Расчет запаса топлива, песка, смазки, воды и устройств для их хранения

Комплекс устройств топливного хозяйства депо состоит из: склада жидкого топлива (наземные резервуары, сливная эстакада и приспособления, обеспечивающие прогрев топлива в зимнее время); насосной установки с системой трубопроводов4 раздаточных устройств для заправки тепловозов дизельным топливом.

Размеры и мощность устройств топливоснабжения определяется общим суточным расходом натурного дизельного топлива всеми тепловозами, приписанными к основному депо, по формуле

Ео= α∑Еj+ Ех+ Ем+ Ер+ Егп, (3.2)

где Еj – суточный расход топлива тепловозами в j-ом виде движения (грузовом и пассажирском), т; α – коэффициент, учитывающий расход топлива на резервный пробег (α = 1,05–1,15); Ех, Ем – суточный расход топлива хозяйственными и маневровыми тепловозами, т; Ер – суточный расход топлива на реостатные испытания после ремонта, т; Егп – суточный расход топлива на простой в горячем, т.

Расчет Еj, Ех, Ем, Ер, Егп выполняется по формулам

Еj= 2L N mс еj/10⁷; (3.3)

Ех= SлМхmс ех/10⁷ (3.4)

Ем= 0,001 Мм tм ем; (3.5)

Ер= 0,001 ∑Мрjерj/ D; (3.6)

Егп= 0,001 tгпегп; (3.7)

где еj, ех – нормы расхода натурного топлива грузовыми, пассажирскими и хозяйственными тепловозами, кг/10 ⁴ ткм.брутто (берется из задания на проект); ем – норма расхода натурного топлива маневровыми тепловозами, кг/ч (табл. 3.2); ерj – норма расхода топлива на реостатные испытания, кг/секция (табл.3.4); егп – норма расхода топлива на горячий простой тепловозов, кг/ч (табл.3.4); tм – продолжительность работы маневрового тепловоза в сутки, принимается 23,5 ч; Мр – годовая программа ремонта тепловозов на всех ТР, секций; tгп – общее время горячего простоя грузовых и пассажирских тепловозов определяется как

tгпj= 24 а Мэj, (3.8)

где а – коэффициент горячего простоя равен 0,02–0,125.

Емкость резервуаров склада топлива в основном или оборотном депо определяется по формуле

Ескл= Ео tзапКτКдр/ g, (3.9)

где Ескл – емкость резервуаров, м 3; tзап – число суток, на которое создается эксплуатационный запас топлива (обычно 30 сут, а при расстоянии подвоза менее 300 км 10–15 сут); Кτ – поправочный коэффициент, учитывающий увеличение расхода топлива при понижении температуры наружного воздуха ниже 0 º С (табл. 3.3); Кдр – коэффициент, учитывающий расход топлива другими потребителями и неучтенные виды работ локомотивов (Кдр = 1,08 – 1,12); g – удельный вес дизельного топлива, равный 0,83 – 0,85 т/м3.

Выбор количества резервуаров для хранения топлива и сливных эстакад производится по данным табл.3.5 и 3.6.

Таблица 3.2.

Нормы расхода топлива на маневровую работу ем, кг/ч

Вид работы	Серия тепловоза
ТЭМ2	ЧМЭ3	ТЭМ7
На станционных путях	10-20	10-20	15-25
На сортировочной горке	60-70	60-70	65-75

Таблица 3.3

Значение поправочного коэффициента Кτ

T, ºС*		-5	-10	-15	-20	-25	-30
Кτ	1,038	1,057	1,064	1,076	1,089	1,102	1,115

*Температура наиболее холодного месяца

Таблица 3.4

Нормы расхода топлива на маневровую работу, горячий простой, одиночное следование и на реостатные испытания

Серия тепловоза	Горячий простой егп, кг/ч	Одиночное следование, кг / 100 лкм	Реостатные испытания ер, кг / секция
ТР, ТР-1	ТР-2, ТР-3
ТЭРА1
2М62
3ТЭ3
2ТЭ10Л
2ТЭ10В
2ТЭ10М
3ТЭ10М
4ТЭ10С
2ТЭ116
2ТЭ121
ТГ16			-	-
ТГ22			-	-
ТЭП60
2ТЭП60
ТЭП70
ТЭМ2
ТЭМ7
ЧМЭ3

Таблица 3.5

Емкость и размеры резервуаров для хранения дизельного топлива

Емкость бака, м3	Основные размеры, м	Диаметр подушки под днище, м
Диаметр	Высота
	23,0	12,0	25,0
	18,1	11,7	20,0
	15,2	11,7	16,7
	12,0	9,6	13,5
	10,7	8,2	12,1
	8,0	8,2	9,5

Таблица 3.6

Типы сливных эстакад в зависимости от числа экипировок в сутки

Число экипировок в сутки	Тип сливной эстакады	Число сливных позиций	Длина фронта слива, м
	Двусторонняя		36 + 36
	Односторонняя
	Одностороння
	Слив без эстакады

Пример 3.2. Рассчитать суточный запас топлива по данным первых шести граф табл.3.7 и определить емкость баков для 30-и суточного запаса топлива.

Таблица 3.7.

Исходные данные и результаты расчета суточного запаса
дизельного топлива

Вид работы	L, км	N, пар Мэ, штук	mс, т	е, кг/изм	Расход на реостат, кг/секция	Число секций на ремонте в год	t, ч	Суточный расход Е, т
ТР3Ц	ТР	ТР3Ц	ТР
Грузовая.									-	137,760
Пассаж..									-	22,960
Маневр.									23,5	1,763
Хозяйств.										3,780
Реостат
3ТЭ10М							38,40	135,49		0,463
2ТЭ10М							8,17	28,82		0,099
ТЭМ2							1,56	8,44		0,013
Простой
3ТЭ10М										4,050
2ТЭ10М										0,750
ТЭМ2									0,5	0,005
3ТЭ10М-х										0,600
Всего										172,243

По формуле (3.3) определяем суточный расход дизельного топлива тепловозами грузового и пассажирского движения

Егр= 2L N mсет/10⁷ = 2 ∙410 ∙12 ∙4000 ∙35 / 10⁷ = 137,760 т;

Епас= 2L N mсет/10⁷ = 2 ∙ 410 ∙4 ∙1000 ∙70 / 10⁷ = 22,960 т.

По формуле (3.4) определяем суточный расход дизельного топлива тепловозами, занятыми в хозяйственной работе

Ех= SлМхmс ех/10⁷ =168 ∙1∙1500 ∙150 / 10⁷ = 3,780 т

По формуле (3.4) определяем суточный расход дизельного топлива тепловозами, занятыми в маневровой работе

Ем= 0,001Мм tм ем = 0,001 ∙5 ∙23,5 ∙15 = 1,762 т

По формуле (3.5) определяем суточный расход дизельного топлива тепловозами на реостатные испытания после текущих ремонтов ТР и ТР_3Ц для тепловозов серии 3ТЭ10М

Ер= 0,001 ∑М_рjерj/ D =

= (560 ∙135,49 + 1050 ∙38,40)/250,7 = 0,463 т.

Аналогично рассчитываем расход для тепловозов 2ТЭ10М и ТЭМ2.

По формулам (3.8)–(3.7) рассчитываем суточный расход дизельного топлива на горячий простой локомотивов 3ТЭ10М грузового движения

tгп-груз = 24 а Мг = 24 ∙0,125 ∙18 = 54 ч;

Егп= 0,001 tгпегп = 0,001 ∙54 ∙75 = 4,050 т.

Аналогичные расчеты проводим для других серий локомотивов и все вышеприведенные результаты помещаем в предпоследнюю и последнюю графы табл.3.7.

Общий суточный расход дизельного топлива по депо определяется суммированием последней графы табл.7 и будет равен

Ео= α∑Еj+ Ех+ Ем+ Ер+ Егп= 172,243 т.

По формуле (3.9) определяем емкость резервуаров для хранения топлива

Ескл= ЕоtзапКτКдр/ g =

= 172,243× 30× 1,115× 1,1 / 0,83 = 7636 м³.

Комплекс устройств пескоснабжения состоит из складов для хранения сырого и просушенного песка, пескосушильной установки, оборудования и коммуникаций пескотранспорта, пескораздаточных устройств.

Суточный расход сухого песка в м³ локомотивами депо определяется по формуле

Епес= Егр+ Епас+ Ех+ Ем, (3.10)

где Ег, Епас, Ех, Ем – суточный расход песка соответственно грузовыми, пассажирскими, хозяйственными и маневровыми тепловозами.

Расход песка грузовыми и пассажирскими тепловозами рассчитывается по формуле

Еj= 2L N mcjепj / 10⁶; (3.11)

для хозяйственного – по формуле

Ех= SлМхmс ех/10⁶ (3.12)

для маневрового – по формуле

Ем= Ммем (3.13)

где епj, ех – максимальная норма расхода песка локомотивами на 1 млн.ткм брутто в м³ (табл.1.2); ем – норма расхода песка маневровым локомотивом за сутки (ем – 0,05–0,07 м³).

Запас сухого и сырого песка на складах длительного хранения рассчитывается по формуле

Ескл= 30,4Епес tмес, (3.14)

где t мес – срок работы склада хранения сухого или сырого песка в месяцах без пополнения в зависимости от температуры наружного воздуха наиболее холодного месяца по табл.3.8.

Таблица 3.8

Срок хранения песка на складе в зависимости от температуры
наружного воздуха

Среднемесячная температура наиболее холодного месяца, ºС	Срок хранения песка, мес
сухого	сырого
до –6
до –8
до –13
до –17
ниже –17

Площадь склада сырого песка в м² определяется по формуле

F = Ескл / h, (3.15)

где h – высота слоя сырого песка в м, не должна превышать 3–4 м.

Потребная производительность устройств для сушки песка в кг/ч

есуш= Ескл ρ a / 30,4tс (12 – tмес), (3.16)

где ρ – плотность сухого песка, кг/м3 (ρ = 1400); a = 1,1–1,2 - коэффициент неравномерности подхода локомотивов на экипировку; t с- число работы сушила в сутки, принимается равным 23,5 ч.

Необходимое количество сушил

nсуш= есуш / Рс, (3.17)

где Рс - производительность одного сушила в кг/ч представлена в табл.3.9.

Таблица 3.9

Характеристика огневых, угольных сушил барабанного типа

Тип сушила	Производительность, кг/ч
СОБУ-1
СОБУ-1М
СОБУ-2

Для хранения запасов сухого песка необходимо выбрать склад башенного или шатрового, используя технические характеристики складов, представленные в табл.3.10.

Таблица 3.10

Технические характеристики складов сухого песка

Характеристика склада	Башенный склад емкостью, м3	Шатровый склад длиной 84 м, шириной, м
Количество башен				-	-	-
Общая емкость, м3
Диаметр башни, м				-	-	-
Высота башни, м	19,33	17,64	8,06	-	-	-

Пример 3.3. Рассчитать необходимое количество песка и устройств для его сушки и хранения по данным предыдущего примера. Нормы расхода песка для тепловозов 3ТЭ10М (грузовая и хозяйственная работа) и 2ТЭ10М (пассажирское движение) взяты из табл. 1.2 для профиля III-го типа.

По формуле (3.11) определяем расход песка для грузового и пассажирского движения

Егр= 2L N mc eп/ 10⁶ = 2 ∙ 410 ∙ 12 ∙ 4000 ∙ 0,28 / 10⁶ = 11,021 м³;

Епас= 2L N mc eп/ 10⁶ = 2 ∙ 410 ∙ 4 ∙ 1000 ∙ 0,26 / 10⁶ = 0,853 м³.

По формуле (3.12) – для хозяйственного

Ех= SлМхmс ех/10⁶ = 168 ∙ 1 ∙ 1500 ∙ 0,024 = 0,060 м³.

По формуле (3.13) – для маневрового

Ем= Ммем = 5 ∙ 0,05 = 0,250 м3

Расчет суточного расхода песка и оформляется в виде табл.3.11.

Таблица 3.11

Расчет суточного расхода песка

Вид работы	L, км	N, пар	Мэ, штук	mс, т	е, м3/изм	Епес, м3
Грузовая					0,28	11,021
Пассажирская					0,26	0,853
Хозяйственная					0,24	0,060
Маневровая					0,05	0,250
Всего						12,184

Определяем запас сухого и сырого песка при T = -30 ºC по формуле (3.14) и данным табл.3.8 и 3.11

Ескл= 30,4Епес tмес= 30,4×12,184×5 = 1852 м³.

Определяем площадь склада сырого песка по формуле (3.15)

F = Ескл / h = 1852 / 3 = 617 м².

По формуле (3.16) определяем необходимую производительность сушил

есуш= Есклρ а / 30,4 tc(12-tмес) =

= 1852 ∙ 1400 ∙ 1,1 / 30,4 ∙ 23,5 (12-5) =573 кг/ч;

По формуле (3.17) и табл.3.9 определяем число сушил

nсуш= есуш/ Рс= 573 / 1500 = 0,382 сушила.

Для проектируемого депо выбираем одно сушило типа СОБУ1 и башенный склад сухого песка емкостью 3000 м³.

Основным оборудованием смазочного хозяйства являются устройства для слива смазок, резервуары для хранения свежих и отработанных смазочных материалов с устройствами для прогрева, фильтрации и измерения их количества, насосные установки, установки для регенерации и выдачи смазок.

Для нормальной работы дизеля, экипажа и других агрегатов локомотива требуется около 15 сортов различных смазочных материалов.

Расход дизельного масла для эксплуатации (долив и освежение) тепловозов и дизель поездов устанавливается в процентах от расхода дизельного топлива. Расход остальных смазочных материалов для эксплуатации дизельных локомотивов нормируется по сортам масел в кг на 1000 лкм пробега секции.

Склад смазок локомотивного хозяйства является базисным. Поэтому при расчете потребных емкостей должны учитываться расходы смазок на нужды других предприятий железнодорожного узла.

Запас смазочных материалов в тоннах на одном складе подсчитывается следующим образом:

Есм= (Еэ+ Ер+ Епр)tсут, (3.18)

где Еэ, Ер, Епр – суточный расход смазочных материалов соответственно для нужд эксплуатации и ремонта локомотивов, а также прочими потребителями, т; tсут – количество суток, на которое запасены смазочные материалы (обычно tсут= 30–60 сут).

Суточный расход дизельного масла в кг для нужд эксплуатации тепловозов i-ой серии рассчитывается по формуле

Едi= biЕоi / 100, (3.19)

где bi – нормы расхода дизельного масла в % от расхода дизельного топлива приведены в табл. 3.12, Еоi – суточный расход дизельного топлива всеми тепловозами i-ой серии, кг.

Суточный расход остальных смазочных материалов для эксплуатации локомотивов i-ой серии в кг определяется по формуле

Есмi= 0,001∑MSin есм/ 365, (3.20)

где ∑MSi – годовой пробег всех локомотивов i-ой серии, км; n – число секций локомотива; есм – норма расхода смазочных материалов на 1000 км пробега одной секции локомотива (см. табл. 3.13–3.16), кг.

Общий расход смазочных материалов на эксплуатацию локомотивов рассчитывается по формуле

Еэ= ∑Едi+ ∑Есмi. (3.21)

Таблица 3.12

Нормы расхода дизельного масла на эксплуатацию тепловозов
(долив и освежение) [ 11 ]

Серия тепловоза	bдиз,%	Серия тепловоза	bдиз,%
ТЭ3	2,5	ТЭМ2УМ, ТЭМ18	1,67
ТЭ10 всех индексов	2,0	ЧМЭ3 всех индексов, ТЭМ1М	2,0
2ТЭ116, 2ТЭ121,	2,0	ТЭМ7, ТЭМ7А	2,0
ТЭП70	2,0	ТЭМ2, ТЭМ3	2,04
ТЭП60, М62 всех индексов	4,5	ТЭМ2А, ТЭМ2У, ТЭМ1	2,5
ТГ16, ТГ21,ТГ22,	5,0	ТГМ7, ТГМ11	5,0
ДР1, АЧ2	5,0	ТГМ23	5,0
Д1	8,0

Таблица 3.13

Примерные нормы расхода смазочных материалов на эксплуатацию

одной секции тепловоза есм, кг/1000 км

Серия тепловоза	Компрессорное масло	Осевое масло	Осерненная смазка	Автол 10АК10	Пластичная смазка ЖРО
ТЭ3, 2ТЭ10Л,В,М, У,С 2ТЭ116, 2ТЭ121	0,15	2,0	0,2	0,1	0,06
ТЭП60, ТЭП70, М62, 2М62	0,3	2,0	0,3	0,1	0,1
ТГ16, ТГ21, ТГ22	0,3	1,5	-	0,2	-
ТЭМ2, ТЭМ7, ЧМЭ3	0,15	1,5	0,1	0,1	0,1

Суммарный суточный расход смазочных материалов на ремонт локомотивов в кг рассчитывается по формуле

Ер= S Мin ерi/ Di, (3.21)

где Мi – годовая программа i-го вида ремонта, секций; n – число секций локомотива; ерi – расход смазки на одну секцию тепловоза (см. табл. 3.14) и электровоза (см. табл.3.16), кг; Di ‑ годовой фонд рабочих дней i-го вида ремонта (см. п.2.3).

Дизельное масло хранится в наземных или подземных стальных резервуарах емкостью 25, 50 и 100 м³. Маслопродукты, расходуемые в небольших количествах – до 50 кг в сутки (приборное масло, компрессорное масло и др.), доставляются на склад в бочкотаре. Размеры склада масел на тяговой территории принимаются 12 х 24 м.

Таблица 3.14

Примерные нормы расхода смазочных материалов на ремонт

одной секции тепловоза ер, кг

Серия тепловоза	Вид ТО или ТР	Масло, кг	Пластичная смазка, кг	Дизельное масло на ремонт и обкатку, кг
Компрессорное	Осевое	МПВ	СТП	ЖРО	Солидол	ЖТКЗ
ТЭ10М ТЭ10У ТЭ10С 2ТЭ116 2ТЭ121	ТО-3 ТР ТР3Ц ТР10Ц			0,1 0,2 0,5 1,0		0,5 5,0 10,0 36,0	0,1 0,5 1,5 2,0	0,1 0,4 1,0 1,5	-
ТЭП60 ТЭП70 М62	ТО-3 ТР-1 ТР-2 ТР-3			0,1 0,2 0,5 1,0		0,5 5,0 10,0 36,0	0,1 0,5 1,5 2,0	0,2 0,4 1,0 2,0	-
ТГ-16 ТГ21 ТГ-22	ТО-3 ТР-1 ТР-2 ТР-3			0,1 0,2 0,5 1,0		0,3 2,0 4,0 14,0	0,1 0,5 1,5 2,0	0,2 0,4 1,0 2,0	-
ТЭМ2 ЧМЭ3 ТЭМ7	ТР ТР4Ц			0,2 0,5		2,0 14,0	0,1 0,8	0,2 1,5	430*

*Первое число для ТЭМ2, второе – для ЧМЭ3, третье – для ТЭМ7

Таблица 3.15

Примерные нормы расхода смазочных материалов на эксплуатацию

электровозов есм, кг/1000 км

Серия электровоза	Масла	Смазки
индустриальное	осевое	компрессорное	МПВ	соли- дол	осерненная	СГС-Д
ВЛ10 ВЛ11,ВЛ15			0,6	0,1	0,1		0,3
ВЛ60, ВЛ65, ЭП1			0,5	0,1	0,1	2,5	0,15
ВЛ80, ВЛ82, ВЛ85			0,6	0,1	0,1		0,3

Таблица 3.16

Примерные нормы расхода смазочных материалов на ремонт

одной секции электровоза ер, кг

Серия электровоза	Вид ТО или ТР	Масла	Пластичная смазка, кг
Трансформаторное	Индустриальное	Осевое	Компрессорное	МПВ	Солидол	Осерненная	СГСД	ЖТКЗ
ВЛ10 ВЛ11 ВЛ15	ТО-2 ТР ТР7Ц ТР14	- - - -			0,6 8,0 8,0 13,0	0,10 0,30 0,50 1,00	0,2 0,4 2,7 3,0		0,15 0,30 0,30 0,30	- 0,50 1,00 1,50
ВЛ80 ВЛ82 ВЛ85	ТО-2 ТР ТР7Ц ТР14	- -			0,6 8,0 8,0 13,0	0,10 0,15 0,30 0,90	0,2 0,4 2,7 3,0		0,15 0,30 0,30 0,30	- 0,5 1,0 1,5
ВЛ65 ЭП1	ТО-2 ТО-3 ТР ТР6Ц ТР8Ц	- - -			0,3 0,5 11,0 11,0 16,0	0,10 0,10 0,20 0,80 1,00	0,1 0,2 1,5 4,0 4,0		0,15 0,15 0,15 0,15 0,15	- - 0,4 0,8 1,0
ВЛ60ПК ВЛ60К	ТО-2 ТО-3 ТР-1 ТР-2 ТР-3	- - -			0,3 0,5 11,0 11,0 16,0	0,10 0,10 0,20 0,80 1,00	0,1 0,2 1,5 4,0 4,0		0,15 0,15 0,15 0,15 0,15	- - 0,4 0,8 1,0

Расход воды для охлаждения дизелей тепловозов и дизель-поездов на 1000 лкм в литрах приведен в табл. 3.17.

Суточный расход воды на нужды эксплуатации тепловоза i-ой серии определяется по формуле

Ввi= 0,001SMSiев/ 365, (3.22)

где евi – норма расхода воды тепловоза i-ой серии, л/10³ лкм приведена в табл.3.17.

Таблица 3.17

Примерные нормы расхода воды для охлаждения дизелей

и дизель поездов евi, л / 10³ лкм

Серия тепловоза	евi, л/103 лкм	Серия тепловоза	евi, л/103 лкм
ТЭМ2		2М62
ТЭП60, ТЭП70		ТЭМ7
ТЭ3, 2ТЭ116		ЧМЭ3	70–75
2ТЭ121		ТГ16, ТГ22
2ТЭ10Л,В,М,У		ДР1	30–40

Пример 3.4. Определить запас смазочных материалов на складе топлива депо при tсут = 30 сут и данным табл.2.1, 2.2, 3.12–3.14.. Суточный расход смазочных материалов для прочих потребителей составляет Епр = 1000 кг.

Результаты расчета суточного расхода смазочных материалов на эксплуатацию локомотивов по формулам (3.19)–(3.20) представлены в табл.3.18, а на ремонт локомотивов по формуле (3.21) – в табл.3.19.

Общий запас смазочных материалов на 30 суток определяем по формуле (3.18) и итоговым данным табл.3.18–3.19.

Есм= (Еэ+ Ер+ Ех)tсут,

(3,533 + 1,107 + 1,0)30 = 169,244 т.

Таблица 3.18

Результаты расчета суточного расхода смазочных материалов

на эксплуатацию тепловозов

Масла и смазки	Тепловоз	Еоi, кг	∑MSi, лкм	bдi, %	есмi, кг/1000 лкм	Есм, кг
Дизельное масло	3ТЭ10М		–	2,00	–	2933,069
2ТЭ10М		–	2,00	–	476,172
ТЭМ2	1780,9	–	2,04	–	36,329
Компрессорное масло	3ТЭ10М	–		–	0,15	4,287
2ТЭ10М	–		–	0,15	0,912
ТЭМ2	–		–	0,15	0,088
Осевое масло	3ТЭ10М	–		–	2,00	57,168
2ТЭ10М	–		–	2,00	12,16
ТЭМ2	–		–	1,50	0,885
Осерненная смазка	3ТЭ10М	–		–	0,20	5,716
2ТЭ10М	–		–	0,20	1,216
ТЭМ2	–		–	0,10	0,059
Автол	3ТЭ10М	–		–	0,10	2,858
2ТЭ10М	–		–	0,10	0,608
ТЭМ2	–		–	0,10	0,059
ЖРО	3ТЭ10М	–		–	0,06	1,715
2ТЭ10М	–		–	0,06	0,364
ТЭМ2	–		–	0,10	0,059
Итого на эксплуатацию	3533,728

Таблица 3.19

Результаты расчета суточного расхода смазочных материалов
на ремонт тепловозов