Совершенствование технологии очистки стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков инфракрасным излучением тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.06, кандидат наук Колисниченко Елена Александровна

• Колисниченко Елена Александровна
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Колисниченко Елена Александровна

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ СПОСОБОВ ОЧИСТКИ СТРЕЛОЧНЫХ ПЕРЕВОДОВ ОТ ТВЕРДЫХ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ

1.1 Очистка стрелочных переводов сжатым воздухом

1.2 Очистка стрелочных переводов химическими реагентами

1.3 Обогрев паром

1.4 Система газообогрева стрелочных переводов

1.5 Геотермальный обогрев стрелочных переводов

1.6 Устройство для термоочистки стрелочных переводов

1.7 Системы электрообогрева стрелочных переводов

1.8 Устройства для обогрева стрелок

1.9 Обогреватель для стрелки

1.10 Индукционный обогрев

1.11 Мировой опыт обогрева стрелок

1.12 Выводы по первой главе

2 МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ОСНОВЕ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТРЕЛОЧНЫХ ПЕРЕВОДОВ ОТ ТВЕРДЫХ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ

2.1 Особенности инфракрасного излучения при таянии твердых атмосферных осадков. Подготовка данных для модели

2.2 Анализ пространственного расположения ИК излучателя в процессе очистки стрелочных переводов от снега и льда в системе «ИК излучатель - снег - стрелка»

2.3 Моделирование работы нагревательного элемента ИК излучения в технологии очистки стрелочного перевода от твердых атмосферных осадков с применением

метода конечных элементов

2.4 Моделирование работы нагревательного элемента на основе ИК излучения в технологии очистки стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков программных комплексах на основе метода конечных элементов

2.5 Выводы по второй главе

3 НАТУРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ИНФРАКРАСНЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ В ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ СТРЕЛОЧНЫХ ПЕРЕВОДОВ ОТ ТВЕРДЫХ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ

3.1 Методика экспериментальных исследований

3.2 Результаты первого этапа лабораторных испытаний

3.3 Результаты второго этапа экспериментальных исследований

3.4 Результаты третьего этапа опытно - экспериментальных исследований

3.5 Проверка сходимости результатов математического и физического моделирования ИК излучения в технологии очистки стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков

3.6 Выводы по третьей главе

4 АНАЛИЗ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ ПРИМЕНЕНИЯ УСТРОЙСТВА ПО ОЧИСТКЕ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА ОТ ТВЕРДЫХ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ

4.1 Расчет капитальных вложений на системы по очистке стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков

4.2. Определение эксплуатационных расходов

4.3 Расчет срока окупаемости при внедрении технологии по очистке стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков ИК излучением

4.4 Выводы по четвертой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии очистки стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков инфракрасным излучением»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Бесперебойная работа железнодорожного транспорта в зимний период во многом зависит от надежной защиты пути от твердых атмосферных осадков, а также своевременно организованной работы по снегоборьбе. С наступлением зимнего периода структурные подразделения, осуществляющие содержание железнодорожных путей, несут ответственность за обеспечение своевременной очистки от снега и льда главных, станционных и приемо-отправочных путей, уделяя особое внимание стрелочным переводам.

Одним из условий безотказной работы любого стрелочного перевода в зимний период является отсутствие скоплений снега или льда в зоне между остряком и рамным рельсом. Напрессовка твердых атмосферных осадков в данной зоне приводит к отказам в работе стрелочных переводов, к задержкам подвижного состава и, как следствие, к нарушениям графика движения поездов. Только на Восточносибирской железной дороге (далее ВСЖД) в зимний период причиной задержек 75 % поездов становится отказ стрелки из-за напрессовки снега. Это основная и главная проблема в этот период для железных дорог, поскольку около 76 % всей территории Российской Федерации подвержены снежным заносам. Поэтому обеспечение надежной работы стрелочных переводов в зимний период является актуальной задачей для железных дорог России.

В настоящее время очистка стрелочных переводов на главных путях преимущественно осуществляется при помощи сжатого воздуха или электрообогрева. Однако системы очистки сжатым воздухом не исключают ручной труд, а применяемые в качестве нагревательных элементов ТЭНы ненадежны и энергозатратены. Исходя из чего, большое внимание уделяется разработкам технических средств повышенной надежности, обеспечивающих безопасность движения поездов с наиболее выгодной экономической эффективностью.

Степень разработанности темы исследования. Решению проблеме содержания в безотказном состоянии стрелочных переводов в зимний период посвятили свои труды: С.В. Амелин, В.М. Богданов, Б.Э. Глюзберг, В.В. Говоров, Н.Е. Долгов, К.Н. Дьяков, А.О. Егоров Д.В. Ермоленко, Ю.М. Иньков, О.Ю. Кирин, В.Я Клименко, А.А. Комаров, В.В. Королев, В.И. Марченко, А.П. Николаев, И.Ю. Новосельский, В.Т. Павлов, А.В. Самохин, А.А. Симон, М.Д. Симонов, Э.С. Спиридонов, Н. Ф. Твердохлеб, С.А. Титов, В.П. Феоктистов, Л. Н. Фролов, Ю.Н. Харитонов, Н.Г. Шаболин, С.Н. Шарапов, В.И. Шахов, В.Ф. Яковлев.

На основании исследований, выполненных вышеуказанными авторами, сформулированы требования к способам очистки стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков и область их применения. Установлены достоинства и недостатки предлагаемых технических решений, а также даны рекомендации по модернизации существующих технических средств.

Целью диссертационного исследования является совершенствование технологии очистки стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков, позволяющее обеспечить безопасное и бесперебойное движение поездов с установленными скоростями с применением устройства на основе инфракрасного излучения.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Анализ существующих способов очистки от снега и льда подвижных элементов стрелочных переводов с определением их достоинств и недостатков.

2. Определение режимов работы устройства на основе инфракрасного (далее ИК) излучения в процессе очистки стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков для установления наиболее энергоэффективного режима.

3. Выявление оптимальных технических параметров нагревательных элементов, способствующих эффективной очистке стрелочного перевода от твердых атмосферных осадков.

4. Выявление температурных зависимостей нагрева элементов стрелки в технологии удаления твердых атмосферных осадков способом на основе ИК

излучения для определения продолжительности процесса очистки стрелочного перевода при текущем содержании.

5. Определение технико-экономической эффективности предлагаемого решения.

Объект исследования: стрелочный перевод.

Предмет исследования: технология очистки стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков ИК излучением.

Научная новизна:

1. Предложена модель энергоэффективного режима работы устройства по очистке стрелочных переводов, учитывающая спектральный состав ИК излучателя и фазовое состояние твердых атмосферных осадков для безопасной эксплуатационной работы стрелочных переводов.

2. Получены функциональные зависимости температуры нагрева элементов стрелки при работе ИК излучателей в процессе удаления твердых атмосферных осадков, позволяющие определять продолжительность работы устройства для эффективной очистки стрелочного перевода.

Теоретическая и практическая значимость работы состоит в следующем:

1. Теоретическая значимость заключается в анализе дифференциального уравнения энергетического баланса относительно определения температуры нагрева подвижных элементов стрелки в технологии очистки от твердых атмосферных осадков с учетом их фазового состояния и оптических свойств.

2. Разработан новый способ очистки стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков с применением устройства на основе ИК излучения, позволяющее обеспечить безопасное и бесперебойное движение поездов в зимний период(пол. мод. №151783, заявл. 03.09.2014г.).

3. Определены режимы работы и оптимальные технические параметры предлагаемого устройства, позволяют обеспечить работоспособность стрелочных переводов при эксплуатации и снизить затраты на текущее содержание в зимний период.

Методология и методы исследования. В основе теоретических исследований лежат основы теплообмена при низких температурах излучением, методы расчета теплообмена излучением, законы тепло- и массообмена, переноса теплового излучения, радиационные законы, математической физики, методы математической статистики, численные методы конечно-элементного моделирования теплофизических процессов, метод оценки экономической эффективности.

Основные результаты исследования, выносимые на защиту:

1. Энергоэффективный режим работы ИК излучателя в технологии очистки стрелочного перевода от твердых атмосферных осадков учитывающий спектральный состав излучателя и фазовое состояние твердых атмосферных осадков, для снижения затрат на текущее содержание стрелочных переводов в зимний период.

2. Методика определения оптимальных технических параметров нагревательных элементов применяемых в технологии очистки стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков, позволяющие обеспечить безотказную работу стрелочных переводов для безопасного и бесперебойного пропуска поездов.

3. Номограммы нагрева элементов стрелки в процессе удаления с них твердых атмосферных осадков, для определения продолжительности работы устройства в зависимости от эксплуатационных параметров нагревательных элементов.

4. Показатели экономической эффективности от применения способа очистки стрелочных переводов ИК излучением.

Достоверность полученных результатов и выводов подтверждается результатами теоретических расчетов и полученных данных при проведении многочисленных экспериментальных натурных испытаний. Расхождение результатов не превышает 5 %.

Апробация. Основные положения и результаты исследования докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

- Всероссийской XVI научно-технической конференции КрИЖТ ИрГУПС, посвященной 175-летию Российских железных дорог, КрИЖТ ИрГУПС, г. Красноярск, 2012г.;

- Международной научно-методической конференции «Путь XXI века», ПГУПС, г. Санкт - Петербург, 2013г.;

- IV Всероссийской научно - практической конференции с международным участием «Транспортная инфраструктура Сибирского региона», ИрГУПС, г. Иркутск, 2013г.;

- V Международной научно-практической конференции «Транспортная инфраструктура Сибирского региона», ИрГУПС, г. Иркутск, 2014г.;

- Международной научно - практической конференции «Безопасность регионов - основа устойчивого развития», ИрГУПС, г. Иркутск, 2014г.;

- III Международной научно - практической конференции «Путь XXI века», ПГУПС, г. Санкт - Петербург, 2015г.;

- Межкафедральном научно-методическом семинаре № 3 «Перспективы научных исследований в области изысканий и проектирования, железных дорог, управления техническим состоянием железнодорожного пути, проектирования и эксплуатации мостов и тоннелей», ИрГУПС, г. Иркутск, 2015г.;

- VI Международной научно-практической конференции «Транспортная инфраструктура Сибирского региона», ИрГУПС, г. Иркутск, 2015г.;

- VIII Международной научно-практической конференции «Наука и образование транспорту», СамГУПС, г. Самара, 2015г.

Реализация. Результаты работы применяются в учебном процессе ФГБОУ ВО ИрГУПС при подготовке специалистов по специальности 23.05.06 -«Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей» в рамках дисциплин «Организация, планирование и управление техническим обслуживанием железнодорожного пути», «Управление техническим обслуживанием железнодорожного пути на скоростных и особо грузонапряженных линиях» и «Организация, и технология хозяйства инфраструктуры».

Результаты исследований внедрены на предприятии ООО «Компания «Востсибуголь» - «Разрез «Тулунуголь».

Публикации. По результатам исследований опубликовано 14 работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России, получено авторское свидетельство на полезную модель №151783, заявл. 03.09.2014г., опуб. 20.04.2015, Бюл. №11.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения, изложенных на 142 страницах машинописного текста, содержит 96 рисунков, 11 таблиц, список литературы, состоящий из 112 наименований.

1 АНАЛИЗ СПОСОБОВ ОЧИСТКИ СТРЕЛОЧНЫХ ПЕРЕВОДОВ ОТ ТВЕРДЫХ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ

Сложные метеорологические условия в зимний период оказывают существенное влияние на безопасное и бесперебойное движение поездов, которые могут привести к сбоям в графике исполненного движения поездов и задержкам подвижного состава. Поэтому многие железные дороги вынуждены ежегодно вести борьбу со снегом и льдом для поддержания бесперебойного движения поездов, поскольку в периоды сильных метелей железнодорожный транспорт иногда остается единственным средством связи между городами. Бесперебойная работа железнодорожного транспорта в зимний период во многом зависит от надежной защиты пути от твердых атмосферных осадков, а так же своевременно организованной работы по снегоборьбе [48, 49]. При этом особое внимание уделяется наиболее снегозаносимым местам железнодорожного пути, какими являются деповские пути станций, участки с вагонными замедлителями на механизированных сортировочных горках, пассажирские станции [36, 37, 38].

Особое внимание в этот период уделяется и стрелочным переводам, которые должны вступать в зиму в полной исправности и не требовать ремонта в течение зимы. Обращается внимание на состояние брусьев и стрелочных остряков [55]. Организовываются мероприятия по очистке подвижных частей стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков для обеспечения безотказной работы в зимний период [22]. Для выполнения работ по очистке стрелочных переводов каждую зиму привлекаются монтеры пути, что делает эту операцию трудозатратной, а значит и дорогостоящей. Широко распространенные способы очистки также имеют значительные энергозатраты и затраты на обслуживание оборудования при текущем содержании.

Проблема поддержания стрелок в сухом и чистом состоянии решается на протяжении многих лет и на сегодняшний день основными устройствами и способами остаются очистка сжатым воздухом, электрообогрев или в ручную [45,

67]. Соотношение числа установленных на стрелочных переводах систем очистки от снега и льда по сети железных дорог показано на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Количество систем установленных на стрелочных переводах для их очистки от снега и льда по сети железных дорог

Существующие способы очистки подвижных элементов стрелочных переводов от снега и льда эффективны, но не всегда способны обеспечить надежную работу стрелок. Это подтверждает количества отказов стрелочных переводов из-за не перевода остряков по причине напрессовки снега на Восточно - Сибирской железной дороге (рисунок 1.2) и количество задержанных поездов по этой причине (рисунок 1.3).

Несмотря на то, что количество снежных дней в 2015 году снизилось по сравнению с 2012 годом на 6 дней, а по сравнению с 2014 годом осадки выпадали на один день больше (рисунок 1.4), количество отказов возросло по сравнению с 2014 годом в 2 раза. Однако наблюдается сокращение числа отказов в сравнении с 2012 годом на 55% за счет ввода в эксплуатацию в 2013 году систем электрообогрева на станциях ВСЖД.

■ шланговый пневмообдув

■ автоматический пневмообдув

электрообогрев

2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

Период, год

Рисунок 1.2 - Количество отказов 1,2 категории в работе стрелочных переводов в

зимний период по ВСЖД

Рисунок 1.3 - Количество задержанных поездов из-за отказа стрелочного

перевода

2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 Период, год

Рисунок 1.4 - Количество дней с выпадением твердых атмосферных осадков

Работа структурных подразделений дирекции инфраструктуры в зимний период осуществляется на основе данных геофизической станции, основной задачей которой является своевременное предупреждение причастных подразделений ОАО «РЖД» об ожидаемых опасных явлениях погоды [36, 37]. К таким явлениям относят:

- снегопад умеренный (количество снега 5 - 9 см за сутки);

- снегопад значительный (количество снега 10 - 19 см);

- снегопад сильный (количеством снега более 20 см);

- снегопад с мокрым снегом умеренный (количество снега 3 - 7 см);

- снегопад с мокрым снегом значительный (количество снега 7 - 14 см);

- снегопад с мокрым снегом сильный (количество снега 15 см и более за сутки);

- метель умеренная (перенос снега с подстилающей поверхности со средней скоростью ветра до 10 м/с продолжительностью менее 3 ч.);

- метель значительная (перенос снега с подстилающей поверхности со средней скоростью ветра 10 - 14 м/с, продолжительность 3 - 12 ч.);

- метель сильная (перенос снега со средней скоростью ветра не менее 15 м/с и видимостью не более 500 м, продолжительность не менее 12ч.);

- гололед - отложения диаметром 5 - 20 мм;

- изморозь - диаметр отложения 20 - 50 мм; мокрого снега - диаметром не менее 35 мм.

Все вышеперечисленные явления воздействуют на стрелочный перевод и являются разновидностью твердых атмосферных осадков, поэтому на железных дорогах для их удаления используют как ручной труд, различные технические системы, так и снегоуборочные машины. Следует отметить, что при выборе способа для очистки стрелочных переводов немаловажным фактором является установление объема твердых атмосферных осадков.

Классификация способов очистки стрелочных переводов представлена на рисунке 1.5. Рассмотрим основные способы очистки стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков, которые применяются на отечественных дорогах, а также зарубежный опыт.

Рисунок 1.5 - Классификация способов очистки стрелочных переводов от

твёрдых атмосферных осадков

1.1 Очистка стрелочных переводов сжатым воздухом

Устройства для очистки стрелочных переводов сжатым воздухом получили наибольшее распространение. Они подразделяются на стационарные устройства автоматической пневмоочистки стрелок и устройства ручной шланговой пневмообдувки [21, 55]. Устройство пневматической очистки стрелочных переводов отображено на рисунках 1.6 и 1.7.

Рисунок 1.6 - Схема пневматического устройства

Устройство содержит обдувочные сопла 3, распределительный трубопровод 4, отвод к соплу 5, электропневматический клапан 6, подключение переносных шлангов для обдувки 7, магистральный трубопровод 8 и очищаемые рамный рельс 1 и остряк 2 [21].

Рисунок 1.7 - Шланговая пневмообдувка на стрелочном переводе

Устройства для очистки стрелочных переводов с применением сжатого воздуха обеспечивают надежную работу при сухом снеге. Однако при образовании наледи данный способ неэффективен и очистку производят в вручную работники дистанции пути. Наиболее эффективно использование этого способа в северных районах европейской части России, на Урале, в Северном Казахстане, в Сибири, на Дальнем Востоке [21, 46, 48].

Систему автоматической пневмообдувки стрелочных переводов рекомендуется применять на станционных путях, где не обеспечивается электрическая мощность для систем электрообогрева стрелочных переводов или где затруднено их обслуживание [87].

Систему шланговой пневмообдувки стрелочных переводов применяют в качестве дополнительной меры к системам электрообогрева и автоматической пневмообдувки стрелочных переводов для очистки зоны крестовин и соединительной части стрелочных переводов или в качестве резерва при обильных снегопадах [21, 52, 53].

На сегодняшний день устройствами пневматической очистки оборудовано по сети железных дорог 75 296 стрелочных переводов. Распределение количества стрелочных переводов оборудованных системами пневмоочистки представлено на рисунке 1. 8.

о

и

12000 10000 8000 6000 4000 2000 0

-

-У Н 1 1 1 .

\ 11,

1 1 РРТ111 1 1 г ■Л 1

^ ^ # ^ Л* „# -

^«/У Л/ УУ о/

Л Ж ^ ¿Г (Ж Ж Л?

Л

■ шланговый пневмообдув

| автоматический пневмообдув

Ч- С?

Отделение дороги

Рисунок 1.8 - Наличие стрелочных переводов оборудованных системами

пневмоочистки

К недостаткам рассматриваемых систем стоит отнести необходимость применения ручного труда, необходимость прокладки воздушной магистрали себестоимость и трудозатраты, которой очень высоки.

Для повышения работоспособности системы пневмообдува предлагается устройство, конструкция которого представлена на рисунке 1.9 [49, 67]. Устройство состоит: из корпуса с соплом, магистрали с источником сжатого воздуха оснащенной нагревательным элементом, который размещается внутри корпуса. На пути движение воздуха представлено в виде соленоида с сердечником, который имеет сквозные каналы, оси которых параллельны. В центральном канале установлен пружинный стержень, с возможностью перемещения вдоль оси, выполнен из ферромагнитного сплава с конической насадкой. Вершина пружинного стержня ориентирована к соплу, сопло имеет гибкую насадку [73].

Недостатки: необходимость в источнике сжатого воздуха, отдельное обслуживание воздушной магистрали, сложность в обслуживании нагревательного элемента.

Рисунок 1.9 - Конструкция устройства для очистки стрелочного перевода от

снега и наледи

1.2 Очистка стрелочных переводов химическими реагентами

Способ химической очистки стрелочных переводов [67, 94] заключается в применении веществ, расплавляющих твердые атмосферные осадки и поддерживающих их в незамерзающем состоянии. При скоплении снежно-грязевой массы имеется необходимость очистки механическим способом с добавлением химические реагентов.

К недостаткам данного способа стоит отнести привлечение трудовых ресурсов, а также загрязнение окружающей среды химическими реагентами.

1.3 Обогрев паром

Один из первых способов очистки стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков, самый энергоемкий и наиболее устаревший способ не применяется. Принцип очистки заключается в подаче пара из котельной стационарного или передвижного типа через трубопровод. [67].

1.4 Система газообогрева стрелочных переводов

Основным элементом газообогрева стрелочных переводов является излучающая газовая горелка, конструкцией которой предусмотрено наличие двух камер - всасывающей и смесительной. Сжигание смеси происходит на поверхности излучающей головки с керамическими плитками, предусмотрена также ветрозащитная камера. Тепло элементам стрелочного перевода передается через переходные трубки, благодаря которым и происходит таяние твердых атмосферных осадков. Элемент системы газообогрева стрелочного перевода показан на рисунке 1.10.

Рисунок 1.10 - Система газообогрева на стрелочном переводе

Управление горелками газообогрева стрелок осуществляется дистанционно с автоматическим розжигом горелок и контроллером за их работой. Устройства газообогрева включают с началом снегопада [21]. Возможна регулировка давления для снижения тепловой нагрузки при слабых снегопадах и метелях [21, 52, 53, 55].

Из недостатков системы газообогрева следует отметить трудности эксплуатации при сильных заносах, а также экономически нецелесообразное устройство газопроводов. К достоинству можно отнести беспрепятственную работу снегоочистительных машин на стрелочных переводах оборудованных

данной системой очистки, работа в автономном режиме при применении для розжига системы солнечной батареи.

1.5 Геотермальный обогрев стрелочных переводов

Еще один способ очистки заимствованный за рубежом это обогрев посредством использования тепла грунта или воды [19, 52, 58].

Из скважин глубиной несколько десятков метров либо из подпочвенных слоев грунта (воды) извлекается тепло. Тепловой насос, приводимый в движение электроэнергией, поднимает температуру циркулирующей жидкости до 50°С, тепло посредством теплообменников передается стрелочному переводу. Несмотря на то, что начальные инвестиции в систему «теплового насоса» на 50 % выше стоимости применяемых в настоящее время систем, первые окупаются за 2 - 7 лет в зависимости от эффективности теплоотдачи источников геотермального тепла.

Данный способ может позволить снизить энергозатраты на 60% по сравнению с системами обогрева. На рисунке 1.11. представлено крепление теплообменника геотермического обогрева на рельсе и остряке стрелочного перевода.

В конце 2011 г. был реализован первый пилотный проект с ОАО «РЖД» по оснащению одного стрелочного перевода системой Triple S на станции Дача Долгорукова Октябрьской дороги, рисунок 1.12. Сначала сдачи приемной комиссии ОАО «РЖД» 01.12.11 до 10.02.12 система потребила 1325 кВт/ч электроэнергии, это по 18,4 кВт/ч в сутки и при этом система постоянно находилась в работе [100].

Рисунок 1.11 - Крепление рельсового теплообменника к рамному рельсу с теплоизолированной подошвой: 1 - теплопроводящая паста; 2 - возврат теплоносителя; 3 - алюминиевая теплоотражающая фольга; 4 - подача теплоносителя; 5 - теплоизоляция из гранулированной резины; 6 -теплоизолирующий твердый пенопласт; 7 - рельсовое скрепление; 5 - накладка из

гранулированной резины

Недостатками данной системы является то, что не всегда геологические характеристики региона могут позволить смонтировать данный вид обогрева.

Систему геотермального обогрева эффективно применять на группах стрелочных переводов. Учитывая то, что первоначальная стоимость оборудования высока на малодеятельных участках или на путях промышленных предприятий данный вид обогрева устанавливать не представляется целесообразным. Причем возникает потребность в высококвалифицированных специалистах ввиду сложности монтажа и дальнейшего обслуживания системы.

1.6 Устройство для термоочистки стрелочных переводов

Поскольку тема весьма актуальна и на протяжении многих лет инженеры и ученые работают над созданием универсальных и эффективных способов очистки, предлагая различные варианты. Так одним из вариантов является устройство для термоочистки стрелочных переводов, которое показано на рисунке 1.13 [75].

Устройство содержит электронагреватели с трубами для конденсации теплоносителя, а также теплоизолированные шланги для транспортировки теплоносителя и радиатор для его испарения.

Рисунок 1.1 3 - Устройство для термоочистки стрелочных переводов

Электронагреватели закрепляются на внешних стенках труб, которые устанавливаются на шейках остряка и рамного рельса и соединены шлангами с

радиаторами. При этом радиаторы размещают в каналах для отвода сточных вод. Внешние стенки труб имеют теплоизоляцию вне зон контакта с шейкой остряка и рамного рельса, так же электронагревателя.

Недостатки данной системы: многокомпонентность, применение кроме электрического тока сточных вод. Ограничение по применению и расположения в зависимости от наличия сточных вод. Могут возникать проблемы по обслуживанию данной системы, поскольку демонтаж элементов и труб не предусмотрен. Не обозначена минимальная граница температуры.

1.7 Системы электрообогрева стрелочных переводов

С каждым годом популярность электрообогрева стрелочных переводов только увеличивается, поскольку данный способ очистки предназначен для обеспечения безотказной эксплуатационной работы стрелочных переводов [8, 21, 48, 53, 96]. На сегодняшний день известно несколько систем электрообогрева различных производителей занимающихся вопросом поиска эффективного способа предотвращения обледенения и удаления наледи и снега в зонах между остряком и рамным рельсом (таблица 1.1).

Таблица 1.1 - Виды применяемых систем электрообогрева на сети железных

дорог

Количество

Наименование системы Производитель (поставщик) обогреваемых стрелочных переводов от 1 шкафа

СЭИТ - 04 г. Таганрог от 1 до 4

СЭИТ - 04М г. Таганрог от 1 до 4

Pintsch Aben Нидерланды от 1до 12

ESA Grimma Германия

Система НСЖ г. Москва от 1 до 8

В качестве нагревательных элементов в системе электрообогрева применяются трубчатые ТЭНы диаметром 16 мм, длиной 3,75 - 5,8 м, мощностью

0,4 - 0,5 кВт/м, с рабочим напряжением 220В. Внутри трубки проходит нихромовая спираль, изолированная от стенок трубки как показано на рисунке 1.14.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Колисниченко Елена Александровна, 2020 год

■ - -

11:42:35 12:01:53 12:31:56 13:02:00 13:32:03 14:02:07 14:32:10 1 5:02:14

| т Р51820_4-»-Р31820,3 т Р51820_2820_1 -^-Р51820 ¥] □59097Е СОМ1 Датчиков: 5 750^5 МаксЛ 25,938°С Мин.1-1,813°С Сред^

Рисунок 3.21 - Результаты температурных значений: а) при полной очистке; б) от снега остряка и рамного рельса, зоны между ними

Охлаждение очищенных металлических частей стрелочного перевода происходит также стремительно, как и их нагрев. О чем свидетельствуют данные полученные в результате проводимого эксперимента, рисунок 3.22.

Температура на 27 Дека&рь 2013 (По Цельсию)

11:02:25 11:23:14 12:23:17 13:23:20 14:23:23

| т DS1820_4-r-DS1820_3 т DS1820_2-t-DS182I)_1 -T-DS1820J) |

@l 059097Е COMI Датчиков: 5 750Ц5 | MaKC.t -6,125"С MHH.t-14,875"С Cpen.t-57,1S8"C

Рисунок 3.22 - Охлаждение элементов стрелки после отключения ИК излучателя

Из рисунка 3.22 можно заметить, что наиболее нагретый остряк с 10 градусов за один час снижается до трех градусов со знаком минус. При этом температура рельса вне зоны обогрева на 2 градуса повысилась за тот же промежуток времени. Это свидетельствует о том, что при эксплуатации ИК нагревательных элементов происходит очистка зоны, куда тепловые лучи направлены не были. За счет распространения тепла по остряку и рамному рельсу процесс таяния ускорился вне зоны обогрева, рисунок 3.23

Рисунок 3.23- Направление распределение тепла по элементам стрелочного

перевода

Проведенные в ходе эксперимента испытания доказали высокую работоспособность системы инфракрасных нагревателей в условиях отрицательных температур, а также эффективную очистке остряковых рельсов при скоплении снежных масс и выпадении твердых атмосферных осадков. Это подтверждают и температурные данные, фиксированные с остряковых рельсов

стрелочного перевода. Температурные датчики, используемые для мониторинга, зарекомендовали себя при проведении работ в зимних условиях. Однако стоит отметить и то, что при возможном скоплении конденсата в негерметичный разъем датчиков происходит потеря связи с датчиками, тем самым прекращается фиксация данных измерений.

На основании полученных результатов в ходе проведения второго этапа экспериментального лабораторного исследования системы ИК излучателей, а также температурной работы самих ИК излучателей (кривые нагрева и охлаждения) были установлены условия выбора мощности в зависимости от количества выпадения твердых атмосферных осадков и температуры окружающей среды. Оценка осуществлялась по следующим параметрам:

1 - свежевыпавший снег, период выпадения осадков;

2 - скопление снежной массы высотой до 10см от подошвы рельса, образование наледи в темное время суток;

3 - скопление снежной массы от 10см до 15см от подошвы рельса. Полученные результаты представлены на рисунках 3.24 и 3.25 в

зависимости от мощности ИК излучателя в 1,2 кВт и 0,7 кВт соответственно.

о.оо '111М1111М111М111 И'I-

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06

Время, мин

Рисунок 3.24 - Кривые нагрева и охлаждения нагревательной панели мощностью

1,2 кВт

Рисунок 3.25 - Кривые нагрева и охлаждения нагревательной панели мощностью

0,7 кВт

Исходя, из представленных данных четко можно определить условия включения ИК излучателей различной мощности в осциллирующем режиме работы, что позволяет оптимизировать расходы на электроэнергию, не нанося вреда качеству работы. Продолжительность периода паузы зависит от количества атмосферных осадков. Так при температуре окружающей среды -220 в период выпадения твердых атмосферных осадков продолжительность паузы составило 2 мин. В этот период происходит выравнивание температуры нагрева элементов стрелки по всей толщине за счет термодиффузии [28, 29, 84], что обеспечивает равномерность очистки, а при отключении системы способствует предотвращению образования наледи. Обобщая выше сказанное, еще раз доказывается эффективность применения ИК излучения в технологии по очистке стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков.

3.4 Результаты третьего этапа опытно - экспериментальных исследований

Опытно-экспериментальные испытания технологии по очистке стрелочного перевода от снега и льда с применением ИК излучателей осуществлялись на путях промышленного предприятия «Филиал Разрез Тулунуголь» ООО КВСУ. Основная деятельность организации заключается в перевозке угля с подъездных путей промышленного предприятия до станций примыкания с ОАО «РЖД». В настоящее время отправление вагонов с углем осуществляется с 5 станций: Азей, Касьяновка, Тулун, Усть - Илимский, Черемхово. Средняя дальность перевозки, например от Мугунского участка до станции Тулун составляет 65км., с Азейского участка до станции Азей составляет 15 км. В среднем за месяц с подъездных путей отправляется 14000 вагонов.

Развернутая длина железнодорожных путей необщего пользования составляет 193,3 км, в том числе с рельсами Р65 - 161,498 км и Р50 - 31,802 км, грузонапряженность 15,2 млн. тонн брутто/км в год, количество пар поездов в сутки - 7. Стрелочных переводов всего 251 комплект, в том числе 101 э.ц., 138 руч.упр. Р65 - 117 компл., Р50 - 107 компл., Р43 - 15компл. Испытания проводились на стрелочном переводе с электрической централизацией, марки 1/9 на деревянном основании, тип рельса Р65.

Рисунок 3.26 - Условия для монтажа устройства на путях промышленного

предприятия

В процессе экспериментальных исследований были получены результаты, на основании которых выявлено, что в процессе удаления твердых атмосферных осадков с использованием инфракрасного излучения необходимо учитывать их вид и состояние, что в свою очередь влияет на время достижения таяния от альбедо, рисунок 3.27.

снег лед

Альбедо

Рисунок 3.27 - Зависимость времени достижения таяния от альбедо

При значительно низких температурах воздуха минус 250С - 300С мощности нагревательных панелей в 0,7 кВт расположенных в оптимальном рабочем положении не достаточно для того, чтобы быстро и эффективно очистить остряковые рельсы от твердых атмосферных осадков, при этом таяния снежной массы происходит, постепенно переходя из твердого состояния в жидкое и только потом испаряется. Стоит отметить, что в талом снеге происходит изменения оптических свойств за счет роста показателя поглощения воды. С появлением талых прослоек интенсивность тепловых метаморфических изменений усиливается. Снижение альбедо будет приводить к уменьшению времени точки таяния, но для льда наблюдается слабая зависимость времени таяния от альбедо. Температурные распределения во льду существенно различаются в зависимости от типа, оптических свойств, рисунок 3.28.

Рисунок 3.28 - Зависимость температурного максимума в твердых атмосферных осадках от температуры воздуха: 1 - прозрачный лед; 2 - белый лед; 3 -уплотненный снег; 4 - свежевыпавший снег

Обобщая вышесказанное, а также на основании полученных температурных данных в ходе опытного и двух лабораторных испытаний были построены номограммы для определения и подбора оптимальных режимов работы устройства по очистке стрелочного перевода от снега и льда в различных климатических условиях. Так на рисунке 3.29 представлены температурные зависимости нагрева отжатого остряка или прижатого остряка и рамного рельса от температуры окружающего воздуха и мощности излучателя в 1,2 кВт. При этом толщина снежного покрова не учитывается, поскольку при построении номограммы была учтена высота снежного заноса в 15 см от подошвы рельса.

Для того чтобы определить оптимальную продолжительность работы устройства по очистке стрелочного перевода от снега и льда необходимо также учесть температурные значения нагрева остряка при мощности нагревательных панелей в 0,7 кВт. На основании полученных зависимостей рекомендуется в период снегопада, метели или скопления свежевыпавшего снега включать устройство по очистке стрелочного перевода от снега и льда с мощность 0,7 кВт

при температуре воздуха от

00С до 150С со знаком минус. Дальнейшая работа устройства по очистке остряковых рельсов должна осуществляться с мощностью 1,2 кВт в диапазоне температур воздуха от -150С до -400С, рисунки 3.30 и 3.31.

Рисунок 3.29 - Номограмма нагрева остряка в процессе таяния твердых атмосферных осадков под действием ИК излучателя с мощностью в 1,2 кВт

Рисунок 3.30 - Номограмма нагрева остряка в процессе таяния твердых атмосферных осадков под действием ИК излучателя с мощностью в 0,7 кВт

Рисунок 3.31 - Номограмма нагрева рамного рельса в процессе таяния твердых атмосферных осадков под действием ИК излучателя с мощностью в 1,2 кВт

Таким образом, результатом натурных экспериментальных исследований стало получение зависимостей температурных значений влияния ИК излучателя на заснеженные подвижные элементы стрелочного перевода для построения номограмм по определению и подбору продолжительности работы ИК излучателя в процессе удаления твердых атмосферных осадков для эффективной очистки стрелочного перевода.

3.5 Проверка сходимости результатов математического и физического моделирования ИК излучения в технологии очистки стрелочных переводов

от твердых атмосферных осадков

В основе проверке сходимости результатов математического и физического моделирования влияния ИК излучения на заснеженные элементы стрелочного перевода лежит сравнение тепловых полей нагрева элементов стрелочного

перевода [11, 12, 32]. Сравнение производилось по температурным данным полученных при помощи КИА в процессе очистки стрелочного перевода от твердых атмосферных осадков, а также полученных температурных значений при расчете конечно-элементных моделей.

Проверка сходимости осуществлялась при следующих условиях:

1) расположение нагревательного элемента под углом к очищаемой поверхности остряка и рамного рельса, а также зоны между ними;

2) расстояние между ИК излучателям и поверхностью катания остряка составляло 20 см;

3) замеры контрольных значений температур производились с шагом в 1800 секунд;

4) температура окружающей среды постоянная и равна -200С

5) в качестве контрольных точек для измерения температуры нагрева были выбраны поверхность катания остряка, что совпадает с точной 1 при натурном испытании, точка 2 соответствует поверхности катания головки рамного рельса и точка 3 подушке скольжения при натурных испытаниях (рисунок 3.32).

1

Рисунок. 3.32 - Контрольные точек выбранные для проверки сходимости

результатов

На рисунке 3.33 представлен вывод температурных данных полученных с термодатчиков при физическом моделировании.

1 'вуза в наблюдении ir ÜI Серийный номер |Температура макс. Параметры График

\Ш 1.\ "Ь'- IDS 1320.0 780008023ЕЕ60810 I 5,813°С I 7S°C I 70«С • 1

| Щ- DS1820_1 W0008023FC54A10 2,938®С 75°С 70 °С ДПФ ■ i

kjg I Щ DS1820_2 560008023EF08 710 18,875^ 75°С 70 °С ДОФ 1 1

Температура на 11 Декабрь 2013 (По Цельсию)

дли III......

И - -

т ''

~~ i * ~~~ ,,

| т DS1820_2-*-DS1S20_1-*-DS1820_0 |

Q> DS9097E COMI [ Датчиков: 3 15:19:07 [ 750gS 11-Декабрь-2013 15:19:05-Пау5а в наблюдении

Рисунок 3.33 - Замер температуры нагрева элементов стрелки при помощи

термодатчиков

Выбор контрольных точек неслучаен, поскольку поверхность отжатого остряка находится наиболее близко к ИК излучателю при перпендикулярном его расположении, в данной точке нагрев будет максимальным. Вторая точка является промежуточной, поскольку необходимость в нагреве рамного рельса отсутствует. В качестве третьей точки была выбрана на поверхности башмака, поскольку именно нагрев в этой области показывает, удовлетворяется ли условие таяния твердых атмосферных осадков в межостряковой зоне. Для выбранных контрольных точек были получены данные конечно-элементной модели. После этого, были проведены четырехкратные замеры температуры нагрева элементов стрелки в контрольных точках при очистке от твердых атмосферных осадков с интервалом в 60 минут, результаты замеров контрольных точек представлены в таблицах 3.3. и 3.4.

Результаты сравнения температуры нагрева остряковых рельсов в контрольных точках виртуальной модели с реальными значениями этих температур отражено в таблице 3.5.

Таблица 3.3 - Результаты замеров температуры нагрева элементов стрелки в контрольных точках с помощью термодатчиков

нч^ Время, мин Номер контрольной точки

Значение емпературы 0С 1 2 3

60 16,125 4,063 2,938

120 20,188 5,888 3,838

180 24,75 6,188 4,075

н 240 25,063 7,263 5,308

Среднее арифметическое значение температуры 21,53 5,85 4,04

нагрева

Таблица 3.4 - Результаты замеров температуры нагрева элементов стрелки в контрольных точках на виртуальной модели

, Время, мин Номер контрольной точки

Значение емпературы 0С 1 2 3

60 15,90 3,57 3,21

120 18,72 5,45 3,44

180 23,70 6,88 4,26

н 240 27,04 8,61 4,95

Среднее арифметическое значение температуры нагрева 21,34 6,1 3,96

Таблица 3.5 - Сравнение результатов замеров температуры нагрева остряковых рельсов в контрольных точках расчетной модели с реальными данными

Номер контрольной точки 1 2 3

Значение температуры , 0с Данные натурных испытаний 21,53 5,85 4,04

Расчетные значения 21,34 6,1 3,96

Среднее арифметическое значение температуры нагрева 21,43 5,98 4,0

Среднеквадратическое отклонение, а 0С 0,1 0,125 0,04

Коэффициент вариации, V % 0,47 2,1 1

Исходя из этого, можно сделать вывод, что при таянии твердых атмосферных осадков ИК излучателем распределение температуры нагрева элементов стрелки конечно-элементной модели соответствует реальному распределению, при этом сходимость результатов находится в пределах инженерной ошибки равной 5%.

3.6 Выводы по третьей главе

1. Полученные результаты в ходе проведения первого этапа экспериментальных лабораторных исследований нагревательных элементов ИК излучения для очистки от твердых атмосферных осадков в зимних условиях остряковых рельсов стрелочного перевода, доказали возможность их эксплуатации при низких температурных значениях окружающей среды. При этом установлено, что в зависимости от повышения или понижения температурных значений воздуха мощность нагревательного элемента может варьироваться с 0,7 кВт до 1,2 кВт, что поспособствует энергоэффективности и как следствие сокращению затрат на текущее содержание стрелочных переводов в зимний период.

2. На основании анализа результатов полученных в ходе проведения второго этапа экспериментального лабораторного исследования системы ИК излучателей с применением контрольно-измерительной аппаратуры были установлены условия выбора мощности. Так для свежевыпавшего снега или в период выпадения осадков возможно применение ИК излучателя мощностью 0,7кВт при температуре окружающей среды до -200С при данной температуре возможно также эксплуатация при скоплении снежной массы до 10 см от подошвы рельса. В остальных случаях, когда температура окружающей среды опускается до -300С и ниже, а скопление снежной массы может достигать до 15см

от подошвы рельса рекомендуется применение ИК излучателя мощностью 1,2 кВт. Данные режимы работы позволяет оптимизировать расходы на электроэнергию, не снижая качества, что еще раз доказывает эффективность применения ИК излучения в технологии по очистке стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков.

3. Получены номограммы температурных значений влияния работы ИК-излучателя мощностью 0,7 кВт и 1,2 кВт на процесс очистки элементов стрелочного перевода от твердых атмосферных осадков, позволяющие определять и подбирать продолжительность работы ИК-излучателей при заданной мощности.

5. Проверка сходимости температурных полей при нагреве от воздействия ИК излучателя заснеженных подвижных элементов стрелочного перевода математической модели соответствует реальному распределению в пределах инженерной ошибки равной 5%.

4 АНАЛИЗ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ ПРИМЕНЕНИЯ УСТРОЙСТВА ПО ОЧИСТКЕ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА ОТ ТВЕРДЫХ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ

Внедрение ресурсосберегающих технологий в такой капиталоемкой отрасли экономики как железнодорожный транспорт требует значительной величины инвестиционных вложений. В рамках стратегии развития ОАО «РЖД» одним из направлений остается оптимизация издержек за счет роста энергоэффективности и производительности труда, а так же рациональная организация ремонтных и эксплуатационных работ. Для того чтобы снизить энергозатратность существующих технологий и издержек эксплуатации за счет комплексного внедрения наукоемких ресурсосберегающих технических средств компания ежегодно учитывает данную статью расходов [98]. Распределение финансирования по годам приведено на рисунке 4.1.

9000

ю ^ 8000

ас' 7000 ч

7108,6

7939,8

К К

а к н о и ю К

к

6213,5

6000 5000 4000 3000 2000 1000

4122,5

4606

2014 2015 2016 2017 2018 Период, год

0

Рисунок 4.1. График распределения инвестиций направленных на внедрение

ресурсосберегающих технологий

Начиная с 2014 года, наблюдается рост инвестиций данной статьи расходов, однако по прогнозам на период 2019 - 2021гг. объем финансирования может существенно сократиться в связи с реализацией приоритетных направлений,

таких как: модернизация железнодорожной инфраструктуры Байкало-Амурской и Транссибирской железнодорожных магистралей с развитием пропускных и провозных способностей; с развитием и обновлением железнодорожной инфраструктуры на подходах к портам Азово-Черноморского бассейна и иных проектов, направленных на развитие железнодорожной инфраструктуры и обеспечения безопасности движения поездов с установленными скоростями.

Инвестиционный проект "Внедрение ресурсосберегающих технологий на железнодорожном транспорте" направлен на решение нескольких задач, одной из которых является эффективное использование трудовых ресурсов в результате применения новых безлюдных и малообслуживаемых технологий. Поскольку к таким технологиям относятся системы очистки стрелочных переводов от снега и льда, то рассмотрим конфигурацию нагревательных элементов в этих системах и определим объем потребляемой энергии на один стрелочный перевод.

На рисунке 4.2 представлена схема монтажа нагревательных элементов системы электрического обогрева INSV компании Pintsch Aben установленой на Красноярской дистанции пути Красноярской железной дороги Филиала ОАО «РЖД». Система электрообогрева СЭИТ - 04, которая установлена на Тулунской дистанции пути Восточно-Сибирской железной дороге Филиала ОАО «РЖД», рисунок 4.3. А также представлена система очистки стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков с применением ИК излучателя рисунок 4.4 [72].

Рисунок 4.2. Конфигурация нагревательных элементов системы электрического

обогрева INSV компании Pintsch Aben

Рисунок 4.3 - Крепление элементов системы электрообогрева СЭИТ - 04: 1 -трубчатые электронагреватели (ТЭНЫ); 2 - соединительные муфты; 3 -распределительные коробки; 4 - крепление соединительных муфт на брусьях; 5 -

трубопровод; 6 - путевой ящик.

: .:УН1 ксб?ая Ьм

Рисунок 4.4 - Конфигурация нагревательных элементов инфракрасного спектра излучения для очистки стрелочного перевода от твердых атмосферных

осадков

Исходя из параметров нагревательных элементов (количества и мощности) определим потребление электроэнергии для каждой системы при обогреве одного стрелочного перевода.

Для системы электрообогрева INSV компании Pintsch Aben необходимо: 4*1,5кВт + 2*1,3кВт + 4*1,2кВт + 2*0,45 кВт + 2*0,25кВт +2*1,05 = 16,9 кВт за 1 час работы для очистки стрелочного перевода от твердых атмосферных осадков, согласно технико-экономическому обоснованию представленного дистанцией пути.

Для системы электрообогрева СЭИТ - 04 проектируются ТЭНы различной мощности в зависимости от марок стрелочных переводов 1/9 и 1/11 [111, 112]. Рассмотрим конфигурацию нагревательных элементов 2*2,5 кВт +2*2 кВт + 1,25*2 кВт =11,5 кВт за 1 час работы. Для устройства по очистке стрелочного перевода инфракрасным излучателем необходимо 6*1,2 кВт + 2*0,7 кВт = 8,6 кВт за 1 час работы при очистке одного стрелочного перевода.

Pintsch Aben СЭИТ

излучателем

Рисунок 4.5 - График потребления электроэнергии на 1 стрелочный перевод

марок 1/9 и 1/11 за час

Исходя, из рисунка 4.5 можно сделать вывод о том, что по показателю объема потребляемой электроэнергии наиболее экономичной является система очистки стрелочного перевода от снега и льда с нагревательным элементом на основе инфракрасного излучения. Система электрообогрева INSV компании Pintsch Aben потребляет электроэнергии в 2 раза больше, а внедрение системы электрообогрева СЭИТ - 04 приведет к увеличению затрат в 1,5 раза.

4.1 Расчет капитальных вложений на системы по очистке стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков

Определим капитальные вложения (далее КВ) на материалы и оборудование для внедряемой технологии по очистке стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков [16, 63].

В таблице 4.1 приведена стоимость материалов и комплектующих, необходимых для монтажа системы ИК излучателей по очистке стрелочных переводов в зимний период.

Таблица 4.1 - Стоимость материалов для системы очистки стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков ИК излучением в уровне цен 2019

года

Наименование Количество Цена за шт., руб. (с НДС) Стоимость, руб.

Силовой кабель ВВГнг(А) 3х16

длиной до 50 метров (в зависимости от 1 248,25 12412,5

расположения трансформатора длина может быть уменьшена)

Нагревательный элемент Р = 1200Вт 6 4250 25500

Нагревательный элемент Р = 700Вт 2 1860 3720

Питающий кабель 3*2,5 длиной до 30 метров 1 48,6 1458

Комплект крепления 16 100 1600

Итого 44690,5

Итого с учетом транспортных расходов (5%) 46925,025

Общая стоимость Соб внедряемого в производство устройства с учетом транспортных расходов на 01.04.2019 года составляет 46925,025 рублей. Стоит отметить, что для эффективного применения ИК излучателей возможно

применение нагревательной панели с регулируемой мощностью от 0,7 до 1,2 кВт, что позволит существенно сократить затраты на электропотребление. В таком случае стоимость одного ИК излучателя составит 4810 руб., тогда стоимость предлагаемого решения составит 49140,5 рублей за комплект на один стрелочный перевод.

При сравнении системы очистки стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков с применением ИК излучателей с системой электрообогрева стрелки необходимо сравнить и стоимостные показатели последнего. Расчет стоимости комплектующих материалов системы электрообогрева стрелки осуществлялся на основании коммерческих предложений.

Таблица 4.2 - Стоимость материалов для системы электрообогрева СЭИТ -

04 в уровне цен 2019 года

Наименование Кол-во Цена за шт., руб. (с НДС) Стоимость, руб.

Стержневые плоскоовальные трубчатые электронагреватели: Ь = 5м, Р = 2500Вт 2 шт. 3675 7350

L = 4м, Р = 2000Вт 2 шт. 2925 5850

Ь = 2,5 м, Р = 1250Вт 2 шт. 2325 4650

Теплоудерживающий экран 1 компл. 25300 25300

Скоба экрана рамного рельса 1 компл. 11270 11270

Скоба рамного рельса и остряка 1 компл. 10350 10350

Фиксирующая пружина 1 компл. 3600 3600

Труба оцинкованная с пазами для установки фиксирующих пружин Ь =2600 мм 4 шт. 3210 12840

Держатели для ТЭН 1 компл. 3040 3040

Защитные рукава: Рукав с нит.усил. 32х43 мм (16 атм) ГОСТ 10362-2017 55 м 216 11880

Рукав с нит.усил. 65х77,5 мм (2,9 атм) ГОСТ 10362-2017 60 м 463,5 27810

Тройник литой 1 шт. 720 720

Силовые и питающие кабеля АВБбШв 3х25 60 м 130 7800

АВБбШв 3х16 55 м 103 5665

Итого 138125

Итого с учетом транспортных расходов (5%) 145031,25

Анализируя приведенные данные, стоит отметить, что стоимость материалов и комплектующих для внедряемой технологии очистки стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков на 68% ниже, чем стоимость материалов и комплектующих для системы электрообогрева СЭИТ - 04.

Для эксплуатации и управления работой сравниваемых систем по очистке стрелочных переводов в зимний период потребуется оборудование, представленное в таблице 4.3

Таблица 4.3 - Стоимость оборудования для эксплуатации систем очистки стрелок от твердых атмосферных осадков в уровне цен 2019 года

Наименование Кол-во Цена за шт., руб. (с НДС) Стоимость, руб.

Шкаф питания и управления электрообогревом стрелок (с фундаментом) ШУЭС-М-40/04 1 шт. 2033360,7 2033360,7

Станционный серверный шкаф для устройств электрообогрева стрелочных переводов комплектно с автоматизированным рабочим местом (АРМ-ЭО) 1 шт. 1572291 1572291

Путевой ящик (один ящик на стрелку или группа путевых ящиков, в зависимости от проекта стрелочного перевода) 1 шт. 13320 13320

Термодатчик ТДР-074 1 шт. 7191,3 7191,3

Метеостанция 1 шт. 29215 29215

Итого 3655378

4.2. Определение эксплуатационных расходов

Эксплуатационные расходы на содержание системы очистки стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков определяться

С1 = сФОТ + сЭэ + сАм, (4.1)

где СфОТ - эксплуатационные расходы фонда оплаты труда с учетом всех начислений.

ЭЭ

С - экплуатационные затраты на электроэнергию.

САм - амортизационные отчисления.

СфОТ = ОЗ + ОС + НР, (4.2)

где ОЗ - основной фонд заработной платы согласно тарифной ставке наладчика ж.д. машин (240,8 руб. /час) с учетом районного (20%) и северного (30%) коэффициентов;

ОС - социальные отчисления, 30%; НР - накладные расходы от ФОТ, 107%.

Для обслуживания ИК излучателей в технологии удаления твердых атмосферных осадков с подвижных частей стрелки предусматривается технический осмотр и техническое освидетельствование работоспособности нагревательных элементов. Периодичность технического освидетельствования и внешнего осмотра системы составляет 1 раз в месяц двумя монтерами пути в течение часа в период эксплуатации системы.

Для определения продолжительности работы системы по очистке остряковых рельсов от твердых атмосферных осадков необходимо учесть продолжительность зимнего периода, которая зависит от температурной зоны региона. Так, например, Красноярский край и Иркутская область располагаются в V температурной зоне, что соответствует коэффициенту 0,52 [26]. Отсюда средняя продолжительность зимнего периода составит

365*0,52 = 189,8 дней в году, Тогда продолжительность работы монтеров пути

189,8 л г оо

—— * 1 = 6,33 часа в зимний период.

ФОТ составит

ОЗ = (6,33*240,8*2)* 1,5 = 4572,75 руб.

ОС = 4572,75*0,30 = 1371,8 руб.

ФОТ = 4572,75 + 1371,8 = 5944,55 руб.

НР = 5944,55*1,077 = 6402,3 руб. Всего затраты на оплату составят

СфОТ = 5944,55+ 6402,3 = 12346,9 руб. Время работы нагревательных элементов предлагаемой системы очистки, а также электрообогрева стрелочных переводов с учетом среднесуточного коэффициента работы, который равен 0,25, составит

189,8*24*0,25 = 1138,8 часов Среднесетевая стоимость электроэнергии 1 кВт ч. по данным 2018 года ВСЖД - филиала ОАО «РЖД» составила = 2,87 руб./ кВт час. На основании вышеуказанного объема потребления энергии за 1 час работы системы ИК излучателей затраты на электроэнергию составят

СЭЭ = 2,87 * 8,6 * 1138,8 = 28 108 руб. Амортизационные отчисления на оборудование

сАм = 3655378 * 0,1 = 365537,8 руб. Таким образом, эксплуатационные расходы при эксплуатации системы ИК излучателей для очистки стрелочного перевода от твердых атмосферных осадков

С1 =12 346,9 + 28 108 +365 537,8 = 405992,7 руб. По существующим методикам определим экономию годовых эксплуатационных расходов, ДСг при эксплуатации розничных систем очистки стрелочных переводов от твердых осадков

ДСг = С1 - С2, (4.2)

где С1 - годовые эксплуатационные расходы при реализации технологии способа очистки подвижных элементов стрелки от твердых атмосферных осадков ИК излучением;

С2 -. годовые эксплуатационные расходы при электрообогреве. Поскольку для системы электрообогрева предусматривается сезонное техническое освидетельствование, которое заключается в контроле с включением и проверкой работоспособности по 2 часа в год двумя монтерами пути, то ФОТ будет равен

ОЗ = ((6,33+2)*240,8*2)*1,5 = 6017,55 руб.

ОС = 6017,55*0,30 = 1805,3 руб.

ФОТ = 6017,55 + 1805,3 = 7822,9 руб. НР = 7822,85*1,077 =8425,2 руб.

Всего затраты на оплату составят

Сффот = 7822,85+ 8425,2 = 16248,06 руб.

Эксплуатационные расходы на электрообогрев

СЭЭ = 2,87 * 11,5 * 1138,8 = 37586,1 руб.

Амортизационные отчисления

сАм = 3655378 * 0,1 = 365537,8 руб.

С2 = 16248,06 + 37586,1 + 365537,8 = 419371,1 руб.

Годовая экономия на обслуживание и электроэнергию составит ДЭ1 = 419371,9 - 405992,7 = 13378,4 руб. Согласно данным метеорологической станции г. Иркутска среднее количество дней с выпадением твердых атмосферных осадков в зимний период 2018 года составило 66 дней. Средние затраты времени при ручной очистке одного стрелочного перевода 8,66 чел. /часа в сутки [17]. Средняя заработная плата с начислениями для монтеров пути, занятых на очистке от снега составляет 297,95 руб. /час. Исходя из этого время работы монтеров пути по очистке стрелочного перевода от твердых атмосферных осадков

66*8,66 = 571,56 чел/часов в зимний период ФОТ для монтеров пути занятых в этот период

ОЗ = 297,95*571,56*1,5 = 255444 руб.

ОС = 255444*0,30 = 76633,2 руб. ФОТ = 255444 + 76633,2= 332077,2 руб.

НР = 332077,2*1,077 = 357647,1 руб. СфОТ = 332077,2 + 357647,1 = 689724,3 руб. Таким образом, эксплуатационные расходы на очистку одного стрелочного перевода людскими ресурсами составляет 473967 руб.

Годовая экономия на обслуживание составит

ДЭ2 = 689724,3 - 405992,7 = 283731,6 руб.

Исходя из представленных расчетов, можно сделать вывод о том, что от внедрения технологии очистки стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков ИК излучением наблюдается снижение энергопотребления на 25%. По стоимости расходных материалов система СЭИТ - 04 значительно уступает системе ИК излучателей, при этом величина затрат может сократиться на 57%. Затраты на оплату труда при обслуживании электрообогрева на 24% больше, чем для обслуживания системы ИК излучателей. Следовательно, данная система по очистке стрелочного перевода от твердых атмосферных осадков является малообслуживаемой и относится к ресурсосберегающим технологиям, позволяющая значительно снизить расходы при текущем содержании в зимний период.

При внедрении технологии по очистке стрелочного перевода с нагревательными элементами инфракрасного излучения на участках, где осуществляется ручной способ очистки стрелок, снижение фонда оплаты труда составит 98,3%, но при этом появляются эксплуатационные расходы, связанные с эксплуатацией нагревательной системы очистки стрелок. Однако величина сокращение фонда оплаты труда способна покрыть и эти расходы.

4.3 Расчет срока окупаемости при внедрении технологии по очистке стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков ИК излучением

Срок окупаемости при внедрении устройства по очистке стрелочных переводов от снега и льда можно рассчитать по следующей формуле

Ток = КВ/Э1, (4.3)

Ток = 44690,5/13379,3 ~ 3,34 года

Одним из показателей оценки инвестиционной привлекательности проекта является чистый дисконтированный доход (далее ЧДД), который позволяет

установить обоснованность первоначальных капитальных вложений с учетом уровня ожидаемой доходности. Результаты расчета представлены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Расчет денежного потока

Год Капитальные вложения, руб. Суммарная годовая экономия, руб. Коэффициент дисконтирования Годовой эффект, руб. Чисты дисконтированный доход, руб.

1 44690,5 13378,4 0,990 13244,62 -31445,88

2 13378,4 0,826 11051,30 -21478,23

3 13378,4 0,751 10047,85 -11430,38

4 13378,4 0,683 9138,06 -2292,31

5 13378,4 0,621 8308,54 6016,23

6 13378,4 0,564 7545,92 13562,15

7 13378,4 0,513 6863,58 20425,74

8 13378,4 0,46 5619,31 26580,21

9 13378,4 0,42 5084,13 32199,52

10 13378,4 0,38 0 37283,65

:К

50000

40000

30000

20000

10000

-10000

-20000

-30000

-40000

так Год

1 2 V л 5 6 7 8 9 10 11

¥

Рисунок 4.6 - Распределение ЧДД при внедрении устройства по очистке стрелочного перевода от снега и льда

4.4 Выводы по четвертой главе

1. Экономический эффект от внедрения устройства по очистке стрелочных переводов от снега и льда позволит значительно сократить расходы на текущее содержание стрелочных переводов в зимний период за счет исключения человеческого фактора, а также снижения энергопотребления и обслуживания оборудования.

2. При сравнении затрат применяемых систем электрообогрева с внедряемым устройством по очистке стрелочного перевода от твердых атмосферных осадков на основе ИК излучения происходит сокращение затрат на потребление электроэнергии на 25%. Годовая экономия фонда оплаты труда при внедрении предлагаемого устройства на стрелочных переводах, где их очистка производится ручным способом, составит 98,3% и на 24% сократить затраты на оплату труда при обслуживании электрообогрева. Следовательно, данное устройство по очистке стрелочного перевода от снега и льда является малообслуживаемым и относится к ресурсосберегающим технологиям.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований выполнены новые научнообоснованные технические и технологические разработки, направленные на совершенствование технологии очистки стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков. Применение разработанного способа позволит обеспечить работоспособность стрелочных переводов при эксплуатации в зимний период и снизить расходы на текущее содержание.

Основные выводы, приведенные ниже, отражают качество решения поставленных задач исследования:

1. Проведен анализ мирового опыта по очистке стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков, который позволил сформировать классификацию способов очистки по 5 критериям. Выявить у существующих способов ряд недостатков: значительные капитальные вложения и эксплуатационные затраты, энергоемкость, высокую стоимость монтажа, что в свою очередь еще раз подтверждает актуальность темы исследования.

2. Дана оценка эффективности применения ИК излучения для предотвращения отказов в работе стрелочных переводов в зимний период. Основным критерием эффективности является минимальная продолжительность очистки остряковых рельсов с учетом температуры окружающей среды, интенсивность выпадения осадков, мощность излучателя, влияющей на стоимость очистки. Установлено, что на путях 1-3 класса время очистки составляет не более 15 минут при первоначальном включении максимальной мощности с последующим переходом к осциллирующему режиму работы.

3. Получен энергоэффективный режим работы ИК излучателя с применением математической модели, позволяющей согласовывать спектральный состав излучателя с фазовым состоянием твердых атмосферных осадков. Установлено, что для эффективной очистки стрелочных переводов от твердых атмосферных осадков ИК излучатель должен располагаться под углом в 550±50.

Величина угла получена в результате многовариантных расчетов и подтверждена опытным путем

4. Для обеспечения надежной работы стрелочных переводов в зимний период определены оптимальные технические параметры ИК излучателя с применением конечно-элементной модели, учитывающей взаимное расположение ИК излучателя и элементов стрелочных переводов. Полученная модель позволяет определять оптимальные параметры устройства по очистке стрелочного перевода без проведения трудоёмких и затратных натурных экспериментов. При оценке полученных значений температурных полей, конечно-элементной модели с натурными испытаниями сходимость результатов лежит в пределах инженерной ошибки (5%).

5. Построены номограммы нагрева остряковых рельсов ИК излучателем в процессе очистки элементов стрелочного перевода от твердых атмосферных осадков, позволяющие определять продолжительность работы устройства.

6. Проведенные технико-экономические расчеты по обоснованию применения предлагаемого устройства в технологии очистки стрелочных переводов в зимний период показали, что годовая экономия на обслуживание составляет 24% по отношению к системе электрообогрева, снижение энергопотребления на 25%.

Список литературы

1. Антонченко, В.Я. Основы физики воды / ВЯ. Антонченко, А.С. Давыдов, В.В. Ильин. - Киев: Наукова думка, 1986. - 672 с.

2. Баскаков, А.П. Теплотехника / А.П. Баскаков. М.: Энергоатомиздат, 1991. -224с.

3. Бате, К. Численные методы анализа и метод конечных элементов / К. Бате, Е. Вильсон. - М.: Стройиздат. - 1982. - 448 с.

4. Белая, М.Л. Молекулярная структура воды / М.Л. Белая, В.Г. Левадный. -М.: Знание, 1987. - 64с.

5. Блохин, В.Г. Современный эксперимент подготовка, проведение, анализ результатов. - М. Радио и связь. - 1997. - 232 с.

6. Богородский, В.В. Лед. Физические свойства. Современны методы гляциологии / В.В. Богородский, В.П. Гаврило. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. -364 с.

7. Борхерт, Р. Техника инфракрасного нагрева: пер. с нем. под ред. И.Б. Левитина / Р. Борхерт, В. Юбиц. - М.: Государственное энергетическое издательство, 1963. - 278 с.

8. Брискин, В.М. Электрообогрев стрелочных переводов / В.М Брискин // Железнодорожный транспорт, 1988 - №2 - с. 58.

9. Бураковский, Т. Инфракрасные излучатели : пер. с польск. / Т. Бураковский, Е. Гизиньский, А. Саля. - Л.: Энергия, 1978. - 408 с.

10.В Германии для борьбы с оледенением железнодорожных стрелок используют тепло земного шара [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http: //ihsite.ru/news/v_germanii_dlj a_borby_s_oledeneniem_zheleznodorozhnyk h_strelok_ispolzujut_teplo_zemnogo_shara.

11.Веденяпин, Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки данных / Г.В. Веденяпин. - М.: Колос, 1973. - 199 с.

12.Виленкин, С.Я. Статистическая обработка результатов исследований случайных функций / С.Я. Виленкин. - М.: Энергия. 1979. - 320 с.

13.Винарский, М.С. Планирование эксперимента в технологическом исследовании / М.С. Винарский, М.В. Лурье. - Киев; Техника, 1975. - 168 с.

14.Винников, С.Д. Гидрофизика / С.Д. Винников, Б.В. Проскурякова. - Л.: Гидрометеоиздат,1988. - 248 с.

15. Войтковский, К.Ф. Механические свойства снега / К.Ф. Войтковский. - М.: Наука, 1977. - 126 с.

16.Волков, В.А. Методические рекомендации по оценкам эффективности инвестиций на железнодорожном транспорте / Б.А. Волков, А.П. Абрамов, Ю.М. Кудрявцев, М.Т. Миджири, А.Д. Сапожников и др.; Под ред. Т.М. Миджири. - М.: Слово, 1997. - 50 с.

17. Временная методика оценки трудозатрат на работы по очистке элементов верхнего строения железнодорожного пути от снега // Распоряжение ОАО «РЖД» № 2702р от 18 ноября 2014г. - М.: ОАО «РЖД», 2014.

18.Галлагер, Р. Метод конечных элементов. Основы. / Р. Галлагер. - М.: Мир. -1984. - 430 с.

19. Геотермический обогрев стрелок // Железные дороги мира. - 2013. - №1. -С. 73 - 76.

20.Глюзберг Б.Э. Удаление снега на стрелочных переводах / Б.Э. Глюзберг, В.В. Королев // Путь и путевое хозяйство. - 2014. - № 3. - С. 26 - 30.

21. Глюзберг, Б.Э. Применение различных систем удаления снега на стрелочных переводах / Б.Э. Глюзберг, В.В. Королев // Внедрение современных конструкций и передовых технологий в путевом хозяйстве. -2013. - Т.6.№6 (6). - С. 80 - 93.

22.Глюзберг, Б.Э. Высокоскоростное движение и проблемы стрелочного хозяйства / Б.Э. Глюзберг// Вестник науч.-исслед. института ж.д. транспорта. - 2010. - № 4. - С. 3 - 7.

23.ГОСТ 9238-2013. Габариты железнодорожного подвижного состава и приближения строения. - М.: Стандартинформ, 2014. - С. 30 - 34.

24. Государственный реестр средств измерений [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://reestrsi.ru/reestr/30384-Preobrazovateli-temperaturv-DS1620,-Р81621,-Р81720,-0Б1821 ,-ОБ1822,-DS 18B20,-DS18S20,-DS1920.html. (дата обращения 13.04.2013г).

25.Григорьев, В.А. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник / под ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина. - М.: Энергоиздат, 1962. - 510 с.

26.ГСН 81-05-02-2007. Сборник сметных норм дополнительных затрат при производстве строи-тельно-монтажных работ в зимнее время. - Взамен ГСН 81-05-02-2001; введ. Пост. Госстроя России от 19.06.01 N 62. - М.: 2007. -42 с.

27.Гуревич, В.З. Энергия невидимого света / В.З. Гуревич. - М: Наука, 1973. -142 с.

28.Де Гроот, С.Р. Неравновесная термодинамика: пер. с англ. / С.Р. Де Гроот, П. Мазур. - М. Мир, 1964. - 456с.

29. Ден Биг, К. Термодинамика стационарных необратимых процессов / К. Ден Биг. - М, 1954. - 120 с.

30.Дюнин, А.К. В царстве снега / А.К. Дюнин // Человек и окружающая среда.

- Новосиб., 1983. - 161 с.

31.Ермоленко, Д.В. Перспективы использования индукционного обогрева стрелочных переводов/ Д.В. Ермоленко, О.Ю. Кирин // Вестник ВНИИЖТ.

- 2012 - №5 - С.32 - 35.

32.Зажигаев, Л.С. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента / Л.С. 3ажигаев, А.А. Кимьян, Ю.И. Рошапиков - М.: Атомиздат, 1978. - 231 с. 33. Зацепина, Г.Н. Физические свойства и структура воды / Г.Н Зацепина. - М.:

Московский университет, 1998. - 184 с. 34.Зенкевич, О.С. Метод конечных элементов в технике / О.С. Зенкевич - М.: Мир. -1975. -542с.

35.3игель, Р. Теплообмен излучением: пер. с англ. / Р. Зигель, Дж. Хауэлл.- М.: Мир, 1975. - 934 с.

36.Инструкция о порядке подготовки к работе в зимний период и организации снегоборьбы на железных дорогах ОАО «РЖД» (утверждена ОАО «РЖД» 19.06.2008г.).

37.Инструкция по подготовке к работе в зимний период и организации снегоборьбы на железных дорогах, в других филиалах и структурных подразделениях ОАО «РЖД», а также его дочерних и зависимых обществах (утверждена ОАО «РЖД» от 22.10.2013г. №2243р).

38. Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути (утверждена распоряжением ОАО «РЖД» от 29.12.2012г. № 2791р).

39. Инфракрасные нагреватели / ООО «Чайковский завод «Механика» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://mehan59.ru/katalog/teplovaya-tehnika/infrakrasnye-obogrevateli.html. (дата обращения 07.11.2012г.).

40.Инфракрасный пирометр Raytek MT6 [Электронный ресурс].- Режим доступа: http: //www. condtrol. ru/ndt/pirometry/raytek/pirometr-mt6~a316030.html. (дата обращения 12.12.2012г.)

41. Керамические обогреватели и инфракрасные лампы, излучатели// Мир нагрева [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.mirnagreva.ru/infra.html. (дата обращения 07.11.2012г.).

42.Колисниченко, Е.А. Моделирование процесса очистки стрелочных переводов от снега с применением инфракрасного излучателя / Е.А. Колисниченко // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - Иркутск.: ИрГУПС. - 2016.- №2 (50). - С. 225 - 230.

43.Колисниченко, Е.А. Устройство инфракрасного излучения как один из способов удаления снега и льда с остряковых рельсов/ Е.А. Колисниченко // Сборник научных трудов III международной научно - практической конференции, посвященной 205-летию создания Института Корпуса инженеров путей сообщения. - СПб.: ПГУПС, 2015. - С. 44 - 49.

44.Колисниченко, Е.А. Датчики измерения температуры при работе в условиях сибирской зимы / Е.А. Колисниченко, Д.И. Шишкунов, М.А. Миронов, Ю.А. Ходырев // Сборник трудов межвузовской конференции студентов «МИКС - 2014». - Иркутск: ИрГУПС, 2014. - С. 88 - 92.

45.Колисниченко, Е.А. Особенности содержания стрелочных переводов в зимний период и пути решения проблемы защиты остряковых рельсов от снега и льда / Е.А. Колисниченко, Ю.А. Ходырев // Труды XVI научно -технической конференции КрИЖТ ИрГУПС, Красноярск, 2012. - С.117 -121.

46. Колисниченко, Е.А. Перспективы использования инфракрасного излучения для очистки стрелочного перевода от твердых атмосферных осадков / Е.А. Колисниченко // Сборник статей «Транспортная инфраструктура Сибирского региона»: материалы VI Международной науч.-практ. конф., посвященной 40-летию Иркутского государственного университета путей сообщения. - Иркутск.: ИрГУПС, 2015. - С.513 - 518.

47. Колисниченко, Е.А. Результаты исследования обогрева остряковых рельсов инфракрасным излучателем / Е.А. Колисниченко, Ю.А. Ходырев // Сборник статей «Транспортная инфраструктура Сибирского региона»: материалы IV Всероссийской науч.-практ. конф. с международным участием. - Иркутск: ИрГУПС, 2013. - №4 (1). - С.445 - 449 .

48.Колисниченко, Е.А. Технологии, обеспечивающие безопасность движения поездов при снегопадах / Е.А. Колисниченко. Ю.А. Ходырев // Безопасность регионов - основа устойчивого развития: материалы IV международной науч.-практ. конф. - Иркутск: ИрГУПС, 2014. - С 405 - 409.

49. Колисниченко, Е.А. Инновационный способ очистки стрелочного перевода в зимний период/ Е.А. Колисниченко // Вестник транспорта Поволжья. -Самара: СамГУПС, 2015. - №5(53). - С. 61 - 65.

50. Компьютерный термометр с датчиками DS18S20/B20 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: 1Шр://\у\у\у.ёщи-el.com/files/open/ds 18x20^ 18x20.html. (дата обращения 07.11.2013г.).

51. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. - М.: Наука, 1984. - 831 с.

52.Королев, В.В. Системы удаления снега со стрелочных переводов в зимних условиях // сборник трудов ученых ОАО «ВНИИЖТ» - Современные и перспективные конструкции железнодорожного пути для различных условий эксплуатации под ред. к.т.н. А.Ю. Абдурашитова. - М, 2013. - С. 138 - 147.

53.Королев, В.В. Обеспечения устойчивой работы стрелочных переводов в зимних условиях [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://zab.megalink.ru/conference/stat ya v v korolev obespechenie rabot _sp_v_zimnih_ysloviyah .pdf. (дата обращения 11.11.2014г.).

54.Красс, М.С. Радиационная теплофизика снега и льда / М.С. Красс, В.Г. Мерзликин. - Л.: Гидрометеоиздат, 1990. - 264 с.

55.Крейнис, З.Л. Техническое обслуживание и ремонт железнодорожного пути: учебник / Крейнис З.Л., Селезнева Н.Е. - М.: ФГБОУ «Учебно -методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2012. - 568с.

56.Лавров, В.В. Деформация и прочность льда / В.В. Лавров. - Л.: Гидрометеоиздат, 1969. - 207 с.

57. Левитин, И.Б. Техника инфракрасных излучений / И.Б. Левитин. - М.-Л.: Государственное энергетическое издательство, 1958. - 229 с.

58.Лунгун, А.В. Немецкая надежность и шведское качество для русской зимы// Путь и путевое хозяйство. - 2013-№3 - с. 34.

59. Лыков, А.В. Теория тепло и массопереноса / А.В. Лыков, Ю.А. Михайлов. -М. Госэнергоиздат, 1963. - 563 с.

60.Лыков, А.В., Теория переноса энергии и вещества / А.В. Лыков, Ю.А. Михайлов - Минск: Изд. АН БССР, 1959. - 330 с.

61. Масленникова, О.Я. Экспериментальное исследование интенсивности снеготаяния на лабораторной модели / О.Я. Масленникова // Природообустройство. - 2016. №1. С. 28 - 33.

62.Марголин, И.А. Основы инфракрасной техники / И.А. Марголин, Н.П. Румянцев. - М.: Воениздат, 1957. - 308 с.

63. Методические рекомендации по обоснованию эффективности инноваций на железнодорожном транспорте. - М.: Транспорт, 1999. - 230 с.

64.Михеев, М.А. Основы теплопередачи / М.А. Михеев, И.М. Михеева / изд-е 2-е. стереотип. - М, Энергия. - 1977. - 344 с.

65. Новицкий, Л.А. Оптические свойства материалов при низких температурах. Справочник / Б.М. Степанов. - М.: Машиностроение, 1980. - 224 с.

66.Новицкий, Л.А. Теплофизические свойства материалов при низких температурах. Справочник / Л.А., Новицкий, И.Г. Кожевников. - М.: Машиностроение, 1975. - 216 с.

67. Новосельский, И.Ю. Повышение эффективности устройств электрообогрева стрелочных переводов: дис. ...к-та техн. наук: 05.22.06 / Новосельский Игорь Юрьевич. - Санкт - Петербург, 2002.

68.Охотин, А.С. Теплопроводность твердых тел. Справочник / А.С. Охотин, Р.П. Боровикова, Т.В. Нечаева, А.С. Пушкарский. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 320 с.

69.Очистка пути от снега // Железные дороги мира. - 2012. - №11. - С. 75 - 77.

70.Очистка стрелочных переводов от снега и льда на железных дорогах Северной Америки. // Железные дороги мира. - 1998. - №10. - С. 72.

71.Пасконов, В.М. Численное моделирование процессов тепло - массообмена / В.М. Пасконов, В.И. Полежаев, Л.А. Чудов. - М.: Наука, 1984. - 288 с.

72.Патент 058234РФ, МПК Е01В 7/24. Устройство для очистки стрелочных переводов от снега и льда / Е.А. Колисниченко, Ю.А. Ходырев. - №151783, заявл. 03.09.2014.

73.Пат. 2149937 Российская Федерация, МПК Е01В 7/24. Устройство для очистки стрелочного перевода от снега и наледи / А.В. Самохин, Т.А. Вычужин, Г.В. Шубин, И.Н. Александров, Т.А. Сулейманова; заявитель и патентообладатель Якутский гос. ун-т. им. М.К. Аммосова. - № 98105902/28; заявл. 26.03.1998; опубл. 27.05.2000, Бюл. №.15.

74. Пат. 2232222 Российская Федерация, МПК Е01В19/00, Е01В7/24. Устройство для обогрева стрелок / А.Н. Головаш, В.С. Есипенко, И.Я. Пименов; заявитель и патентообладатель гос. унит. предп. Центр внедрения новой техники и технологий «Транспорт». - № 2002130291/11; заявл. 12.11.2002;опубл. 10.07.2004, Бюл. № 19.

75. Пат. 2003755 Российская Федерация, МПК Е01В19/00, Е01И7/24. Устройство для термоочистки стрелочных переводов / В.Н. Калабухов, А.Ф. Федечев, В.Н. Кравцов; заявитель и патентообладатель Самарский гос. ун-т. - № 04948805/11; заявл. 25.06.1991; опубл. 30.11.1993, Бюл.№ 43 - 44.

76.Пат. 1557232 СССР, МПК Е01В 7/24. Устройство для обогрева стрелочного перевода / В.А. Несвит, В.М. Толубец, Ю.А. Беликоцкий, В.М. Брискин, О.В. Сергиенко, Л.М. Дунаевский, В.Н. Остапчук, В.Б. Каменский, В.И. Пирин, Л.А. Гриффен, О.М. Измалков, В.А. Голеневич; заявитель и патентообладатель локомотивное депо им. С.М. Кирова Южной ж.д. - № 4197859/27-11, заявл. 04.01.1987; опубл. 15.04.1990; Бюл.№ 14.

77.Пат. 1657563 СССР, МПК Е01В7/24. Обогреваемое основание для стрелочного перевода / Ю.Н. Харитонов, Э.С. Спиридонов; заявитель и патентообладатель Московский ин-т инженеров ж.д. транспорта. - № 4713552/11; заявл. 05.07.1989; опубл. 23.06.1991, Бюл.№ 23.

78.Пат. 2470108 Российская Федерация, МПК Е01И7/24. Устройство для обогрева стрелочного перевода / А.С. Дубинин; заявитель и патентообладатель ООО Научно-произв. Фирма «Электроавтоматик». - № 2008117757/11; заявл. 25.04.2008; опубл. 20.12.2012, Бюл.№ 35.

79.Пат. 2010072 Российская Федерация, МПК Е01В 7/24, Е01В 19/00. Обогреватель для стрелки / В.И Марченко, Э.С. Спиридонов, Ю.Н. Харитонов, В.И. Шахов; заявитель и патентообладатель МИИТ. - № 914954896/11; заявл. 05.06.1991; опубл. 30.03.1994, Бюл.№ 45.

80.Паундер, Э. Физика льда / Э. Паундер. - М.: Мир, 1967. - 188 с.

81.Пирометр «Кельвин ИКС» [Электронный ресурс] / АРК «Энергосервис» -Режим доступа: http: //www.kipspb.ru/catalog/pirometr/element262798.php (дата обращения 12.12.2012г.).

82.Портативный инфракрасный термометр [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http: //static.biolight.ru/files/0003044-1.pdf (дата обращения 12.12.2012г.).

83.Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации (приказ Минтранса России от 21.12.2010г. № 286).

84.Притожин, И. Введение в термодинамику необратимых процессов / И. Притожин - М. 1960. - 128 с.

85.Прищеп, Л.Г. Исследование ультрафиолетовых и инфракрасных лучей: учеб пособие / Л.Г. Прищеп, П.Л. Филаткин // Электрический привод и применение электроэнергии в сельском хозяйстве. - М., 1980. - С. 90 - 97.

86.Рихтер, Г.Д. Снежный покров, его формирование и свойства/ Г.Д. Рихтер. -М. - Л.: Изд-во АН СССР, 1945. - 120 с.

87. Руководство по ведению стрелочного хозяйства (разработчики А.Б Косарев, А.Ю. Абдурашитов, Б.Э. Глюзберг, М.И. Титаренко, А.М. Тейтель, В.Г. Донец). ФГУП ВНИИЖТ МПС России, утверждено ЦП 2007г.

88.Румянцев, А.В. Метод конечных элементов в задачах теплопроводности: учеб. пособие / А.В. Румянцев. - Калининград, 1995. - 170 с.

89.Румянцев, А.В. Метод конечных элементов в задачах теплопроводности: учеб. пособие / А.В. Румянцев. Изд. 3-е, перераб. - Российский гос. университет им. И. Канта. - Калининград. 2010. - 95 с.

90.Рыбников, Е.К., Инженерные расчёты механических конструкций в системе MSC.Patran-Nastran. Часть I. / Е.К. Рыбников, С.В. Володин, Р.Ю. Соболев. Учеб. пособие - М., 2003. - 130 с.