Как стать автором
Поиск
Написать публикацию
Обновить

Мороз, вагоны и математика: как новый цифровой сервис экономит нам до 4 млн кубов газа в год

Время на прочтение6 мин
Количество просмотров10K
Блог компании Группа НЛМКАнализ и проектирование систем*Промышленное программирование*
Всего голосов 71: ↑70 и ↓1+69
Комментарии60

Комментарии 60

А у вас стоят дробильно-фрезерные машины? Я тоже занимался данной проблематикой и в принципе при наличии ДФМ достаточно отогреть от стенок в тепляке.

Всего голосов 4: ↑4 и ↓0+4

Дробильно-фрезерные машины не используем, т.к. исторически размораживаем, а после разморозки концентрат уже сыпучий и дробить нечего. Хотя был момент, когда рассматривали и такой вариант. Но есть проблема в конструкции приемных бункеров. У нас они не сплошные, а разбиты на секции под вагоноопрокидывателем т.к. между секциями стоят опоры конструкции самого вагоноопрокидывателя. Пришлось бы ставить на каждую секцию ставить ДФМ. 2 ротора по 3 секции, 2 ротора по 2. Итого 10 ДФМ, экономически нецелесообразно

Всего голосов 3: ↑3 и ↓0+3

А существуют вагоны, которые не надо переворачивать?

Всего голосов 2: ↑2 и ↓0+2

Вероятно, не все компании выгружают вагоны методом опрокидывания. Вагоноопрокидыватель - дорогое и сложное оборудование, но в тоже время самый быстрый и оптимальный способ разгрузки сыпучих материалов. Можно теоретически и ковшом экскаватора вычерпывать и перегружать, но мы так не делаем - опрокидываем все вагоны.

Всего голосов 1: ↑1 и ↓0+1

Я к тому, почему не производят вагоны специально для перевозки сыпучих материалов и эффективной выгрузки без переворачивания. К примеру, с выгрузкой вниз. Или такая специализация вагонов не выгодна?

Всего голосов 4: ↑4 и ↓0+4

Такие вагоны есть, но вот почему их не используют я не знаю =)

Всего голосов 2: ↑2 и ↓0+2

Да, вагоны с выгрузкой вниз существуют, но если сырье замерзло, его, что через верх ссыпать, что через низ - надо размораживать. Железорудный концентрат имеет влагу и есть естественное налипание сырья на стенки вагонов. Выбраны полувагоны, для удобства зачистки вагонов от остатков сырья. Требование грузоперевозчика (ГОСТ). Есть также вопрос доступности больших объемов вагонов РЖД и множество других условий перевозки.

Всего голосов 3: ↑3 и ↓0+3

Поставщикам удобнее в полувагоны засыпать, и они под рукой всегда.

Всего голосов 2: ↑2 и ↓0+2

Всё верно. Это самый распространённый род вагонов. Есть как в «государственной» собственности, так и у многих частников. В том числе у металлургических комбинатов.

Всего голосов 2: ↑2 и ↓0+2
все полувагоны имеют ф-цию выгрузки вниз (гуглить «выгрузка полувагона»)
однако, если вы посмотрите видео с выгрузкой, там станет ясно почему это сложнее
1) нужна высокая эстакада
2) механизм открывания люков (желательно не вручную), а замки частенько крепят проволокой чтобы на ходу не открылись, её срезать каждый раз осматривая состав?
3) механизм закрывания люков (желательно не вручную)
также люки быстро изнашиваются

imho вагоноопрокидыватель гораздо быстрее и эффективнее сработает, даже если у вагона люки заварили наглухо (а их никто не выбирает под погрузку специально)
Всего голосов 6: ↑6 и ↓0+6

Совершенно согласен с последним предложением! Никто не выбирает выгоны под загрузку. Не всегда приезжают под выгрузку полувагоны у которых имеются люки, наблюдаются также с глухим дном, они же «глуходоны».

Всего голосов 4: ↑4 и ↓0+4

Таких вагонов есть много.

Всего голосов 1: ↑1 и ↓0+1

Такие, в основном, идут под зерновые, сахар сырец и т.п. грузы которые боятся атмосферных осадков. И, я полагаю, они дороже стоят.

Комментарий пока не оценивали0

Конечно, хоппер.

Всего голосов 2: ↑2 и ↓0+2

И думпкар (вагон-самосвал).

И как уже выше написали, практически все полувагоны с люками снизу. За исключением некоторых глуходонных моделей.

Вагоноопрокидыватель быстрее и эффективнее при больших объёмах сырья.

Всего голосов 1: ↑1 и ↓0+1

Да, верно! А объемы у нас действительно гигантские. Учитывая, что НЛМК - крупнейший производитель стали в стране, то только концентрата разгружаем сотнями тысяч тонн в неделю.

Всего голосов 2: ↑2 и ↓0+2
Добавлю свои пять копеек. Выше написали, что у хопперов есть проблема в виде открывания-закрывания разгрузочных люков. А думпкар имеет меньшую грузоподъемность по сравнению с теми же полувагонами и хопперами.
Комментарий пока не оценивали0
А как оборудование самого вагона (всякие тормозные шланги, уплотнения и тд) переносит температуру свыше 100°С?
Всего голосов 15: ↑15 и ↓0+15

Важный вопрос.

Закрываются специальным термозащитным материалом. Закрывается шток тормозного цилиндра, корпус тормозного цилиндра, атмосферное отверстие воздухораспределителя, демпфер авторежима. Ориентировочное время выполнения операции - 15-20 минут. Тормозные шланги спокойно переносят указанную температуру (100°С).

Всего голосов 7: ↑7 и ↓0+7
когда я давно работал еще в РЖД, у меня был знакомый который работал мастером в цехе ремонта автотормозов грузового депо
ох как он матерился на полувагоны которые от металлургов приезжали… они или не закроют как вы говорите теплозащитой, то горячего окатыша насыпят в обычный полувагон (хотя это запрещено)

вся резина и уплотнители внутри ВР и ТЦ в угли превращаются и смазка выгорает везде где она была
Всего голосов 12: ↑12 и ↓0+12

Рассматривали вы идею использования для разморозки струи перегретого пара? Она должна проникать в массу сыпучего материала и быстро его разогревать.

Всего голосов 2: ↑2 и ↓0+2

Да, рассматривали, но для реализации данного мероприятия необходимо провести глобальную замену всего оборудования гаража размораживания. Это уже инвест-проект, а результат в принципе будет тот же, что мы получаем сейчас при нашей технологии.

Всего голосов 1: ↑1 и ↓0+1

Я полагал имеет значение время простоя вагонов. Мне кажется неправильным нагрев большого ангара имеющего множество теплопотерь ради нагрева содержимого вагонов. Думаю было бы лучше построить туннели из газобетона, у них теплопотери должны быть меньше чем у ангара, а температуру определять прямо, втыкая измеритель в массу (гидравлика понадобится). Впрочем это тоже инвест-проект.

Всего голосов 5: ↑5 и ↓0+5

У нас не большое помещение. Секция конструктивно чуть больше полувагона, в которой расположены направленные воздуходувки горячего воздуха (на борта и внутрь вагона). Сам гараж размораживания выложен из кирпича, теплопотери минимальны.

По поводу измерителя в массу, рассматривали такой вариант, но ушли от него в сторону текущей реализованной технологии.

Всего голосов 1: ↑1 и ↓0+1

Интересно, насколько энергоэффективно было бы размораживать сырье электричеством, используя металл вагона как нагревательный элемент?

Всего голосов 1: ↑1 и ↓0+1

В данном случае, возможны повреждения вагонам. Вагоны не собственные, вагоны в аренде.

Всего голосов 1: ↑1 и ↓0+1

так киловаттчас тепла дешевле чиловаттчаса электричества. Поэтому вопрос не только в энергоэффективности.
Хотя я вообще не понял зачем делать прогноз.
Сделал очередь вагонов, перевернул первый, когда вагон прогрелся, из него высыпется содержимое, можно загонять следующий.

Всего голосов 1: ↑1 и ↓0+1

Для информации. В вагоноопрокидывателе внизу решётка, чтобы не падали дальше большие куски груза. Под решёткой течка (труба) с шиберным затвором, чтобы останавливать сыпящуюся руду. Под течкой ленточный конвейер.

Как уже писал, самое страшное при выгрузке, это когда оттает груз от стенок вагона, но рассыпчатым не станет. Упадёт такая глыба тонн на 60 на решётку и «специально обученные люди» с отбойными молотками матерят коллег с участка разогрева вагонов.

Всего голосов 2: ↑2 и ↓0+2
Так ведь конденсироваться будет и влажность повышать. При нагреве газом, наоборот, часть будет испаряться и, таким образом, влажность сырья уменьшится.
Комментарий пока не оценивали0

Интересное устройство - вагоноопрокидыватель. Наши клиенты часто используют вибростряхиватель для хопров. Есть модификации на магнитах.

Всего голосов 4: ↑4 и ↓0+4

Мы в Хопрах возим внутренние грузы, готовую продукцию АГЦ - Агломерат для доменных печей. Исторически сложилось так, что Доменный цех находится далеко от Агломерационного, поэтому используем для перевозки внутренние ж/д пути. В доменном цехе при разгрузке полуфабриката «Агломерат» - там нижняя разгрузка, вибраторы для тряски и т.д. Но там и фракция 5-40 мм - более 85%. А грузы на вагоноопрокидывателях - максимум 10 мм. Основной вид материала на вагоноопрокидывателях - концентрат железорудный, фракция которого 45 микрон (0,045 мм) для вибротехнолгии не подходит, т.к. при сильном увлажнении  становится как «жижа». На вагоноопрокидывателях есть вибраторы, но это не сильно помогает. Ручная дозачистка, особенно в период сильных дождей обязательна.

Всего голосов 3: ↑3 и ↓0+3

Сушка в зимний период обязательна не только для высыпания, но и для получения сыпучих фракций? Тогда, да, вибростряхиватель не поможет.

Оптимизация рахода газа на сушку это хорошая история. Как здесь писали выше, утепление помещения тоже позволит оптмизировать расход газа за счет уменьшения теплопотерь.

Всего голосов 2: ↑2 и ↓0+2

Совершенно верно. Мы греем для двух целей. Сушка и оттаивание сырья от бортов вагонов.

Всего голосов 1: ↑1 и ↓0+1

Почему не годятся микроволны? Плохое проникновение? Более низкие частоты не рассматривали типа 27 МГц или ниже? Это уже не микроволны, но при определённых условиях греть будет минимум не хуже.

Всего голосов 2: ↑2 и ↓0+2

Мы сгенерировали несколько возможных решений и оценили их затратность. В сторону микроволн далеко не заходили, т.к. нашли самый менее затратный вариант без колоссальной перестройки текущего бизнес-процесса.

Всего голосов 1: ↑1 и ↓0+1

Можно ли греть не вагон целиком, а локально дуть горячим воздухом или газом на стенки вагона? Нам же не надо прогреть весь вагон, нам нужно отморозить сырье от стенок.

Можно ли греть опрокинутый вагон? Тогда вообще ничего считать не надо: как только сырье высыпалось - переворачиваем обратно и ставим следующий.

Всего голосов 3: ↑3 и ↓0+3

Мы и так дуем на стенки и внутрь вагона локально.
Опрокинутый вагон уже не погреть. Если сырье осталось внутри вагона, то вагон в обратное положение не так просто поставить.

Всего голосов 1: ↑1 и ↓0+1

Опрокинутый вагон уже не погреть.

Эх, а было бы удобно. Грей пока не отвалится, и никаких расчётов с моделями не надо.

Всего голосов 1: ↑1 и ↓0+1

Механизм опрокидывания не может физически справиться с подъемом вагона обратно. Толкнуть на опрокидывание легко, а вот если не высыпалось ничего, придется 70 тонн обратно поднимать, на это требуется в разы больше усилий.

Всего голосов 1: ↑1 и ↓0+1

А самый ужас когда из вагона вываливается на решётки «чемодан» неразмороженного груза. От стенок оттаял, а внутри заморожено. Тогда работа опрокида останавливается на достаточно длительное время.

Всего голосов 4: ↑4 и ↓0+4
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь

Как насчёт погодных аномалий? Например проехал вагон через дождь зимой, а потом через -30, может интересное получиться.

По опыту сталкивался с подобным. Если при начале разгрузки поезда понимаем, что весь груз после проливного дождя попал под -20, то подобный поезд полностью (50-60 вагонов) отставляем и далее по ситуации. Как появляются «окна» в работе гаражей размораживания, то ставим в них вагоны и греем вплоть до суток.

Всего голосов 3: ↑3 и ↓0+3

Маршрут основного нашего сырья ~350 км, по времени это от 8 до 12 часов в среднем. За столь короткое время мы не встречали резких погодных изменений. Естественно что это риски, но мы уже будем решать эти кейсы по мере их поступления.

Касаемо микровзрывов. Есть у нас внерегламентная практика с сильно морозовым сырьем - прогрев его хорошо, вытаскиваем на улицу и масса трескается, потом ставим обратно на разогрев. Таким образом сырье быстрее восстанавливает свою сыпучесть.

Всего голосов 1: ↑1 и ↓0+1

Первое, что приходит в голову: ну сократили вы время в гаражах, а на опрокиде ещё предыдущая партия не вся обработана. Вытягивать из гаража и держать на улице? Это лишние манёвры и остывание груза.

Как вы победили это? Динамический график работы маневровых тепловозов? По опыту работы на другом металлургическом комбинате в УЖДТ это организовать нереально. Или вы просто отключаете нагрев и партия стоит в гараже и ждёт маневровый?

Всего голосов 1: ↑1 и ↓0+1

Мы снижаем на минимум расход газа, не останавливая его подачу, ставим «на холостой ход». Тем самым, расход газа минимальный и температура в секции спокойно сохраняется на заданном уровне. Хоть два-три часа пусть делают маневровые работы, сырье стоит в тепле и ждёт своей очереди.

Совсем нагрев отключать и остужать кладку - больно. Это приводит к ускорению разрушения кладки.

Всего голосов 3: ↑3 и ↓0+3

Интересно!

У вас в программе просто формула расчёта забита или вы обучили модель ML на исторических данных?

Всего голосов 2: ↑2 и ↓0+2

В данный момент на MVP - просто формула. В дальнейшем будем отталкиваться от набранной статистики.

Всего голосов 2: ↑2 и ↓0+2
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь

Да, действительно. Данное мероприятие находится у нас в фокусе при перевооружении автоматики гаражей размораживания. Т.е. мы хотим чтобы система управляла автоматикой и заранее отключала подачу.

Но вопрос в планировании с заказами сырья с разогрева. Нужно посмотреть, как ключевые пользователи будут с этим справляться. По опыту, сырье может быть невостребованным, а через 10 минут уже надо доставать.

Комментарий пока не оценивали0

А использование шурфов, для анализа влажности и скорости размораживания?

Всего голосов 1: ↑1 и ↓0+1

А можно поподробнее? Видимо Вам более знакома эта технология.

Комментарий пока не оценивали0

Это из геологии. Просто в вспомнилось агрономическое образовании и предмет почвоведение. Когда бралась трубка (умное название не помню) втыкалась в землю, итого вытаскивается в землей и далее платны изучались по разным параметрам.

В вашем случае тоже можно также получить "срез" с определенной глубины. Ну сделать какие-нибуть тесты на: разморозку, наличие влаги и прочее... тут нужно ваших спецов по металлам спрашивать. Далее это соотнести со скорость разморозки. Получаться таблицы покоторым можно более точно прогнозировать. (Не забыть учитывать Тип доп факторы типа типа вагона ну может что еще.

Всего голосов 1: ↑1 и ↓0+1

А почему газом греете, а не воздухом из горячего цеха? Ну или хотя бы предподогрев осуществлять. Поскольку фото не Ваше, конструкция цеха неизвестна, ещё бы предложил сделать тоннель от гаража в сторону хвоста состава и надувать его теплым воздухом опять же из вытяжки теплых цехов. Нормативы по вредности в гараже соблюдать не надо. Пока первый вагон опрокидывают, последний стоящий в тоннеле уже начинает оттаивать, газа на окончательную сушку надо меньше.

А вообще поздравляю, идея хорошая и внедрение недорогое и безболезненное для комбината

Всего голосов 2: ↑2 и ↓0+2

Газ сжигаем. Попутно полученный горячий воздух пускаем через воздуходувки.

Комментарий пока не оценивали0

Скажите а почему Вы не используете просто логирование погоды по пути следования, а так же логирование на месте складирования( пусть это немного сложнее), а далее обработка данных исходя из этих параметров это лучше чем строение данные по региону. Так же простейшие зонды установленные перед оттайкой буром на глубину метра могли так же экономить дополнительные минуты.

Комментарий пока не оценивали0

Про зонды, если можно - поподробнее, если честно, то не совсем понял. Если можно, то расскажите.

Мы измеряем температуру по геоточкам, которые расположены прям на ж/д путях всего маршрута (лично вручную ковырял карты, в поисках координат). С них и берем данные в режиме real-time и храним их у себя на сервере. Так проще и дешевле, чем лезть к погодным сервисам за историческими данными.

Комментарий пока не оценивали0

Наивный вопрос - насколько критичны по цене "простои" вагона на обогреве? Вагон в аренде, стало быть - за него идёт оплата.
То есть - что выгоднее:
- Потратить Х кубометров газа и отогреть вагон до нужной кондиции за Y часов.
- Потратить Х/2 кубометров газа, но отогреть вагон за 3*Y часов.

Комментарий пока не оценивали0

Простои вагонов на разогреве не регламентируются. Есть норма общего времени нахождения вагонов на комбинате. При разогреве, норматив не превышается.

Всего голосов 1: ↑1 и ↓0+1

Гаражи размораживания завязаны в общую технологическую цепочку комбината.

Прибытие сырья -> разогрев -> выгрузка -> штабелирование и дальше в агломашины. Либо в коксовые батареи если это уголь.

Уменьшить время разогрева не изменив остальные части процесса - эффекта мало. Только экономия энергии. Если параллельно что-то придумать с вагоноопрокидывателем, например, банально, поставить дополнительный, может и будет экономия. Но, как железнодорожник скажу: надо дополнительно жд пути, тепловозы и свободное место под всё это. Как то так.

Всего голосов 3: ↑3 и ↓0+3

А почему для этого не используется попутный газ, или какой у вас огромным факелом круглосуточно горит?

Всего голосов 1: ↑1 и ↓0+1
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий

Ваш аккаунт

Разделы

Информация

Услуги

Техническая поддержка
© 2006–2024, Habr