Рациональные сферы применения рефрижераторных контейнеров на железных дорогах России

Введение

Развитие в экономике страны рыночных отношений в последние годы привело к увеличению числа производителей и поставщиков продовольственных товаров в торговую сеть и значительному дроблению массы отправок скоропортящихся грузов (далее - СПГ).

Современные принципы коммерческих отношений диктуют необходимость сокращения времени на доставку грузов к месту их реализации и времени на промежуточное хранение на складе, предпочтительным становится потребление СПГ «с колес». Усилия грузовладельцев направлены на ускорение оборачиваемости денежных средств и увеличение прибыли.

Из-за отсутствия технических средств для перевозки отправок СПГ массой 5-20 т железные дороги потеряли большой объем перевозок. Наличие транспортных единиц требуемой грузоподъемности и большая мобильность позволили автотранспорту захватить существенную часть рынка мелких и малотоннажных отправок СПГ.

Железным дорогам, нуждающимся в привлечении новых объемов высокодоходных перевозок, необходимо проводить работу по возвращению потерянного грузопотока.

В связи с этим целесообразно широкое внедрение крупнотоннажных изотермических контейнеров (далее - ИК) в область перевозок СПГ железнодорожным транспортом. ИК способны обеспечить сохранность доставки СПГ от места производства до места потребления с использованием нескольких видов транспорта, реализуя известный принцип «от двери до двери», что позволит повысить эффективность и сохранность качества СПГпри перевозках.

Характеристика контейнеров

Российские железные дороги (РЖД) являются мощной единой структурой, уже имеющей большой парк универсальных контейнеров, механизированные контейнерные терминалы, парк контейнерных платформ, технологию ускоренной доставки контейнеров, поэтому они способны освоить возрастающие объемы контейнерных перевозок СПГ, взаимодействуя на выгодных условиях с другими видами транспорта. Контейнерный способ доставки продукции отличается технологической непрерывностью перевозочного процесса во всех его звеньях с четкой координацией работы участвующих видов транспорта.

Крупнотоннажные ИК разнообразны. Они могут различаться по многим признакам:

- по грузоподъемности и размерам - массой брутто 10,24,30 т;

- контейнеры с охлаждением, с отоплением, без охлаждения (типа «термос»);

- по способу поддержания температурного режима с машинным охлаждением, с электрическим отоплением, охлаждением жидкими газами, эвтектиками;

- по способу энергообеспечения рефрижераторные контейнеры под разделяются на контейнеры с собственной энергетической установкой и без собственной энергетической установки. Автономная энергетическая установка КРК может быть встроенной или съемной, выполненной в виде навесного дизель-генератора;

- по специализации - на универсальные (для многих видов грузов с охлаждением и обогревом) и специальные (только для мяса или соков, пива, вина, рыбы, бекона, яиц, овощей и фруктов);

- по конструкции - со стальным каркасом или из пластика, с обшив кой из гофрированных стальных или пластиковых листов из полистироловых блоков или многослойных панелей без дополнительной обшивки;

- по количеству и расположению дверей - с одной торцевой или од ной боковой дверью, с двумя боковыми или одной боковой и одной торце вой дверью;

- по способу циркуляции воздуха внутри контейнера - с естествен ной и принудительной циркуляцией;

- по видам изоляционных материалов - с изоляцией из полистирола или полиуретана. При этом различают контейнеры с сильной теплоизоляцией (К < 0,3 Вт/(м²К)), со средней теплоизоляцией (0,3 < К < 0,6 Вт/(м²К)) и со слабой теплоизоляцией (К > 0,6 Вт/(м²К)).

Крупнотоннажные изотермические контейнеры широко используются для международных перевозок грузов.

Конструкция этих контейнеров регламентированы «Правилами по изготовлению контейнеров», составленными в соответствии со стандартами ИСО и Правилами Регистров других стран. Кроме того, основные размеры крупнотоннажных изотермических контейнеров определены ГОСТ 26380-84 «Контейнеры специализированные групповые. Типы, основные параметры и размеры».

Внутреннее оборудование кузова контейнера включает напольные решетки или гребенчатый пол, а при необходимости - фиксаторы для груза, устройства для перевозки мяса в подвешенном состоянии и промежуточные стенки.

В мировой практике наибольшее применение нашла рефрижераторная система охлаждения изотермических контейнеров. Охлаждение груза в рефрижераторном контейнере обеспечивается встроенным или вставным холодильным агрегатом, расположенным в машинном отделении в торцевой части контейнера. Там же имеется дизель-генераторный агрегат, обеспечивающий автономность работы холодильной машины, и топливный бак. Автономная работа холодильной установки позволяет с большой надежностью поддерживать необходимый температурный режим внутри контейнера от +16 до -20°С. Контроль за соблюдением температурного режима и регулирование работы холодильной машины производится автоматически. Циркуляция воздуха в грузовом помещении осуществляется по классической схеме сверху вниз.

Анализ научно-технической информации показывает, что 90% парка эксплуатируемых в мире контейнеров имеет машинную систему охлаждения. Машинная система универсальна. Она позволяет не только охлаждать, но и обогревать контейнер.

Контейнеры со встроенной или съемной холодильной машиной, использующие централизованные источники энергии, сложны в комплексной эксплуатации. Они требуют четкой организации работы контейнерных пунктов и специальных транспортных средств, хотя в целом такая система экономичнее и дает возможность использовать меньшее количество энергетических установок при том же объеме перевозок. Наиболее эффективны такие контейнеры на постоянных транспортных линиях при коротких простоях в пунктах загрузки и разгрузки.

Рефрижераторные контейнеры с машинами патронного типа имеют большую грузоподъемность и вместимость, но эксплуатация их сложна, т. к. требуется смена машины в зависимости от температуры перевозимого груза и от температуры окружающего воздуха.

Самым распространенным в мире типом рефрижераторного контейнера является контейнер со встроенной холодильной машиной с индивидуальным дизель-генераторном.

Контейнер с такой установкой может эксплуатироваться в широком диапазоне температур автономно. На контейнерных площадках дизель-генератор, как правило, выключается, и холодильная машина подключается к внешней электросети.

Наиболее широкую сферу применения КРК с автономным энергоснабжением нашли в США, Великобритании, Японии, Австрии и других странах. Централизованное энергоснабжение используется только на морском транспорте - на судах контейнеровозах и в портах. Энергопитание КРК при длительных перевозках на автомобильном и железнодорожном видах транспорта, как правило, осуществляется от встроенного в контейнер автономного дизель-генератора.

Зарубежный опыт свидетельствует, что наибольший эффект дает применение рефрижераторных контейнеров в смешанных перевозках с участием морского транспорта.

На РЖД могут использоваться все разновидности рефрижераторных контейнеров и контейнеры-термосы типов 1С, 1CC, 1A, 1АА. Каждый тип имеет свою сферу в перевозках грузов.

КРК, не имеющие собственного энергоисточника, нуждаются в транспортных средствах, оборудованных энергосиловыми установками. На авто-

транспорте должны быть тягачи с устройствами для их энергоснабжения, на железных дорогах - вагоны-электростанции в поездах и контейнерные платформы, оборудованные линиями передачи электроэнергии, на судах — энергоустановки для централизованного питания КРК.

Применение таких КРК на железных дорогах целесообразно для транзитных перевозок СПГ на направлениях Западная Европа - Юго-Восточная Азия, Скандинавия - Иран и во внутренних перевозках - на линиях со значительным контейнеропотоком, когда в поездах перевозятся сцепы из 8-12 полностью загруженных платформ.

На малодеятельных линиях применение этих КРК менее эффективно.

При перевозках на речных и морских судах, а также на терминалах энергоснабжение может быть всегда обеспечено, но на автотранспорте при завозе и вывозе со станций эти КРК должны перевозиться в режиме «термос». При дальних автоперевозках, если нет тягачей с оборудованием для энергоснабжения КРК, перевозка в режиме «термос» не всегда возможна, т.е. использование таких КРК ограничено.

В качестве вагона-электростанции используется служебный вагон 5-вагонных рефрижераторных секций, от которого осуществляется энергоснабжение холодильно-отопительного оборудования КРК. Платформы сцепа оборудуются энергосиловой линией (постоянным кабелем), подключенной к вагону-электростанции, розетками для подключения КРК к кабелю, устройствами заземления надрессоренной части платформ. В пути следования и при проведении погрузо-выгрузочных операций КРК обслуживаются бригадой механиков, следующей вместе со сцепом в служебном помещении вагона-электростанции.

Экипировка вагона-электростанции и КРК производится на станции отправления и в пути следования аналогично экипировке рефрижераторных секций.

КРК на сцепах платформ с вагоном-электростанцией могут использоваться и на внутренних перевозках массовых СПГ, например, рыбы и рыбопродуктов с Дальнего Востока в центр и крупные города. Только при широком развитии перевозок КРК на РЖД сцепы могут частично разгружаться и догружаться контейнерами на попутных контейнерных терминалах.

К недостаткам технологии перевозок КРК на сцепах относятся:

- зависимость КРК без собственного источника энергии от сцепа и, как следствие, невозможность его отстаивания на контейнерных терминалах без централизованного энергоснабжения;

- при отключении от вагона-электростанции и снятии со сцепа груженый КРК без собственного энергоисточника переходит в режим «термос», продолжительность периода которого может ограничивать радиус вывоза КРК со станции автотранспортом к получателю или завоза на станцию от отправителя;

- дополнительное оборудование контейнерных платформ сцепа силовым кабелем и необходимость их отдельного учета и регулировки в общем парке платформ при отцепке от сцепа;

- расходы на содержание бригад механиков сцепа.

КРК с автономным дизель-генератором, оборудованные холодильной и отопительной установкой, наиболее универсальны (по использованию для всех видов СПГ, независимо от их предварительной термической подготовки) и вездеходны. Их могут перевозить все виды транспорта, причем транспортные средства (автотягачи, железнодорожные платформы, речные и морские суда) могут не иметь энергооборудования для питания КРК.

Поскольку такие контейнеры могут подключаться и к внешним источникам тока, возможна их совместная перевозка с КРК, не оборудованными дизель-генераторами, на сцепах железнодорожных платформ с вагоном-электростанцией, на автотягачах, имеющих устройства для энергоснабжения КРК, и на речных и морских судах, обеспечивающих их централизованное энергоснабжение.

На контейнерных терминалах, ПТО КРК, на складах грузоотправителей и грузополучателей такие контейнеры могут подключаться к местным источникам энергоснабжения.

Вездеходность КРК с автономным энергоснабжением - главное их достоинство. Они могут доставляться в глубинные районы России, где нет железных дорог и водных путей, но где всегда можно найти дизельное топливо для их энергетической установки.

Данный вид контейнера наиболее удобен при снабжении продуктами питания северных и отдаленных районов, когда на длинном пути используются несколько видов транспорта, а также при дальних перевозках автомобильным транспортом, на железнодорожных линиях с малым контейнеро-потоком.

Для условий перевозок скоропортящихся грузов на российских железных дорогах, где необходимо осуществлять перевозки в различных климатических районах в большом диапазоне температур, на большие расстояния, на различных видах транспорта наиболее подходят изотермические контейнеры с машинным охлаждением, энергоснабжение которых осуществляется от собственного (автономного) энергоисточника или от внешнего.

Исходя из тенденции развития мирового контейнеростроения и условий перевозок скоропортящихся грузов, в России в перспективе наиболее подходящим типом ИК для нашей страны является ИК типа 1CC ИСО со встроенным холодильно-отопительным агрегатом и индивидуальным дизель-генератором массой брутто 24 т.

Контейнеры-термосы (КТ) типов 1СС и 1АА могут использоваться для перевозки замороженных продуктов и грузов, допускающих повышение или понижение температуры на 10-15 °С от начальной. Практически, это все виды СПГ за исключением свежих плодов и овощей, выделяющих тепло.

Количество термосопригодных грузов в общем потоке СПГ на РЖД составляет около 50%.

КТ не нуждаются в энергоснабжении и техническом обслуживании. В экстремальных климатических условиях (жара, сильный мороз) допустимый срок перевозок в них ограничен 4-6 сутками, но при средних условиях он составляет 15-20 суток.

Технология перевозок в КТ не отличается от перевозки в универсальных контейнерах.

Рассматривая сферы применения КРК различной грузоподъемности, следует отметить, что КРК грузоподъемностью 24 т брутто в настоящее время найдут более широкое применение, поскольку количественно преобладают отправки массой 7-15 т.

КРК грузоподъемностью 30 т будет востребован при импортных и экспортных перевозках и в меньшей степени во внутренних перевозках для отправок массой 17-22 т.

Помимо меньшего количества крупных отправок в грузопотоке СПГ, КРК типа 1АА ограничивается в использовании еще и тем, что количество контейнерных терминалов, способных перерабатывать контейнеры такой грузоподъемности, в несколько раз меньше числа терминалов для переработки КРК массой брутто 24 т.

Некоторые конструктивные особенности КРК также влияют на сферы их использования.

Стандартные КРК типа 1 СС и подавляющая часть КРК типа 1 АА имеют торцевые загрузочные двери, а меньшая часть КРК типа 1 АА оборудована боковыми дверями. Погрузка и разгрузка КРК с торцевыми дверями предполагает снятие контейнера с железнодорожной платформы и установку торцевой дверью к складу.

Поскольку в практике бывают случаи, когда нет возможности снять КРК с платформы (нет соответствующих подъемно-транспортных средств) загрузка и разгрузка через торцевую дверь затруднительна, не позволяет использовать механизмы для въезда внутрь КРК, операции проходят сложно и требуют больше времени.

Боковые двери у некоторых КРК типа 1 АА в таких случаях упрощают ситуацию. Загрузка и разгрузка осуществляются подобно обычному вагону.

КРК с боковыми дверями в этих исключительных случаях будет более востребован.

На РЖД целесообразно применение КРК обоих типов (1СС и 1АА). КРК массой брутто 30 т, используемые на внутренних перевозках следует оборудовать как торцевыми, так и боковыми дверями.

Промышленное производство КРК в России пока не налажено. Опытная партия из 10 рефконтейнеров, построенных в 2000-2001 гг. на Новороссийском ВРЗ, прошла стационарные испытания с положительным результатом, но серийное изготовление контейнеров не организовано.

Инфраструктура для внедрения перевозок СПГ в изотермических контейнерах

Под термином «инфраструктура»- понимается совокупность всех стационарных сооружений и устройств, расположенных на территории, где применяются рефрижераторные контейнеры, предназначенные для обеспечения нормальной технической эксплуатации парка этих контейнеров.

Устройства инфраструктуры должны находиться на всех транспортных путях железнодорожного, водного, автомобильного транспорта, а также в грузовых аэропортах, у крупных грузоотправителей, грузополучателей, торговых фирм.

Общие эксплуатационные требования к инфраструктуре на разных видах транспорта одинаковы, некоторые отличия могут быть связаны с особенностями технологии работы каждого вида транспорта.

К основным объектам инфраструктуры для технической эксплуатации КРК на железнодорожном транспорте относятся:

- контейнерные терминалы;

- пункты комплексного технического обслуживания КРК;

- пункты экипировки КРК;

- мастерские или контейнерные депо для текущего ремонта КРК и КТ.

Эксплуатационные требования касаются, главным образом, перерабатывающей способности объекта, производительности, универсальности, объема и технологичности работ по техническому обслуживанию КРК, выполняемых подразделениями инфраструктуры.

Терминалы для переработки ИК, в основном, должны совмещаться с терминалами для переработки универсальных крупнотоннажных контейнеров.

Терминал для работы с ИК должен иметь:

- железнодорожные пути для подачи платформ с ИК;

- автоподъезды для подвоза ИК автотранспортом;

- площадку для кратковременного хранения груженых ИК;

- площадку для хранения порожних ИК;

- площадку для санитарной обработки ИК;

- площадку технического обслуживания КРК;

- помещение для размещения оборудования и персонала, обеспечивающего обслуживание контейнеров при кратковременном хранении;

- оборудование для погрузки-выгрузки ИК на автотранспорт, железнодорожные платформы и суда;

- оборудование для централизованного энергоснабжения холодильно-отопительных установок КРК, находящихся с грузом на кратковременном хранении на площадке и на платформах (сцепе);

- склады материалов и хладагента;

- железнодорожные пути для отстоя сцепа с вагоном дизель-электростанцией;

- пункты экипировки вагона дизель-электростанции.

Размеры площадок определяются суточным контейнерооборотом, неравномерностью поступления ИК, характером выполняемых операций, а также системой организации завоза контейнеров.

Покрытие площадок должно быть асфальтовым или бетонным. Площадки должны оснащаться инженерными коммуникациями (электро- и водоснабжением, канализацией, очистными сооружениями).

Штабелирование КРК на площадке производится не более, чем в два яруса, так как в противном случае усложняется обслуживание холодильно-отопительного оборудования контейнеров.

Помимо контейнерных терминалов пункты экипировки КРК с автономными дизель-генераторными установками должны размещаться на технических станциях, на главных железнодорожных направлениях на расстоянии 1500-2000 км друг от друга, исходя из запасов дизельного топлива в КРК.

Ветеринарно-санитарную обработку контейнеров по второй и третьей категориям целесообразно проводить на действующих дезопромстанциях (ДПС) и дезопромпунктах (ДПП), а промывку на пунктах подготовки вагонов под погрузку (ДПП).

При использовании для энергоснабжения КРК вагона-электростанции экипировка его, находящегося в сцепе платформ, должна проводиться единовременно с экипировкой КРК, но через 8-9 суток во время груженого рейса.

Перерабатывающая способность объектов инфраструктуры

Перерабатывающая способность любого объекта инфраструктуры должна обеспечивать обработку максимального суточного потока ИК, проходящего через объект, и в то же время обеспечивать продолжительность обработки поданной одновременно группы ИК, соответствующую нормативному отрезку времени, предусмотренному технологическим процессом работы объекта. Например, пункт технического обслуживания должен обеспечивать выполнение всех видов ТО для суточного контейнеропотока, в котором есть порожние КРК, подготавливаемые под погрузку (ТО-1), груженые, идущие под выгрузку (ТО-3), транзитные (ТО-2).

где t_пост^то — время, в течении которого объект не может быть использован для обработки КРК (мин/сут);

п'_{сут ,} п" _сут , п'" _сут - количество КРК, проходящих техобслуживание в сутки при подготовке к погрузке, после выгрузки и транзитного соответственно;

^Zто1 , ^Zmo2 , ^Zmo3 - технологическая продолжительность техобслуживания одного КРК при подготовке к погрузке, после выгрузки и транзитного соответственно, мин.

Перерабатывающая способность пункта экипировки КРК и вагонов-электростанций должна быть:

где t_nocт^эк, t_y6 - время в течение которого объект не может быть использован для экипировки (мин/сут);

t_под - время подачи и уборки сцепа на экипировочный путь (мин);

Σt_эк - суммарная продолжительность экипировки вагона-электростанции и всех КРК на сцепе, нуждающихся в экипировке (мин).

Продолжительность обработки сцепа для перевозки контейнеров на пункте технического обслуживания железнодорожной станции должна укладываться в технологическую норму, установленную для этой станции.

ПТО КРК в этих условиях должны обеспечить обслуживание любых видов КРК. Следовательно, на ПТО должен работать персонал, знающий особенности устройства и технического обслуживания разных видов КРК. ПТО должен иметь наиболее ходовые запчасти для разных видов КРК, универсальную оснастку, набор экипировочных материалов.

Нельзя предположить, что может быть введен запрет на ввоз и приобретение отдельных видов КРК иностранного производства, поэтому готовность и возможность техобслуживания разных КРК должна быть одним из требований к объектам инфраструктуры.

Универсальными должны быть характеристики внешних энергоисточников для питания КРК (диапазон напряжений, частот), а устройства для подключения КРК к местной электросети должны допускать применение различных штепсельных вилок. Устройства должны отвечать требованиям международных стандартов.

Величины запасов деталей и материалов должны соответствовать объемам обработки каждого из видов КРК.

Контейнеры-термосы перерабатываются как универсальные контейнеры.

Требования технологичности

Объекты инфраструктуры для технического обслуживания КРК должны размещаться на сети железных дорог на линиях с наиболее мощными контейнеропотоками СПГ с учетом действующей технологии перевозок КРК и плана формирования контейнеров и контейнерных поездов.

Размещение объектов не должно создавать излишних угловых потоков и обратных пробегов КРК и концентрироваться преимущественно на контейнерных терминалах станций.

Технология обработки КРК и контейнерных сцепов на станциях должна строиться и характеризоваться сочетанием последовательных и параллельных операций, отсутствием межоперационных простоев. При этом размещение стационарных устройств должно соответствовать требованиям технологии.

Цель, достигаемая при такой технологии, - быстрое выполнение работ при минимальных эксплуатационных расходах, ускорение доставки СПГ в КРК по назначению.

Пункт комплексного технического обслуживания КРК должен обеспечить техническую подготовку КРК к перевозке СПГ, экипировку его энергохолодильного оборудования, очистку и промывку грузового помещения КРК, текущий ремонт, замену деталей и целых энергохолодильных агрегатов. При энергоснабжении КРК от вагона-электростанции техническое обслуживание включает также полную экипировку вагона электростанции и энергоснабжение КРК от местной сети.

Для выполнения указанных выше работ ПТО КРК должен иметь соответствующие помещения, мастерские, высокую платформу, крановое оборудование для перестановки КРК, устройства для экипировки, емкости для экипировочных материалов, устройства для промывки КРК. НТО может обслуживаться кранами терминала.

ПТО, выполняющий только ТО КРК, но не производящий экипировки, будет иметь меньше устройств.

Мастерские по ремонту ИК должны иметь устройства для ремонта кузова И К, энергохолодильного и отопительного оборудования, устройств автоматики и измерений температуры КРК.

Перспективная технология, которая позволит перевозить КРК на одиночных платформах и ускоренными контейнерными поездами, возможна при условии создания инфраструктуры техобслуживания КРК в начале на отдельных направлениях, а впоследствии на всей сети железных дорог.

При использовании КРК с автономным энергоисточником необходимость перевозки КРК на сцепах платформ с вагоном-электростанцией в этом случае отпадает, но при наличии крупных контейнеропотоков сцепы могут сохраниться и для КРК с автономным энергоисточником. В поезде эти КРК снабжаются электроэнергией от вагона-электростанции, а автономный энергоисточник включается при отцепке платформы с КРК от сцепа для перевозки на малодеятельных ответвлениях и при доставке КРК автотранспортом.