использование альтернативных источников электроэнергии для организации электропитания на узлах связи участка Кинель-Безенчук Куйбышевской железной дороги, с расчетом технико-экономического обоснования применения

Вклад РЖД в защиту окружающей среды в зоне действия железнодорожного транспорта отмечен многочисленными знаками внимания соответствующих министерств и ведомств, причастных к этому вопросу. Некоторые образцы таких документов показаны на рисунке 15.Рус. 15. Титульный лист документа «Экологическзя стратегия ОАО «РЖД» - слева. Справа - Диплом Министерства природных ресурсов и экологии РФ. В 2015 году в компании РЖД создан Международный центр по экологической безопасности в области железнодорожного транспорта, основными задачами которого являются:Единая политика в области охраны окружающей среды, предупреждения происшествий с причинением вреда окружающей среде; Исполнение решений в области охраны окружающей среды на железнодорожном транспорте РФ; Создание общих подходов в области охраны окружающей среды и прочее.Инвестирование в природоохранную деятельность уже позволило сократить выбросы в атмосферу на 4,3%, уменьшить сбросы сточных вод на 11%, ликвидировать 12 объектов накопленного ущерба окружающей среде на складах нефтепродуктов и ремонтных мастерских в депо, избавить объекты от отработанных мазута и солярки до смертельно опасных химических соединений.Основные масштабы инвестиций в охрану окружающей среды железной дороги РФ за последние годы показаны в таблице 5. Таблица 5. Динамика инвестиций по годам 2015 – 2018 гг. млн.руб.2015 г.2016 г.2017 г.2018 г.1436.53100.02496.15270В результате, Европейской экономической комиссией ООН и ВОЗ рекомендуется отдавать предпочтение наиболее чистым видам транспорта, в том числе железнодорожному, в связи с ростом перевозок транспортным комплексом и увеличением воздействия на окружающую среду.Железнодорожный признан одним из видов транспорта, наиболее щадящим окружающую среду из всех видов транспорта во всем мире. По удельному энергопотреблению жд значительно отличается от других видов сообщений. При одинаковом расходе ресурсов эффективность перевозок по железным дорогам существенно больший объем перевозочной работы другими средствами. Оценки показывают, что эффективность железнодорожного транспорта по удельной потраченной энергии топлива в 2–3 раза автомобильных перевозок. И земли требуется д железных дорог значительно меньше, чем для других видов транспорта.Таким образом, мировая перспектива именно за железнодорожным транспортом в области интенсивных перевозок с меньшим ущербом для природы. Экологические требования к производственным процессами производственному оборудованию жд транспортаЧто такое экология, экологическая безопасностьНе следует путать это понятие с охраной природы [33]. Экология — жилище, местопребывание природы, наука, изучающая взаимодействие живых организмов между собой в их среде обитания. Наука изучает функционирование – жизнедеятельность биологических систем различных уровней, включая и человека. Основатель данного научного направления и прямой автор термина «экология» - немецкий биолог Э.Гаккель показан на рисунке 16.Рис. 16. Эрнст Геккель, автор термина «экология», предложивший его еще в 1866 году. Таким образом – экология – естественная наука о жизни живых существ на планете Земля. Отсюда - влияние на экологию означает – влияние на живых существ. Как железная дорога влияет на экология? Влияет!Железная дорога, как и другие антропогенные воздействия, просто мешает жить живым существам в местах их постоянного проживания – в лесах, реках, в небе, на земле. Мешает своим воздействием, влияние, чаще всего – отрицательным Современная экология — сложная, многогранная и разветвлённая наука о жизни, которая базируется на следующих законах экологии, сформулированных Б.Коммонером в прошлом веке: Всё на планете связано со всем;Ничто не исчезает в никуда;Природа всё знает лучше нас; Ничто не даётся даром (Бесплатный сыр только в мышеловке, Бесплатных завтраков не бывает и так далее – много вариантов)Законы экологии действуют, это постоянно подтверждается. Основа экологии в первом законе – всё связано. Среди ученых – экологов есть и наши соотечественники – В.Вернадский, В.Докучаев и другие [34].Таким образом, экология — наука, изучающая взаимодействие живых организмов с окружающей средой. И техногенные процедуры человечества, включая сюда и железную дорогу безусловно, стоят как раз между живыми существами и природой. Железная дорога, в частности, не дает, мешает живым существам пользоваться природой, общаться с ней. Рельсы перегораживают привычные пути миграции крупным животным, не говоря о мелких, насекомых, пресмыкающихся. Различают следующие виды экологии:экология биосферы — среда обитания человека и изменения в ней;промышленная экология — влияние промышленных процессов на окружающую среду;отраслевая экология отрасли — каждая отрасль любопытна с точки зрения экологии;сельхоз-экология — взаимодействие сельского хозяйства с окружающей средой;эволюционная экология — развитие живых организмов в среде обитания;валеология — здоровье человека в природе;геоэкология — геосфера планеты и её обитатели;экология морей и океанов — чистота поверхности воды на планете;социальная экология — чистота социальной области;экономическая экология — создание алгоритмов рационального использования ресурсов планеты.Как экология может взаимодействовать с железной дорогой? Например, путем соблюдения установленных правил экологической безопасности в районах прохождения железнодорожных путей. Путем контроля за влиянием работы железной дороги на окружающую среду и информирования общественности о результатах такого мониторинга. Как экология определяется на жд транспортеВлияние науки экологии на железную дорогу проявляется в виде контроля за окружающей средой, находящейся в непосредственном контакте с железнодорожными структурами [35, 36]. Под действием экологии действительно наблюдается снижение масштабов воздействия железнодорожного транспорта на окружающую среду, что может быть объяснено следующими вынужденными причинами:• снижение расхода топлива на единицу транспортной работы; • переход на электрическую тягу;• меньшее отчуждение земель под железные дороги по сравнению с автомобильными многополосными трассами.Но все-таки, железнодорожный транспорт влияет на экологическую обстановку весьма ощутимо. Влияние проявляется в загрязнении воздушной, водной среды, в перекрытии путей миграции, в уничтожении привычных мест обитания. Именно экологический контроль, проводимый регулярно квалифицированными специалистами - экологами, позволяет сдерживать агрессивное наступление железной дороги на природу. Именно в результате экологического противостояния появляются новые законы и технологии, сдерживающее отрицательное влияние антропогенных технологий на живой мир планеты, включая и человека. Источники разрушения экологического баланса в природе со стороны железной дороги хорошо известны:• Тепловозы;• Маневровые локомотивы на тепловой тяге;• Предприятия железнодорожного транспорта со своими инфраструктурами;• Движущиеся вагоны с пылящими стройматериалами; токсичными и пылящими грузами, нефтепродуктами;• Пассажирские вагоны с печным отоплением и отходами питания и жизнедеятельности;• Отопительные агрегаты с горючим топливом.Под влиянием экологического мониторинга происходит, и должен происходить мягкий перенос акцентом внимания обществе с промышленной эффективности того же железнодорожного транспорта на сохранение природы, восстановление разрушенных путей миграции животных. Показательным примером правильного влияния экологии на промышленность является известный факт запрета общественностью строительства железной дороги в одном из регионов Шотландии с объяснением: «Нельзя, потому что там живут эльфы!» РАЗДЕЛ ОХРАНЫ ТРУДАОрганизационные мероприятия по обеспечению пожарной безопасности на предприятиях жд транспортаПожарная безопасность жд транспортаБезопасность производственных процессов должна быть обеспечена выбором пожаробезопасных промышленных технологических процессов в течение всего времени их функционирования.Пожарная безопасность – это неотъемлемая часть общей системы безопасности на предприятиях как на стационарных объектах, так и на подвижном составе. Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности на предприятиях регламентируются нормативными документами федерального уровня.Должны быть согласованы приемы, режимы работы и порядок обслуживания производственного оборудования [37].Организация пожарной безопасности на железнодорожном предприятии является важнейшей задачей руководителя. Противопожарная безопасность железнодорожного предприятия предусматривает следующие мероприятия:Определенную политику предприятия в области пожарной безопасности;Эффективную организацию работ по пожарной безопасности;Утвержденные обязанности должностных лиц в области пожарной безопасности;Согласованные обязанности ответственного лица за пожаробезопасность всего предприятия;Известные и доведенные до персонала обязанности служащих;Должная организация противопожарной подготовки служащих;Доступные требования пожарной безопасности.Ответственность за обеспечение пожарной безопасности объектов и соответствующую подготовку персонала несут руководители.Пожарная безопасность железнодорожного транспорта обеспечивается готовностью техники, обучением и аттестацией персонала, ответственностью руководителей, наличием нормативных документов, трудовой дисциплиной на предприятии, общей культурой персонала и руководителей. Техника безопасности на участкеОтветственность за пожарную безопасность в подразделениях, включая узлы связи, несут их руководители. Руководители назначают лиц, ответственных за пожарную безопасность отдельных помещений или оборудования из числа ИТР и служащих.Руководители подразделений, а также назначенные лица ответственными за пожарную безопасность в помещениях имеют обязанности - обеспечить соблюдение необходимого противопожарного режима и правил пожарной безопасности, а также не допускать к работе лиц, не прошедших инструктажа по знанию мер пожарной безопасности.Руководители подразделений обязаны разрабатывать планы эвакуации людей и материальных ценностей при возникновении пожара, вывешивать эти планы на видных местах; организовывать практическую отработку планов достаточно периодически.Лица, виновные в нарушении правил пожарной безопасности, несут ответственность административную дисциплинарную, материальную, и уголовную в соответствии с законодательством РФ в зависимости от характера нарушений и их последствий,.Нормативные документы устанавливают требования к техническому состоянию оборудования узла связи.Политика предприятий, в частности – руководства железнодорожной связи, направлена на выполнение следующих задач в области пожарной безопасности:формирование эффективной системы пожарной безопасности, предотвращающей распространения пожара;обеспечение узла связи средствами контроля возникновения пожара;обеспечение средствами оповещения персонала и пожаротушения;контроль соблюдения персоналом требований пожарной безопасности; поддержание установленного противопожарного режима на узле связи;поддержание компетентности администрации и сотрудников в области противопожарной безопасности;соблюдение стандартов, регламентов, практики выполнения работ с возможным возгоранием.Пожарная безопасность узла связи должна состоять из системы предупреждения пожаров, пожарной защиты и согласованных и доступных для персонала организационно-технических мероприятий на случай экстренной ситуации.Предупреждение пожаров осуществляется комплексом средств и мероприятий на исключение возможности возникновения, на предотвращение образования взрывоопасной среды, исключение возможности возникновения источников загорания или взрыва. Обеспечение пожарной безопасности технологических процессов, оборудования, электрооборудования и других систем – также входит в рассматриваемый перечень мероприятий. Система пожарной защиты обеспечивается архитектурными решениями, организацией преград на пути пожара, в коммуникациях, в системах вентиляции, отопления и кондиционирования.Организационно-технические мероприятия по предупреждению пожаров включают в себя организацию пожарной охраны, а также – взаимодействие с ведомственными службами. Противопожарная защита обеспечивается:выбором класса огнестойкости объекта;выбором пределов огнестойкости конструкций; мероприятиями по ограничению распространения огня; использованием систем противодымной защиты;организацией безопасной эвакуации людей при необходимости; применением технических средств сигнализации, извещения и пожаротушения; организацией пожарной охраны узла связи.Планировка технических помещений связи должны соответствовать требованиям ВНТП/МПС-85 [38].Категории помещений связи по взрывопожарной и пожарной опасности устанавливаются в соответствии с требованиями ВНТП-05-89/МПС [39].Здания связи должны быть оборудованы противопожарным водопроводом и автоматической пожарной сигнализацией в соответствии с требованиями ВНТП/МПС-85 [40]. Как установленное оборудование защищено от воздействий огняИсключение, защита и предотвращению пожаров для зашиты оборудования осуществляется следующими мероприятиями: герметизация специализированного оборудования в помещении связи, устранение горючих веществ из помещений (узлов) связи со специализированным оборудованием; автоматизированный контроль концентрации горючих веществ в помещениях с технологическим оборудованием; применение вентиляции. Работники связи железнодорожного транспорта при обнаружении пожара обязаны незамедлительно сообщить о пожаре в пожарную часть, вызвать к месту пожара руководителя подразделения; принять меры по эвакуации людей, тушению пожара, эвакуации ценностей.Руководитель подразделения по прибытии на пожар привлекает к тушению добровольную пожарную дружину, информирует администрацию системы связи о пожаре; организует спасение людей всеми средствами.Зарядка аккумуляторных батарей должна осуществляться в специально предназначенных для этого помещениях. Установки аккумуляторных батарей должны соответствовать требованиям главы 4.4 ПУЭ.Должна быть предусмотрена блокировка отключения зарядного тока при прекращении работы вентиляции.В зарядном помещении запрещается осуществлять ремонт аккумуляторов, или других изделий.Специализированное оборудование должно эксплуатироваться в соответствии с инструкциями заводов - изготовителей. Линии электропитания спецоборудования узлов связи должны быть проложены отдельно от линий других потребителей электроэнергии и иметь собственные отключающие устройства, расположенные в доступном для обслуживающего персонала месте.Расчёт категории помещения по взрывопожарнойи пожарной опасностиОпределение (расчёт) категории помещения по взрывопожарной и пожарной опасности проводится по нормативному документу [41].В данном случае дополнительно будем пользоваться рекомендованной специальной литературой [42].Классификацию помещений узла связи по взрывопожарной и пожарной опасности будем проводить для установления соответствующих требований пожарной безопасности для предотвращения возможности возникновения пожара, а также для обеспечения защиты людей и имущества в случае возникновения пожара на узле связи. В соответствии с указанными нормативными документами помещения подразделяются по взрывопожарной и пожарной опасности на категории А, Б, В1 - В4, Г и Д.Категории помещений определяются, исходя из следующего:вид находящихся в помещениях горючих веществ и материалов, количество указанных материалов в помещении;наличие пожароопасных свойств у материалов, объемно-планировочные решения помещений;характеристики проводимых в помещениях технологических процессов.Категории наружных установок определяются, исходя из пожароопасных свойств находящихся в установках горючих веществ и материалов, их количества и особенностей технологических процессов.Определение пожароопасных свойств веществ и материалов в помещениях производится по результатам их испытаний, либо по результатам расчетов, используя стандартные методики, учитывающие параметры состояния пожароопасных материалов и помещения - давление, температура воздуха и другое. Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности учитываются в соответствии с таблицей 6.Таблица 6 – Признаки категорий помещений по взрывопожарной и пожарной опасностиКатегория помещенияХарактеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещенииАповышенная взрывопожаро-опасностьГорючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 °С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа, и (или) вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом, в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПаБвзрывопожаро-опасностьГорючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 °С, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПаВ1-В4пожаро-опасностьГорючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они находятся (обращаются), не относятся к категории А или БГумеренная пожароопасностьНегорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени, и (или) горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топливаДпониженная пожароопасностьНегорючие вещества и материалы в холодном состоянииПримечания1 Методы определения категорий помещений А и Б устанавливаются в соответствии с приложением А.2 Отнесение помещения к категории В1, В2, В3 или В4 осуществляется в зависимости от количества и способа размещения пожарной нагрузки в указанном помещении и его объемно-планировочных характеристик, а также от пожароопасных свойств веществ и материалов, составляющих пожарную нагрузку. Разделение помещений на категории В1-В4 регламентируется положениями в соответствии с приложением Б.Классификация помещений осуществляется путем последовательной проверки принадлежности каждого помещения к категориям, приведенным в таблице 1, от наиболее опасной (А) к наименее опасной (Д).При расчете критериев взрывопожарной опасности выбираем наиболее неблагоприятный вариант аварии, при котором участвует наибольшее количество газов и горючих смесей.В случае если использование расчетных методов не представляется возможным, допускается определение значений критериев взрывопожарной опасности на основании результатов соответствующих экспериментальных оценок. Итак, пользуясь приведенной выше таблицей 6, определяем:помещение узла связи с аппаратурой цифровой радиосвязи относим к категории «Г», так как там находятся термостаты, нагревательные печки и кондиционеры, содержащие нагретые элементы;помещение узла связи с аккумуляторными батареями относим к категории В4, так как там находятся аккумуляторные батареи -трудногорючие вещества и материалы. ЗАКЛЮЧЕНИЕВ дипломной работе проведено исследование возможности замены традиционного электропитания узлов связи заданного участка железной дороги на альтернативные. Обоснован и выбран тип оборудования для трех источников – солнце, ветер и вода. Определена стоимость оборудования на сегодняшний день. Пользуясь ведомственными рекомендациями, выполнены экономические оценки, показавшие рентабельность, срок окупаемости проекта, стоимость капитальных вложений. Выполненное исследование показало реальность проекта по замене питания узлов связи с потребляемой мощностью на уровне 10 кВт на альтернативные. Показано, что требуемое оборудование присутствует на рынке. Экономическая эффективность проекта – положительная. Триплет из предложенных альтернативных источников энергии – вполне способен обеспечить автономную работу узлов связи с положительной экономической эффективностью. По экологичности и безопасности новое оборудование имеет ряд преимуществ перед эксплуатируемым сегодня.В экономическом обосновании работы был рассчитан срок окупаемости проекта. По результатам можно сделать вывод, что проект по внедрению системы альтернативных источников энергии на узлах связи является рентабельным и целесообразным. Поставленные цели по выбору автономного питания на основе возобновляемых источников энергии достигнуты, в квалификационной работе решены задачи по внедрению новой системы электропитания на узлах связи участка Куйбышевской железной дороги Кинель – Безенчук. ЛИТЕРАТУРАКуйбышевская железная дорога — Википедия (wikipedia.org);Особенности стандарта GSM-R: https://knowledge.allbest.ru/radio/3c0b65625b3ad78b4c43a88421216d37_0.htmlОписание стандарта GSM-R: http://wireless-e.ru/preview/pre_32_3_13_gsmr_dsc.phpЭнергоэффективные решения для российских железных дорог | АВОК (abok.ru);Альтернативная энергия на транспорте: настоящее и будущее – Информационно-аналитическая система Росконгресс (roscongress.org);Восход и заход солнца в г. Самара — Россия (время на сегодня и завтра, долгота дня, календарь). (voshod-solnca.ru);Погода в Самаре по месяцам, зимой, весной на «365 по Цельсию» (365c.ru);Общая характеристика лесов края - bioplants.jimdo.com (jimdofree.com);Газогенераторы;Солнечная батарея JinkoSolar 560Вт (Bifacial) в Санкт-Петербурге (solar-e.ru);Контроллеры заряда купить в интернет-магазине Энерго Союз (energo-souz.ru);Сетевой инвертор SmartWatt Grid 10 кВт однофазный купить от производителя (delta-paneli.ru);Электронный ресурс – Природа ветра: http://referatwork.ru/refs/source/ref-114272.html;Электронный ресурс – Информация по ветрогенераторам: http://vetrogenerator.com.ua/base/draw/69-raschet-moschnosti-vetrogeneratora-vetryaka-i-energiya-vetra.html;Электронный ресурс – Информация по ветрогенераторам: http://electricavdome.ru/ustrojstvo-i-princip-raboty-vetrogeneratora.html;Электронный ресурс – Информация по ветрогенераторам: https://tcip.ru/blog/wind/printsip-dejstviya-i-raboty-vetrogeneratora.html;Электронный ресурс – Информация по ветрогенераторам: http://wiki.org/Ветрогенератор;Электронный ресурс – Информация по ветрогенераторам: http://wiki.org/Закон_Беца ;Электронный ресурс – Информация по ветрогенераторам: https://www.rlocman.ru/review/article.html?di=152095;Электронный ресурс – Информация по ветрогенераторам: https://russian.alibaba.com/product-detail/wind-solar-hybrid-power-system-of-1000w-windmill-turbine-generator-60628470361.html?spm=a2700.8698675.29.17.716b53b9Q0cLuh&s=p;Электронный ресурс – Информация по ветрогенераторам: http://energy-ds.ru/development/gorizontalno-osevye-vetrogeneratory.html;Вертикально-осевой ветрогенератор 5 кВт "SAV", цена 440000 руб, купить в Санкт-Петербурге — Tiu.ru (ID#306965971);Микро- и мини-ГЭС, турбина Каплана 5000 Вт (5 кВт) для микро-ГЭС купить, заказать в интернет магазине zelenergo.ru;Методические указания к выполнению экономической части дипломного проекта для студентов специальностей 190303.65 – Электрический транспорт железных дорог, 190301.65 – Локомотивы, 140606.65 – Электрический транспорт очной и заочной форм обучения / составитель : М.В. Анахова. – Самара :СамГУПС, 2010. – 23 с.Анненкова К. И. Организация, планирование производственно-экономических показателей по эксплуатационной деятельности дистанции сигнализации, централизации и блокировки: методические указания. – Ека-теринбург: УрГУПС, 2008. – 48 с.Тарифы на электроэнергию для организаций (energoconsult.spb.ru);Рентабельность — Википедия (wikipedia.org); Рентабельность - что это. Формула расчета (businessmens.ru);Оценка эффективности проекта - услуги Первый Эксперт (first-expert.ru);Плюсы и минусы 4 общих альтернативных источников энергии 2021 (routestofinance.com);Охрана окружающей среды на железнодорожном транспорте - Особенности охраны окружающей среды и экологической безопасности на железнодорожном транспорте (studbooks.net);5.3 Охрана окружающей среды на железнодорожном транспорте (studfile.net), Охрана окружающей среды (rzd-expo.ru);Степановских А.С. С 79 Экология: Учебник для вузов. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 703 с.Дерябин, В.А. Экология : учебное пособие / В.А. Дерябин, Е.П. Фарафонтова.— Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2016.— 136 с. ISBN 978-5-7996-1613-7ЭКОЛОГИЯ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ - Студенческий научный форум (scienceforum.ru);Воздействие железнодорожного транспорта на окружающую среду (spravochnick.ru);Правила пожарной безопасности на железнодорожном транспорте. ППБО-109-92 — Редакция от 06.12.2001 — Контур.Норматив (kontur.ru);Ведомственные нормы технологического проектирования. Служебно - технические здания СЦБ и связи на железнодорожном транспорте. Устройства автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте;Определение категорий помещений и зданий производственного и складского назначения предприятий и объектов железнодорожного транспорта и метрополитенов по взрывопожарной и пожарной опасности;Служебно - технические здания СЦБ и связи на железнодорожном транспорте;СП 12.13130.2009 Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности - МЧС России (mchs.gov.ru);Обеспечение безопасности технологических процессов : методические указаниядля выполнения практических работ по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»для студентов всех специальностей очной и заочной форм обучения/составители:О.Е. Валиуллина, Е.В. Лукенюк, Т.В. Тулякова. – Самара :СамГУПС, 2012. – 35 с.