвращения (уменьшения) потерь на j-м объекте;
С – годовые эксплуатационные расходы на обслуживание природоохранных устройств и сооружений;
K – инвестиции в природоохранные мероприятия;
m – число учитываемых видов эффекта;
n – число объектов, находящихся в зоне улучшенного состояния окружающей среды.
Величина эффекта от проведения природоохранных мероприятий складывается из годового предотвращения
·
·ij экономического ущерба от загрязнения окружающей среды (
·
·*) и величины годового прироста прибыли от улучшения производственных результатов деятельности предприятия в результате оздоровления окружающей среды (
·Д) и определяется по формуле:

(2)

где
·
·* – предотвращенный экономический ущерб от загрязнения окружающей среды, тыс. руб./г.;

·Д – прирост прибыли предприятия от улучшения производственных результатов деятельности предприятия, тыс. руб./г.
Величина предотвращаемого экономического ущерба от загрязнения среды равна разности между расчетными значениями ущерба, который имел место до осуществления мероприятия, и остаточного ущерба после проведения мероприятия и определяется по формуле:

(3)

где У1 – расчетная величина ущерба, который имел место до осуществления запланированного мероприятия, тыс. руб. /г.;
У2 – расчетная величина ущерба, после осуществления запланированного природоохранного мероприятия;
l – количество видов ущерба, l = 1, 2, 3....l.
Экономическая эффективность природоохранных мероприятий включает расчет следующих показателей: экологический эффект, экономический эффект (результат), экономическая эффективность.
Экологический эффект, или эффект для природы заключается в снижении размеров загрязнения экосистем, уменьшении расходов природных ресурсов.
Экономический эффект (результат), представляющий эффект с позиций общества, измеряется величиной предотвращенного годового ущерба, который имеет место при загрязнении среды обитания людей.
Экономическая эффективность рассчитывается соизмерением получаемого экономического эффекта и затрат на проведение мер по снижению загрязнений.
Для оценки экономической эффективности природоохранных мероприятий используются следующие показатели:
1. Общая экономическая эффективность затрат на природоохранные мероприятия:

(4)

где Эij – экономический эффект i-го вида деятельности на/-м предприятии.
З – затраты на природоохранные мероприятия.
2. Чистый экономический эффект от природоохранных мероприятий:

(5)

При оценке эффективности инвестиционных проектов природоохранного назначения можно использовать показатели обшей эффективности, к которым относятся:
– чистый дисконтированный доход (ЧДД) или интегральный эффект;
– индекс доходности (ИД);
– внутренняя норма доходности (ВНД);
– срок окупаемости.
В экономической части проекта рассчитывается экономическая эффективность внедрения процесса газификации отработанных деревянных шпал и пиролиза отработанных деревянных шпал с получением готового продукта активных углей. Проводится сравнение экономической эффективности вариантов.

4.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ УТИЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ ДЕРЕВЯННЫХ ШПАЛ

4.1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Утилизация 140 000 отработанных деревянных шпал по технологии газификации можно получить: 21 млн м3 генераторного газа с общей теплотой сгорания 25200 Гкал; или 7000 МВт · час электроэнергии; 6000 Гкал тепла в виде горячей воды в режиме когенерации; 170 тонн минеральных удобрений.
Ориентировочная стоимость базового технологического оборудования станции по утилизации отработанных деревянных шпал производительностью 140 тысяч шпал/год, разработки ТЭО и проектных работ представлена в таблице 7.
Таблица 7
№ п/п
Наименование оборудования
Стоимость оборудования, млн. руб

1
Станция по утилизации отработанных железнодорожных
шпал производительностью 140 тыс. шпал/ год


1.1.
Газогенераторная мини-ТЭЦ электрической мощностью 1,0 МВт (основное оборудование)
40,0 - 50,0


1.2.
Вспомогательное оборудование в составе газогенераторной станции
8,0 - 12,0


2
Предварительное ТЭО (бизнес-план)
0,25

3
Проектные работы (5-10% от стоимости технологического оборудования)
3,0 - 5,0


Ориентировочная стоимость базового технологического оборудования по утилизации 140 000 отработанных деревянных шпал технологией пиролиза представлена в таблице 8. Получение готового продукта – активных углей, с последующей реализацией данной продукции по рыночным ценам.
Таблица 8
№ п/п
Наименование оборудования
Стоимость оборудования, млн. руб

1
Вертикальная реторта
5,0-7,0

2
Вращающая печь активации
10,0 - 12,0

3
Вспомогательное оборудование
8,0 - 12,0

4
Проектные работы (5-10% от стоимости технологического оборудования)
1,0 – 3,0


Годовые текущие затраты (С) на экологические выплаты при размещении отходов третьего класса опасности составляют:
1288,2 Ч (140000 Ч 0,08) = 14428000 рублей
Капитальные вложения (К1) на строительство газогенераторной станции составят примерно 51250000 рублей.
Капитальные вложения (К1) на внедрение технологии пиролиза составят примерно 34000000 рублей.
Нормативный коэффициент экономической эффективности Ен для обеих вариантов составит 0,12.
Экономический эффект составит Эп 11200 рублей.

4.1.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
СРАВНИВАЕМЫХ ВАРИАНТОВ

Рассчитываем приведенные затраты по формуле:

З = С + Ен Ч К (6)

Приведенные затраты по предлагаемым вариантам составят:
З1 = С1 + Ен Ч К1 = 14428000 + 0,12 Ч 51250000 = 20578000 рублей
З2 = С1 + Ен Ч К2 = 14428000 + 0,12 Ч 34000000 = 18508000 рублей

Экономическая эффективность сравниваемых вариантов с учетом экономического эффекта составит:
З1 - З2 + Эп = 20578000 – 18508000 + 11200 = 2081200 рублей

Таким образом, из экономических расчетов видно, что более эффективным вариантом является технология пиролиза отработанных деревянных шпал с получением готового продукта активных углей.





























ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проделанной работы было установлено, что в процессе капитального ремонта пути было изъято из оборота 4775 штук деревянных шпал. Из них 70 % не подлежит вторичному применению, поэтому стает вопрос об утилизации отработанных деревянных шпал.
Проект предусматривает вариант внедрения утилизации отработанных деревянных шпал после капитального ремонта железнодорожного пути.
В проекте рассмотрены различные методы утилизации отработанных деревянных шпал, которые существуют на данный момент. Подробно рассмотрены самые перспективные на данный момент варианты утилизации отработанных деревянных шпал.
Предложенная технологическая схема утилизации отработанных деревянных шпал соответствует экологическим нормам и удовлетворяет требованиям экологической безопасности, принятым в РФ.
В разделе «Вопросы охраны труда, техники безопасности» рассмотрены мероприятия, направленные на снижение вредных воздействия процесса пиролиза на человека.
Расчетные показатели экономической эффективности от внедрения природоохранных мероприятий по двум вариантам утилизации отработанных деревянных шпал показал, что внедрение технологии пиролиза экономически выгоднее технологий газификации.









СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Технические условия на работы по ремонту и планово-предупредительной выправке пути. – М.: Транспорт, 1998.
Правила технической эксплуатации железных дорог. – М.: Транспорт, 2000.
Инструкция по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ (ЦП 485). – М.: Транспорт, 1998.
Правила по охране труда при содержании и ремонте железнодорожного пути и сооружений. ПОТ РО –32 ЦП –652-99. – М.: Транспорт, 1999. – 112 с.
Типовая инструкция по охране труда для монтера пути ТОИ Р –32-ЦП-730-2000-12-03. – М.: Транспорт, 2000. – 518 с.
Комплексная механизация путевых работ: учебник для студентов вузов ж.-д. трансп. / В.Л. Уралов, Г.И. Михайловский, Э.В. Воробьев и др.; под ред. В.Л. Уралова. – М.: Маршрут, 2004. – 382 с.
Типовые технически обоснованные нормы времени на работы по ремонту верхнего строения пути. – М.: Транспорт, 1998. – 518 с.
Технические указания по устройству, укладке и содержанию бесстыкового пути. – М.: Транспорт, 2000. – 95 с.
Крейнис З.Л., Коршикова Н.П. Техническое обслуживание и ремонт железнодорожного пути: учебник для техникумов и колледжей ж.-д. трансп. / под ред. З.Л. Крейниса. – УМК МПС, 2001. – 768 с.
Охрана окружающей среды и экологическая безопасность на железнодорожном транспорте: учебное пособие/ Под. ред. проф. Зубрева Н.И., Шараповой Н.А. – М.: УМК МПС России, 1999. 592 с.
Сватовская Л.Б., Якимова Н.И., Макарова Е.И. Разработка новых комплексных технологий защиты окружающей среды на транспорте. – СПб.: ПГУПС, 2005. 50 с.
Маслов Н.Н., Коробов Ю.И. Охрана окружающей среды на железнодорожном транспорте. Учебник для вузов. – М.: Транспорт, 1996. 238 с.
Комплексные технологии утилизации отходов железнодорожного транспорта. Учебник для вузов ж.-д. трансп./ Л.Б. Сватовская и др.; под ред. Л.Б. Сватовской. – М.: ГОУ УМЦ ЖДТ, 2007. 190 с.
Новые экозащитные технологии на железнодорожном транспорте: Монография / Л.Б. Сватовская и др.; под ред. Л.Б. Сватовской. – М.: ГОУ УМЦ ЖДТ, 2007. 159 с.
Технология и оборудование лесохимических производств/ Л. В. Гордон, С. О. Скворцов, В. И. Лисов – 5 изд. – M.: Лесн. пром-сть, 1988. – 288 с.
Технология лесохимических производств / В.А. Выродов, А.Н. Кислицын, М.И. Глухарева и др. – М.: Лесн. пром-сть, 1987. – 352 с.
Пальгунов П.П., Сумароков М.В. Утилизация промышленных отходов. – М.: Стройиздат, 1990. – 352 с.
Доусон Г., Мерсер Б. Обезвреживание токсичных отходов. – М.: Стройиздат, 1996. – 288 с.
Олонцев В.Ф., Сазонов В.А. Разработка термоэнергетического способа утилизации нефтеотходов. // Экология и промышленность России. 2010. № 6. С. 14-15.
Голуб А.А., Струкова Е.Б. Экономика природопользования: Учеб. Пособие для вузов. – М.: Аспект-Пресс, 1999. 319 с.
Экономика железнодорожного транспорта: Учеб. для вузов ж.-д. трансп./ И.В. Белов, Н.П. Терешина, В.Г. Галабурда и др. – М.: УМК МПС России, 2001. 600 с.: ил. 42, табл. 46, библиогр. 83 назв.
Методические рекомендации по определению экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий в транспортном строительстве. – М.: ВНИИТС, 1986. 77 с.













13PAGE 15


13PAGE 142215




Root EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation Native