Metoda diagnozowania użytkowego zakładowych systemów

P R A C E N A U K O W E P O L I T E C H N I K I WA R S Z AW S K I E J
z. 95
Transport
2013
Stanisaw J. Cielakowski
Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny w Radomiu
METODA DIAGNOZOWANIA UYTKOWEGO
ZAKADOWYCH SYSTEMÓW ROZRZDZANIA
GRAWITACYJNEGO
Rkopis dostarczono, kwiecie 2013
Streszczenie: W pracy opracowano metod diagnozowania uytkowego systemów rozrzdzania
grawitacyjnego, m.in. w zakadach energetyki cieplnej.
1. WSTP
Wgiel kamienny przywoony do elektrowni lub elektrociepowni kolej naley
wyadowa. Wagony samowyadowcze rozadowuje si najczciej nad zasobnikami
szczelinowymi. Wyadowanie nastpuje samoczynnie przez otwarcie klap bocznych
wagonu za pomoc mechanizmu pneumatycznego uruchamianego z lokomotyw.
Oprónianie jednego wagonu nastpuje w cigu jednej minuty. Wgiel spada do zasobnika
i nastpnie jest wygarniany na przenonik tamowy z dolnej szczeliny za pomoc
wygarniacza opatkowego.
Taszym sposobem wyadowania wagonów samowyadowczych jest estakada. Skad
pocigu wjeda na pomost, a wgiel zsypuje si do dwóch szerokich rowów po obu
stronach estakady. Z rowów wgiel jest wygarniany zgarniaczami linowymi, zbierany
chwytakiem suwnicy mostowej, której tor jest równolegy do estakady lub adowarkami
koowymi. Wydajno estakady jako urzdzenia rozadowczego jest zalena od tych
samych czynników co wydajno zasobnika szczelinowego (ograniczenie dugoci
zasobnika, prdkoci przetaczania wagonów i wydajnoci urzdze odbierajcych
wgiel z zasobnika, czyli wygarniaczy i przenoników tamowych).
Wgiel bywa czsto dostarczany wagonami niewyposaonymi w urzdzenia
samowyadowcze i wtedy wyadunek, przy duym zapotrzebowaniu wgla, odbywa si za
pomoc wywrotnic. Gdy wydajno wywrotnicy musi by wiksza ni 200 – 300 t/h
najodpowiedniejszym sposobem wyadunku jest wywrotnica boczna (bbnowa), która
moe wykona 15 – 30 obrotów na godzin, obracajc albo naraz po dwa wagony o masie
do 30 t albo jeden wagon o masie do 80 t. Wydajno teoretyczna wynosi zatem przy
58
Stanisaw J. Cielakowski
wglarkach 2-osiowych 700 – 1300 t/h. A przy wglarkach 4 – osiowych 800 – 1600 t/h.
W praktyce wydajno ta nie jest osigana, gdy czasem dla cakowitego oprónienia
trzeba wagon obraca dwa razy. W normalnym ruchu naley si liczy z wydajnoci o
poow mniejsz. Przy wydajnoci wyadunku ponad 500 t/h podane jest zainstalowanie
dwóch wywrotnic, gdy w czasie zimy, przy zamarznitym wglu, wydajno wywrotnic
bardzo si zmniejsza, mimo komór ogrzewajcych. Suchy wgiel przy wywracaniu
wagonów powoduje powstawanie tumanów pyu. Dlatego wywrotnice wyadowujce
suchy mia wyposaone s w konstrukcj zapobiegajc rozprzestrzenianiu si pyu.
Wykop pod zasobnik wywrotnicy siga czasem na gboko kilkunastu metrów pod
poziomem terenu, co zwiksza koszt budowy. Wywrotnice bbnowe mog wywróci
kady rodzaj wagonu.
2. METODA BADA I WYNIKI
Pocigi przybye na stacj zakadow z wagonami, które maj by oprónione na
wywrotnicach, s odpowiednimi torami kierowane na tzw. tory wywrotnicowe. Na torze
wywrotnicowym odbywa si przegld wglarek pod wzgldem technicznym. Przegld ten
ma wykluczy przybye wagony, które nie mog by opróniane na wywrotnicach.
Podczas przegldu odczepiane s jednoczenie sprzgi wagonowe, rozczane przewody
powietrzne i opróniane cylindry hamulcowe. Po tym przegldzie, pierwszy wagon zostaje
wepchnity na wywrotnic najczciej obrotow. Wagon wywracany jest z niej dokoa osi
podunych. Po obróceniu wywrotnicy o 120 do 150 o, nastpuje samoczynne wysypanie
si adunku do leja umieszczonego pod spodem wywrotnicy. z leja tamocigiem adunek
zostaje przesany dalej na odpowiednie miejsce.
Wagon, który zosta ju opróniony, zostaje wypchnity z wywrotnicy przez nastpny
wagon wjedajcy do niej, popychany przez lokomotyw manewrow lub podcignity
przez lin „konia elektrycznego”.
Wypchnity wagon, wykorzystujc nadan mu minimaln prdko i odpowiednie
profile pochyle oraz urzdzenia hamujce systemu rozrzdzania grawitacyjnego, wjeda
na jeden z torów zbiorczych.
Nasuwa si pytanie, jak powinien by uksztatowany system rozrzdzania
grawitacyjnego wagonów na stacjach przemysowych, aby rozadowane wagony mogy
bezpiecznie dotrze na tory zbiorcze.
Wypchnity wagon z wywrotnicy moe wjeda na tory zbiorcze w nastpujcy
sposób:
x bezporednio,
x za pomoc „koyski torowej”.
Pierwszy sposób realizowany jest za pomoc podunego ukadu torów.
Drugi sposób realizowany jest za pomoc poprzecznego ukadu torów.
W ukadzie podunym wagon wjeda za pomoc toru zjazdowego o spadku cigym
na tory zbiorcze, analogicznie jak na ukadzie klasycznej stacji rozrzdowej.
59
Metoda diagnozowania uytkowego zakadowych systemów rozrzdzania grawitacyjnego
W ukadzie poprzecznym tor zjazdowy ma ksztat wklsy („koyska”) (rys. 1). Wagon
wypchnity z wywrotnicy nabiera znacznej prdkoci, gdy znajduje si na odpowiednim
spadku. Z t prdkoci wagon wjeda na odcinek toru uoony naprzeciw wzniesienia,
na którym umieszczony jest podjazd ze zwrotnic nastawion na odgazienie. Wagon
przejedajc przez rozjazd, odchyla zwrotnic i wjeda na strome wzniesienie, gdzie na
krótkim odcinku traci prdko, która spada do zera, a nastpnie, poniewa znajduje si na
duym pochyleniu, pod wpywem siy cikoci, zaczyna nabiera znowu prdkoci,
staczajc si przez rozjazd bezporednio na tory zbiorcze. Przestawienie zwrotnicy odbywa
si automatycznie za pomoc spryn lub napdu elektrycznego.
uk wypuky
uki wklse
KIERUNEK RUCHU WAGONÓW
PRZEZ WYWROTNIC
wywrotnica
tor zjazdowy wklsy („KOYSKA”)
rozjazd toru wklsego
Ukres
tory zbiorcze
Rys. 1. Lokalizacja torów zbiorczych w ukadzie poprzecznym w stosunku do wywrotnicy
Liczba torów zbiorczych najczciej wynosi dwa. Dugo uyteczna tych torów wynosi
rednio ok. 300 – 470 m, a powinna wynosi ok. 800 m.
Rónica dugoci caego ukadu torów podunego i poprzecznego cznie z grup
torów zbiorczych wynosi ok. 30 m.
Rónica szerokoci ukadu poprzecznego i podunego wynosi ok. 7 m.
Ukad poprzeczny umoliwia znacznie skrócenie drogi wyjazdu wagonów ze stacji
przemysowej (brak koniecznoci przejazdu przez ptl torow).
Wyposaenie techniczne systemów rozrzdzania grawitacyjnego na stacjach
przemysowych moe by nastpujce:
x brak urzdze technicznych ograniczajcych prdko wagonów,
x hamulce torowe pomostowe,
x hamulce torowe grzybkowe,
60
Stanisaw J. Cielakowski
x hamulce torowe i urzdzenia przetokowe.
Najszersze oddziaywanie diagnozowania na stan systemu rozrzdzania grawitacyjnego
wystpuje podczas jego eksploatacji.
Ze strony uytkownika wystpuje, m.in. zapotrzebowanie na decyzje diagnostyczn
pozwalajc okreli, czy system rozrzdzania grawitacyjnego funkcjonuje (lub moe
funkcjonowa) prawidowo.
Oczekuje si diagnoz uytkowych uzyskanych w wyniku badania waciwoci
funkcjonalnych systemu rozrzdzania grawitacyjnego ( kontrola funkcjonowania).
Diagnozowanie systemu rozrzdzania grawitacyjnego w zakadach energetyki cieplnej
polega na symulacyjnym wyznaczaniu prdkoci rozadowanego wagonu w odpowiednich
miejscach „koyski”.
Dla przykadowego systemu rozrzdzania grawitacyjnego algorytm diagnozowania
przedstawia si nastpujco:
1. Wyznaczenie prdkoci wagonu na kocu pierwszego pochylenia za wywrotnic. Tor
by prosty i prdko wagonu wyniosa 7,25 m/s.
2. Wyznaczenie prdkoci wagonu na kocu pierwszego przeciwspadku. Tor by prosty,
ale zawiera rozjazd przejedany „z ostrza”.Prdko wyniosa 6,68 m/s.
3. Wyznaczenie prdkoci powrotnej wagonu przy zjedzie ze stromego przeciwspadku.
Tor by prosty i prdko wyniosa 6,63 m/s.
4. Wyznaczenie prdkoci powrotnej wagonu na kocu pierwszego przeciwspadku. Tor
by prosty, ale zawiera rozjazd przejedany „na ostrze” i kierujcy wagon „na
odgazienie”. Prdko wyniosa 5,88 m/s.
5. Wyznaczenie prdkoci powrotnej przy zjedzie z drugiego przeciwspadku. Tor by
czciowo w uku i zawiera rozjazd przejedany „na ostrze”. Prdko wyniosa
6,3 m/s.
3. WNIOSKI
Z wykonanej pracy wynikaj nastpujce wnioski:
1. Zdiagnozowanie uytkowe rozpatrywanych systemów rozrzdzania grawitacyjnego
polega na badaniu prdkoci wagonów w zaomach profilu podunego tych systemów.
2. W diagnozowanym przykadowym systemie zasig jazdy niehamowanego wagonu na
torach zbiorczych wynosi 879,45 m. Natomiast dugo torów wynosia 470 m.
3. Dugo drogi hamowania wagonu pozem z prdkoci 6,3 m/s do momentu
zatrzymania wynosia 60,88 m i przekraczaa znacznie dopuszczaln.
4. Prdko wjazdu na tory zbiorcze równa 6,3 m/s bya wic prdkoci niebezpieczn.
5. Prdko t mona zmniejszy do bezpiecznej, albo przez „wykoysanie” wagonu w
„koysce” lub przez zainstalowanie hamulca torowego na pocztku torów zbiorczych.
6. Podjcie prawidowej decyzji o „wykoysaniu” wagonu w „koysce”, uatwi
zainstalowanie radarowego miernika prdkoci u podnóa pierwszego pochylenia za
wywrotnic, w eksploatowanych ju systemach.
61
Metoda diagnozowania uytkowego zakadowych systemów rozrzdzania grawitacyjnego
Bibliografia
1. Cielakowski St. J.: Stacje kolejowe, WKi
, Warszawa 1992.
2. Cielakowski St. J.: Bojarczak P.: Komputerowe wspomaganie oceny konstrukcji ukadów torowych
górki rozrzdowej, II Krajowe Sympozjum: Komputerowe systemy wspomaga-nia prac inynierskich
w przemyle i transporcie, Zakopane 1998.
3. Cielakowski St. J.: Obliczanie stopnia obcienia górek rozrzdowych. tts nr 9/2012.
4. Cielakowski St. J.: Graniczne prdkoci rozrzdzania wagonów. tts nr 9/2012.
5. Wgierski J.: Ukady torowe stacji, WKi
, Warszawa 1979.
METHOD OF OPERATIONAL DIAGNOSTICS OF WORKS GRAVITATIONAL
MARSHALLING SYSTEMS
Abstract: A method is developed of operational diagnostics of gravitational marshalling systems in heating
power plants.