3. Технология перевозки наливных грузов. Характеристика наливных грузов. Особенности маршрутизации наливных грузов. Технология работы станций налива нефтепродуктов. Технология работы станций слива.

Характеристика наливных грузов и условия их перевозок

К наливным относят жидкие грузы, перевозимые в цистернах, контейнерах и полувагонах-бункерах. Основную массу (более 90 %) наливных грузов, перевозимых железнодорожным транспортом, составляют нефтепродукты (керосин, бензин, дизельное топливо, лигроин, мазуты, минеральные масла и др.), в меньшей степени — сырая нефть, которая транспортируется главным образом по трубопроводам. Кроме того, в категорию наливных грузов входят продукты пищевой промышленности (растительные масла, спирт, патока, животный жир, саломас и др.), а также химические грузы (кислоты, щелочи, красители, лаки, сжиженные газы и др.).

Все грузы, перевозимые наливом, делят на неопасные, перевозимые на общих основаниях, и опасные, при перевозке которых, кроме общих, применяются и специальные правила.

Перевозки нефти и нефтепродуктов железными дорогами до 1975 г. непрерывно возрастали, несмотря на значительное развитие трубопроводного транспорта, а в последние годы имеют некоторую тенденцию к снижению, что объясняется снижением темпов добычи нефти и развитием трубопроводного транспорта. В общем объеме перевозок нефтегрузов всеми видами транспорта доля железных дорог составила в 1989 г. около одной трети, трубопроводов — 52 %, морского и речного транспорта — около 12 %.

Все нефтепродукты можно разделить на пять групп: сырая нефть; темные нефтепродукты (мазут и моторное топливо); светлые нефтепродукты (дизельное топливо, керосин и топливо для реактивных двигателей); бензин (автомобильный и авиационный); масла (от консистентных смазок до трансформаторных масел).

Нефтяные грузы обладают специфическими свойствами, определяющими характер их налива, транспортирования и хранения. Это плотность, вязкость и способность застывать не только при отрицательных, но и плюсовых температурах, легкая воспламеняемость и испаряемость, взрывоопасность, электризация (накапливание опасных зарядов статического электричества) и ядо­витость. От плотности зависит использование грузоподъемности цистерн. Наибольшую плотность имеют мазут (935 кг/м³) и масло автотракторное (930 кг/м³).

Вязкостью называют свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению ее частиц под влиянием действующих на них сил. Наибольшая вязкость присуща большинству темных нефтепродуктов.

Температура застывания — это температура, при которой нефтепродукт теряет подвижность (густеет) и не меняет своей поверхности при наклоне сосуда.

Плотность, вязкость и способность наливных грузов застывать при низких температурах влияют на процессы налива и слива. Некоторые жидкие грузы застывают даже при температуре выше +20 °С (например, гудрон +45 °С, нефтяная смола +40 °С, нефтяные битумы +28 °С). В обычных условиях, чтобы слить, их необходимо предварительно разогреть или перевозить в специализированных цистернах и полувагонах-бункерах.

Испаряемость нефтегрузов объясняется наличием в них значительного количества летучих веществ; интенсивность испарения зависит от температуры груза и воздуха, поверхности испарения, атмосферного давления и времени года.

Температура вспышки — это наименьшая температура, при которой пары нефтепродуктов образуют с окружающим воздухом смесь, способную воспламеняться при поднесении к ней открытого пламени. По температуре вспышки все нефтегрузы делят на четыре класса:

• первый — температуры вспышки ниже 28 °С (бензин, лигроин, сырая нефть);

• второй — от 28 до 45 °С (керосин, некоторые сорта дизельного топлива и т. п.);

• третий — от 45 до 120 °С (некоторые сорта дизельного топлива, моторное топливо, флотский мазут и т. п.);

• четвертый — свыше 120 °С (мазут, масла, смазки и т. п.).

Нефтепродукты, у которых температура вспышки паров до +60 °С, называют легковоспламеняющимися (или летучими), а свыше 60 °С — горючими (или нелетучими). Авиационный и автомобильный бензины имеют отрицательную температуру вспышки (—34 и —36 °С).

При наливе температура нефтепродукта должна быть ниже температуры вспышки не менее чем на 5 °С.

Температура воспламенения —- это самая низкая температура, до которой при нагревании жидкости, газа или твердого тела возникает самовозгорание без использования искры или пламени.

Пределом взрываемости (воспламеняемости) называется минимальное или максимальное содержание паров нефтепродуктов в воздухе, способных при воздействии искры, пламени, раскаленных металлических предметов взрываться (воспламеняться).

Заряды статического электричества накапливаются в процессе перекачки нефтепродуктов по трубопроводам, при этом на поверхности трубопровода возникает заряд противоположного знака. Чтобы избежать возникновения электрического разряда, скорость движения нефтепродуктов по трубопроводу не должна превышать 12 м/с, а также должно быть устроено соответствующее заземление.

Для перевозок наливных грузов используют цистерны:

снабженные универсальным нижним сливным прибором, позволяющим сливать все нефтепродукты. Этот прибор увеличенного диаметра, оборудован паровой рубашкой. Все новые цистерны для перевозки нефти и нефтепродуктов имеют универсальные приборы.

В последние годы строят восьмиосные универсальные цистерны:

без нижнего сливного прибора. Груз вливают через верхний люк колпака с помощью насосных установок (светлые нефтепродукты — бензин, лигроин и др.);

специализированные для перевозки химических грузов (кислот, сжиженных газов и др.);

специализированные для перевозки пищевых продуктов (спирта, вина, молока). Такие пищевые продукты, как патока, растительное масло и некоторые другие, перевозят в цистернах обычной конструкции, но специализированных.

Наливные грузы перевозят также в цистернах, принадлежащих отправителям, получателям или арендованных ими у железных дорог. Цистерны, не принадлежащие МПС и арендованные, должны быть приписаны к определенной станции отправления или назначения на условиях, предусмотренных договором, заключаемым дорогой с владельцем (арендатором) цистерн.

Битумы перевозят в полувагонах-бункерах. Твердые нефтебитумы, нефтяные кокс и воск, пек нефтяной, асфальты перевозят в крытых вагонах, полувагонах и на платформах.

Полувагоны-бункера, предназначенные для перевозки битума, имеют двойные стенки, которые образуют паровую «рубашку»; они поворачиваются на полуосях и удерживаются в вертикальном положении крючками. На внешней стене каждого бункера имеется проходящий «рубашку» патрубок для впуска пара. Верхняя часть бункера закрывается двустворчатыми крышками. В пунктах слива к патрубкам присоединяют рукава, по которым в пространство между стенками подается пар; тонкий слой соприкасающегося с нагретыми стенами высоковязкого груза подплавляется, и при опрокидывании бункера содержимое его отдельными глыбами вываливается в приемную яму или на площадку. Существенный недостаток полувагонов-бункеров — тяжелая тара.

Для перевозки других высоковязких грузов используют цистерны конструкции ВНИИЖТ. Принцип действия этих цистерн аналогичен бункеру, нижняя часть котла и сливной прибор имеют паровую «рубашку», а дно —-небольшой наклон к сливному прибору.

Все специальные и специализированные цистерны имеют соответствующую окраску котлов или цветные полосы и трафареты о характере опасности груза («Огнеопасно», «Ядовито», «Едкая жидкость»).

Цистерны, принадлежащие предприятиям, допускаются к обращению по магистральным железнодорожным путям только после технического осмотра цистерн представителями вагонной службы дороги приписки с разрешения начальника дороги (в местном сообщении) и МПС (в других случаях). О резуль­татах осмотра составляют акт и ставят трафарет на днищах цистерн.

Наливают и сливают грузы, перевозимые в цистернах и бункерных полувагонах, как правило, на подъездных путях, складах и пунктах необщего пользования. Только в исключительных случаях с разрешения начальника отделения дороги налив и слив цистерн возможны на местах общего пользования из тары или в тару грузовладельца (бочки, контейнеры, автомобильные цистерны).

Места налива и слива нефтепродуктов должны быть оборудованы освещением, обеспечивающим производство работ круглосуточно, а также снабжены противопожарными средствами в соответствии с установленными нормами.

В пунктах налива и слива легковоспламеняющихся грузов курение и применение открытого огня на расстоянии ближе 50 м от места производства работ на станции запрещается. Места налива легковоспламеняющихся грузов должны быть удалены от железнодорожных складов, главных путей, общих мест погрузки и выгрузки и от жилых домов не менее чем на 100 м, а места слива не менее чем на 50 м. ...

Отправитель вместе с накладной предъявляет на каждую цистерну паспорт качества, без которого нефтепродукты не принимают. При отправлении мазута и других высоковязких нефтепродуктов отправитель указывает в паспорте его вязкость.

Порожние цистерны, имеющие трафарет о специальном назначении и приписанные к пунктам налива (кислотные, спиртовые, специализированные для перевозки химикатов, пищевых грузов и др.), а также все арендованные и принадлежащие клиентуре, следуют в пункты налива при полных перевозочных документах и с наложением пломб. Порожние бензиновые и нефтяные цистерны, а также полувагоны-бункера направляют в указанные МПС пункты налива по пересылочным накладным, составляемым получателем груза; их не пломбируют. В пересылочной накладной станция назначения цистерны не указывается.

Наливные грузы перевозят также в специальных контейнерах, в зависимости от рода перевозимого груза их подразделяют на следующие группы:

• для грузов текучих, не требующих специальных устройств для подогрева перед наливом и сливом (кислоты, спирт этиловый и метиловый, органические растворители и др.);

• для грузов средней вязкости, требующих устройств для подогрева перед наливом и сливом (масла осветительные и минеральные, некоторые нефтепродукты);

• для грузов весьма большой вязкости, заливаемых в горячем состоянии, и затвердевающих даже при температуре выше О °С с превращением в монолит (парафин, фенол синтетический и др.).

Эти специальные контейнеры принадлежат отправителям и получателям грузов, погрузка их на железнодорожный подвижной состав и выгрузка с него производятся, как правило, на подъездных путях предприятий.

Контейнеры на платформах или в полувагонах перевозят комплектами, и на весь комплект отправитель составляет одну накладную. Недостатком этого способа является порожний пробег в обратном направлении.

Особенности маршрутизации перевозок нефтяных грузов

Уровень отправительской маршрутизации перевозок наливных грузов достигает 70 %. На систему маршрутизации перевозок влияют следующие факторы:

• сосредоточение основной добычи нефти и производства нефтепродуктов в небольшом количестве пунктов, что способствует массовому отправлению маршрутов с пунктов налива;

• огромное количество пунктов потребления, размещенных на всей территории страны (нефтепродукты прибывают на 75 % станций, открытых для грузовых операций) и имеющих различные размеры поступления нефтепродуктов. Это требует применения особой формы маршрутизации перевозок;

• большое разнообразие видов нефтепродуктов, требующих соблюдения различных условий перевозок, что вызывает необходимость выполнения в районе налива или в пунктах слива промывочно-пропарочных операций. Это увеличивает время простоя подвижного состава и влияет на эффективность маршрутизации.

При планировании маршрутизации перевозок, помимо обычных, для нефти и нефтепродуктов разрабатывают планы на межнавигационный и навигационный периоды. Это связано со значительным участием водного транспорта •в перевозке нефти и нефтепродуктов (смешанные железнодорожно-водные сообщения). Помимо отправительских маршрутов в один пункт назначения, планируют значительное количество маршрутов назначением на станции распыления (пункты заадресовки вагонов).

Технология работы станций налива нефтепродуктов

^:

Налив нефтепродуктов, перевозимых в цистернах и полувагонах-бункерах, производят на местах необщего пользования — на подъездных путях нефтеперерабатывающих заводов и на нефтебазах. По прибытии порожних цистерн на станцию налива с ними, помимо обычных операций, выполняют дополнительно: внутренний осмотр котлов цистерн и установление годности их под определенный груз; заправку клапанов сливных приборов; подачу вагонов, требующих обработки, на промывочно-пропарочную станцию (ППС) и обработку их; контрольную приемку очищенных вагонов и передачу их на пути формирования состава для подачи под налив. Если при осмотре цистерн на путях приема будут обнаружены неслитые остатки груза, они должны быть подвергнуты лабораторному анализу.

Работа ППС организуется по единому технологическому процессу с железнодорожной станцией.

Все операции по обработке цистерн выполняет железная дорога или грузоотправитель за ее счет. Цистерны собственные, арендованные и специализированные для перевозки определенного груза готовит грузоотправитель своими средствами и за свой счет.

Годность каждой цистерны под налив продуктов определяют осмотрщик промывочно-пропарочной станции и инспектор Госкомнефтепродукта. К наливу допускаются только те цистерны, у которых котлы по своему техническому состоянию и чистоте обеспечивают сохранение высокого качества нефтепродуктов.

На принятые (годные под налив) цистерны наклеивают ярлыки установленного образца, отпечатанные типографским способом, на которые наносят дату, фамилию инспектора, принявшего цистерну, и его клеймо.

Если цистерна требует очистки, промывки или пропарки, наклеивают ярлыки с указанием характера обработки цистерны. Их передают на ППС, а после обработки годность проверяет инспектор Госкомнефтепродукта; он наклеивает ярлык с указанием, для какого нефтепродукта эта цистерна пригодна (такие же ярлыки, как и при отборе годных под налив цистерн в прибывшем составе в парке приема).

В практике работы промывочно-пропарочных станций встречаются следующие виды очистки:

• очистка и промывка цистерн из-под темных продуктов для налива светлых;

• подготовка под налив однородных продуктов;

• очистка от воды, льда, песка и грязи;

• очистка для ремонта.

Подготовка цистерн под налив однородных продуктов наименее сложная; она заключается в удалении остатков продукта и механических примесей и производится без применения пара и воды, но иногда используют нефтяные и другие растворители. Такую операцию выполняют на пунктах с небольшим объемом работы.

Промывочно-пропарочные станции, выполняющие массовую очистку всех видов цистерн, имеют специально отведенный участок на территории станции.

ППС имеют путевое развитие (от трех до восьми путей), здание для очистки цистерн с пропарочной эстакадой, котельную и компрессорную установки, водяной резервуар-бак, нефтеловушки-отстойники и насосную станцию, хранилища-емкости для хранения остатков нефтепродуктов и для растворителей, аппаратуру для подачи воздуха, здание для ремонта цистерн.

Пункты налива подразделяют на механизированные (подача груза насосами с механическим или электрическим приводом, а также самотеком из хранилищ, расположенных в разных уровнях с фронтом налива) и немеханизированные (подача груза ручными насосами).

Мощность устройств для налива зависит от объема работы.

На станциях с незначительными размерами грузооборота налив цистерн производят через отдельные стояки (колонки) или из специальных резервуаров. На станциях с большим объемом работы (100 и более цистерн в сутки) применяют эстакады с различным фронтом налива (от нескольких цистерн до целого маршрута). На эстакады нефтепродукты подаются насосами. Эстакады бывают односторонними и двусторонними, а также с одним или несколькими коллекторами, что определяет их перерабатывающую способность. Для ускорения процесса налива нефтепродуктов на эстакадах применяют различные автоматические и полуавтоматические устройства, с помощью которых контролируется налив. К таким устройствам относятся автостопы или пневматические ограничители налива светлых продуктов, которые автоматически прекращают работу при заполнении котла цистерны до определенного уровня.

Перед наливом работники отправителя осматривают поданные цистерны (проверка ярлыков), открывают колпаки цистерн, заправляют наливные рукава и открывают задвижки, после чего начинается налив.

По окончании налива цистерн, замера высоты налива (после осадки пены) и определения массы налитого продукта крышки колпаков закрывают, ставя уплотняющие прокладки, и пломбируют (часть нефтегрузов разрешается перевозить в цистернах без пломб: сырая нефть, битумы, мазут и др.). Затем приемосдатчик станции заполняет вагонные листы, а грузоотправитель ~ накладные и паспорта качества, после чего все документы сдают в товарную контору.

Для улучшения использования вместимости и грузоподъемности цистерн продукты целесообразно загружать в охлажденном состоянии, так как при охлаждении нагретых нефтепродуктов в котле цистерны образуется значительное свободное пространство.

Исследованиями ВНИИЖТа доказано, что погрузка мазута в охлажден-[ном виде позволяет увеличить загрузку цистерны примерно на 2,5 т, т. е. при перевозке 1 млн. т груза высвободить более 1000 цистерн. Установлено, что в теплый период года мазут должен иметь температуру •; 25 С, а в холодный — +5 °С.

Бункерные полувагоны заполняют с недоливом на 250 мм до верхних кромок бортов. Температура наливаемого груза не должна превышать 150 ^JC. После налива отправитель обязан закрыть крышки бункера.

Грузоотправитель, производящий налив нефтебитума в бункерные полувагоны, должен оборудовать фронты налива устройствами, защищающими от попадания атмосферных осадков в бункера.

Приемосдатчик станции контролирует и несет ответственность за свое­временность и правильность закрытия колпаков цистерн и пломбирования их, а также за навешивание бирок с отправительской маркировкой, без которых цистерны не должны включаться в поезда.

Оперативное руководство выполнением плана налива нефтепродуктов и уровня маршрутизации осуществляют диспетчерские группы станции.

Технология работы станций слива

Сливают нефтепродукты из цистерн на большом количестве станций (несколько тысяч нефтебаз и пунктов). На подавляющем числе станций в сутки разгружают 25—30 цистерн, а на многих — не более одной цистерны. На этих станциях сливают примерно 60—65 % всех перевозимых нефтегрузов. Более 30 % грузов сливают на станциях, имеющих размер слива от 30 до 200 цистерн в сутки, но эти станции составляют менее 1 % общего числа станций слива и только отдельные станции осуществляют слив более 200 цистерн в сутки.

Цистерны для слива могут прибывать маршрутами, группами вагонов и отдельными вагонами. После приема прибывших цистерн под слив вагонные листы направляют приемосдатчику, работающему на путях слива, а остальные документы передают в товарную контору. Паспорта качества вручают представителю пункта слива.

После подачи цистерн на пути слива представитель пункта слива совместно с приемосдатчиком станции осматривают цистерны и сверяют документы с натурой. Затем рабочие устанавливают лотки или заправляют шланги (при сливе светлых нефтепродуктов), открывают клапаны цистерн или устанавливают насосные устройства (при выкачке продуктов через колпак цистерны) и сливают нефтепродукты. По окончании слива получатель обязан тщательно очистить цистерны от остатков груза, а приемосдатчик станции проверить это.

В зависимости от способа слива, рода сливаемых нефтепродуктов (их свойств), конструкции цистерн и их количества устанавливают время слива подаваемой группы вагонов.

Для выгрузки из бункерных полувагонов грузополучатели должны иметь соответствующие приемные и пароподогревательные устройства. Пар для подогрева бункеров вводят в пространство между стенками по шлангам, присоединяемым к соответствующим устройствам бункера. Пар вводят осторожно, медленно открывая впускной вентиль.

Разгружают бункерные полувагоны последовательно; одновременная разгрузка двух и более вагонов запрещается, так как при этом они могут опрокинуться.

После разгрузки цистерн, следующих при всех перевозочных документах, получатель должен принять меры к удалению остатков груза, закрыть крышки клапанов и запломбировать цистерны. Эти цистерны направляются на станции приписки. Накладные на порожние цистерны составляет получатель груза, а дорожную ведомость — станция на общих основаниях.

После слива грузополучатель составляет на каждую цистерну (бункерный полувагон) пересылочную накладную, которую предъявляет станции одновременно с уведомлением об окончании слива. Без предъявления пересылочной накладной станция вагоны не принимает; они остаются на ответственном простое у получателя.

Слив грузов, застывающих или имеющих повышенную вязкость (особенно в зимнее время), если они не перевозятся в цистернах с паровой рубашкой или в полувагонах-бункерах, затруднен, на разгрузку их требуется дополнительное время. В зависимости от степени вязкости или температуры застывания нефтегрузы по срокам, предоставляемым на слив цистерн, делятся на четыре группы. Чем выше категория группы, тем больше затрата времени на разогрев грузов перед сливом. В холодный период года (с 15 октября по 15 апреля) при затруднении слива норма времени на слив вязких и застывающих (в определенных размерах) грузов увеличивается.

Перерабатывающая способность фронтов налива и слива

Перерабатывающая способность фронта налива (слива) исчисляется ко­личеством цистерн, которое может быть налито (слито) в сутки при имеющемся оборудовании. Она зависит от мощности наливного (сливного) устройства, времени занятия фронта одной подачей и количества вагонов в ней. Общее время занятия фронта налива

Время на вспомогательные операции складывается из времени на проверку цистерн, заправку наливных рукавов, отстой пены после налива, замер налитых продуктов и уборку наливных рукавов из котла цистерны, закрытие крышек колпаков и пломбирование их.

Продолжительность подачи, уборки цистерн и вспомогательных операций устанавливают на каждой станции и нефтебазе на основе натурных наблюдений с учетом местных условий.

Скорость движения зависит от рода продукта и типа насосов и колеблется от 1 до 2,65 м/с. Меньшая скорость у мазута и некоторых масел, а максимальная у керосина и бензина.

Зная время занятия фронта налива одной подачей цистерн, можно определить суточную перерабатывающую способность фронта

Если наливная эстакада двусторонняя (имеет два фронта налива), то перерабатывающую способность определяют по каждому фронту отдельно и, если необходимо, суммируют.

При наливе полувагонов-бункеров меняется содержание подготовительных и заключительных операций, поэтому применяется иной расчет времени непосредственного налива горячего продукта.