ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПУНКТ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КВАРЦЕВОГО ПЕСКА ДЛЯ ЛОКОМОТИВОВ

Предлагаемый Центральный пункт приготовления кварцевого песка для локомотивов (ЦППП) относится к производственным мощностям, обслуживающим железнодорожную отрасль, а именно, обеспечивающим круглогодичное производство сухого калиброванного песка для экипировки им железнодорожных локомотивов.
Широко известны пункты приготовления сухого кварцевого песка работающие в локомотивных депо и пунктах экипировки сети железных дорог России, состоящие из склада сырого песка открытого типа, пескосушильной установки, склада сухого песка (Большакова Л.М., Модестов Е.Н. «Устройства для экипировки тепловозов и электровозов» государственное транспортное железнодорожное издание, Москва, 1959г.; Типовые проекты, разработанные институтом Трансэлектропроект (№№501-274, 501-289, 501-284, 501-297, 4256), Типовой проект ЦИТП №501-3-30.87). Строительство пескосушильных установок и складов сырого песка (по принятой технологии) осуществляется в каждом локомотивном депо сети железных дорог, что приводит к значительным финансовым затратам, так как перевозка сырого некалиброванного песка с места его добычи в пункты потребления (приготовления) повышает на 20 % транспортную составляющую процесса пескоснабжения.
Недостатками указанных пунктов приготовления сухого кварцевого песка является то, что сооружения складов затапливаются осадками и оборудование выходит из строя при работе с переувлажненным песком. Переувлажнение песка за счет осадков (дождя, снега) повышает расход энергоресурсов на сушку. Кроме того, склады сырого песка открытого типа, используемые повсеместно, имеют высокую трудоемкость эксплуатации в зимний период за счет смерзания верхних слоев песка. Среднегодовое использование производственных мощностей таких пескосушильных установок колеблется от 2 % до 14 %, что в свою очередь приводит к снижению КПД установок и перерасходу энергоресурсов.
Известен «Комплекс оборудования для хранения и раздачи сухого песка для экипировки железнодорожных локомотивов» ( патент РФ №85431, МПК В61К 11/00, 2009 г.), содержащий два параллельно соединенных пневмовыжимных бака, установленных на выходе сушильной печи, с элементами управления наполнением бака сухим песком в виде пневмоуправляемой заслонки, клапанами стравливания воздуха при заполнении бака сухим песком, подачей воздуха для выжимания сухого песка из бака в емкость для складирования, датчиками наполнения их сухим песком, емкость для складирования сухого песка с датчиками наполнения ее, которая, в свою очередь, также через два пневмовыжимных бака, аналогичных установленным на выходе сушильной печи, соединена с, по крайней мере, с одной магистралью пескораздаточных бункеров, каждый из которых снабжен элементом управления наполнением бункера сухим песком в виде пневмоуправляемой задвижки, клапанам соединения бункера с системой пыледымоуловителя, датчиком наполнения и заслонкой раздачи сухого песка, пульт управления работой комплекса.
Указанный комплекс имеет следующие недостатки: весь сухой песок проходит через емкости для складирования, пылеудаление при загрузке емкости склада не предусмотрено, что приводит к снижению качества песка, поступающего в песочницы локомотивов. Подача песка от сушильных печей в пескораздаточные бункера не предусмотрена, пескораздаточные бункера заполняются песком только из склада сухого песка, т.е. весь сухой песок проходит через пневмовыжимные баки дважды, что приводит к дополнительным затратам энергии.
Известен «Комплекс оборудования для производства сухого калиброванного песка для экипировки железнодорожных локомотивов» (Патент РФ № 85430, МПК В61К 11/00, 2009 г.), содержащий технологически объединенное оборудование для складирования сырого песка, оборудование предварительной сортировки и сушки сырого песка с использованием технологии обдува сырого песка нагретым теплоносителем и оборудование окончательной сортировки и сушки песка на основе пневмофонтанной технологии сушки. Авторами предусматривается его строительство в каждом локомотивном депо и пункте экипировки сети железных дорог.
Недостатками указанного комплекса являются высокие энергозатраты на произведенную тонну песка и низкое качество песка, обусловленные тем, что первый этап сушки, с внешним обдувом бункера, наполненного сырым песком, малоэффективен ввиду низкой теплопроводности массива сырого песка в бункере и, следовательно, работоспособен только в установках с небольшими бункерами и длительным циклом подсушивания песка; сушка песка в два этапа приводит к дискретности процесса, повышению энергоемкости на транспортных операциях, усложнению оборудования и снижению его надежности; высокая энергоемкость сушки, так же сопряжена с прогревом и досушиванием сырого песка в высокоскоростной вертикальной фонтанной струе, образованной горячей смесью пара, газа и песка; калибровка песка (отделение некондиционных крупных и мелких фракций) в газовой струе проходит по закону нормального распределения и сопровождается значительной потерей рабочей фракции в отсев.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является снижение энергозатрат на производство сухого песка и обеспечение высокого качества продукта.
Технический результат достигается тем, что центральный пункт приготовления кварцевого песка для локомотивов, содержит оборудование для складирования сырого песка, оборудование для сортировки и сушки сырого песка, склад для хранения сухого песка с емкостью для складирования сухого песка, снабженной датчиками наполнения и системой удаления пыли, выход которой через два пневмовыжимных бака соединен пескопроводами с пескораздаточным бункером, который снабжен системой определения массы песка, системой удаления пыли и устройством для автоматической загрузки вагона-хоппера и имеет рабочий объем не менее объема полной загрузки вагона-хоппера, оборудование для сушки сырого песка включает утилизатор тепла отработавших газов, тепловентилятор, и как минимум два параллельно соединенных сепаратора для очистки сухого песка от мелких фракций, установленных на выходе разгрузочной камеры пескосушильной установки, соединенных через пневмовыжимные баки пескопроводами с устройством автоматической загрузки склада сухого песка и пескораздаточных бункеров.
На чертеже представлен центральный пункт приготовления кварцевого песка для локомотивов (ЦППП).
На чертеже приняты следующие обозначения: помещение крытого типа 1, полувагон с сырым песком 2, склад сырого песка 3, грейферная система мостового крана 4, сепарационная решетка 5, приемный бункер 6, дисковый питатель-дозатор 7, пескосушильная установка 8, барабанное сито полигонального типа 9, разгрузочная камера 10, сепараторы 11, пневмовыжимные баки пескосушильной установки 12, вентилятор-дымосос 13, система пылеочистки 14, утилизатор тепла 15, тепловентилятор 16, ленточный конвейер 17, устройство автоматической загрузки 18 сухого песка в пескораздаточный бункер и в емкость склада сухого песка, емкость склада сухого песка 19, устройство контроля объема песка в складе 20, пневмовыжимные баки склада сухого песка 21, система удаления пыли склада 22, пескораздаточный бункер 23, система определения массы песка в пескораздаточном бункере 24, устройство автоматического заполнения 25 вагонов-хопперов, система удаления пыли бункера 26, пескопроводы бункерные 27, пескопроводы склада 28, вагон-хоппер 29.
ЦППП содержит помещение крытого типа 1 механизированного склада сырого песка, содержащего грейферную систему мостового крана 4 для выгрузки поступающего сырого песка из полувагонов 2 в склад сырого песка 3 и загрузки его через сепарационную решетку 5 и дисковый питатель-дозатор 7 в приемный бункер 6 размещенной в помещении пескосушильной установки 8 высокой производительности. На выходе пескосушильной установки 8 размещена разгрузочная камера 10 с установленным в ней барабанным ситом полигонального типа 9. В помещении крытого типа 1 склада сырого песка 3 резмещены также система пылеочистки 14 отходящих газов пескосушильной установки 8 и вентилятор-дымосос 13, утилизатор тепла 15 отработенных газов пескосушильной установки и тепловентилятор 16 для обогрева помещения крытого типа 1 склада сырого песка 3, пневмовыжимные баки пескосушильной установки 12 для выгрузки сухого песка в склад сухого песка и ленточный конвейер 17 для удаления отсева. ЦППП содержит также склад хранения сухого песка, содержащий емкость склада сухого песка 19, устройство автоматической загрузки 18 сухого песка в пескораздаточный бункер 23 через пескопроводы бункерные 27 и в емкость склада сухого песка через пескопроводы склада 28, а также пневмовыжимные баки склада сухого песка 21 склада сухого песка для выгрузки сухого песка из склада в пескораздаточный бункер 23, который снабжен системой определения массы песка в бункере 24, устройством автоматического заполнения 25 вагонов-хопперов и системой удаления пыли бункера 26. Объем пескораздаточного бункера 23 выбирается из расчета загрузки за один цикл полной разрешенной массы груза для вагона-хоппера 29.
Центральный пункт приготовления песка работает следующим образом.
Сырой кварцевый песок от перевалочных пунктов речных портов или карьеров полувагонами 2 по железнодорожной ветке поступает в помещение крытого типа 1 склад сырого песка 3 ЦГПТП, расположенное на небольшом удалении от мест добычи сырого песка, и разгружается через нижние люки полувагона. Поступивший песок размещается в складе сырого песка 3 с помощью грейферной системы 4 мостового крана и для последующей сушки загружается, через щели сепарационной решетки 5 в приемные бункеры 6. Из приемных бункеров 6, через дисковый питатель-дозатор 7, сырой песок непрерывным потоком поступает в пескосушильную установку 8, где высушивается в потоке горячих газов. Затем, уже сухой песок, поступает на барабанное сито полигонального типа 9, расположенное в разгрузочной камере 10. Сухой песок, пересыпаясь во вращающемся барабанном сите полигонального типа 9, делится на 2 фракции. Крупные фракции от 2 мм (включительно) и более ссыпаются на ленточный конвейер 17, который перемещает крупные фракции в отсев. Песок (фракционный состав до 2 мм) ссыпается через воронку разгрузочной камеры, в два параллельно установленных сепаратора 11, где происходит обогащение песка путем удаления мелких фракций (менее 0,1 мм) на ленточный конвейер 17. Пылевидные фракции песка вместе с отработанными газами печи из разгрузочной камеры 10 отсасываются вентилятором-дымососом 13 и осаждаются в системе пылеочистки 14. Тепло отработанных газов сушильных печей отбирается блоком-утилизатором 15 и направляется тепловентилятором 16 на поддержание положительных температур склада 3 сырого песка. Далее, песка, в соответствии с требованиями ТУ МПС № ЦТД-5 (фракционный состав от 0,1 мм до 2 мм), поступает в пневмовыжимные баки пескосушильной установки 12, из которых выжимается по пескопроводам в находящееся на складе сухого песка устройство автоматической загрузки 18, которое направляет песок по пескопроводам склада 28 или по пескопроводам бункерным 27 в соответствии с сигналами системы определения массы песка в пескораздаточном бункере 24 и устройства контроля 20 объема песка в складе.
Для сокращения времени загрузки пескораздаточного бункера 23 кроме пневмовыжимных баков пескосушильной установки 12 пескосушильной установки могут автоматически включатся и пневмовыжимные баки склада сухого песка 21 склада сухого песка. Когда в пескораздаточный бункер 23 будет загружена запланированная масса сухого песка, система определения массы песка в пескораздаточном бункере 24 отключает пневмовыжимные баки склада сухого песка 21, а устройства автоматической загрузки сухого песка 18 перенаправляет поток сухого песка из пневмовыжимных баков пескосушильной установки 12 в емкость склада сухого песка 19.
Для эффективной загрузки вагонов-хопперов 29 на пескораздаточном бункере 23 размещено устройство автоматического заполнения 25 вагонов-хопперов, которое открывает выходные клапаны бункера по сигналам о правильной установке вагона под загрузку и сигналу о заполнении бункера необходимым количеством песка.
Для текущего контроля и сигнализации степени наполнения емкость склада сухого песка 19 установлено устройство контроля объема песка в складе 20. При транспортировке по пескопроводам сухого песка пневмовыжимными баками пескосушильной установки 12 и пневмовыжимные баки склада сухого песка 21 происходит пылеобразование за счет истирания и частичного разрушения слабых кристаллов песка. В целях защиты окружающей среды от пыли и повышения качества отгружаемого потребителю продукта, склад хранения сухого песка и пескораздаточный бункер оборудованы системой удаления пыли склада 22 и системой удаления пыли бункера 26.
Эффективность работы ЦППП требует сокращения времени наполнения пескораздаточного бункера, для чего он загружается песком по всем входящим пескопроводам одновременно. Для обеспечения минимального времени загрузки вагона - хоппера пескораздаточный бункер должен вмещать не менее 67 тонн сухого песка. Круглогодичная работа ЦППП обуславливает размещение комплекса разгрузки и хранения сырого песка в крытом помещении с положительной температурой, для чего устанавливается оборудование по утилизации тепла отработанных газов. Таким образом предлагаемый ЦППП обеспечивает снижение энергозатрат на производство сухого песка и отгрузку песка высокого качества.