铁路货场散装物料新型卸车系统工艺设计

铁路货场散装物料新型卸车系统工艺设计张潘（中铁二院工程集团有限责任公司，成都610031）摘要：随着大宗散装物料在铁路货场中所占比例的逐渐提高，原散装物料卸车工艺已不能满足生产需求，需设计新的散装物料卸车工艺。翻车机作为一种间歇式的卸车设备，生产能力大，单台设备年卸车能可达300万吨，可满足大型散装物料货场的卸车需求。本文对翻车机卸车工艺流程、设备选型和平面布置进行了分析研究，分析结果认为在节约用地的前提下应优先采用铁路车辆折返式的工艺流程；翻车机设备应选用节能的C型转子式翻车机；总平面应采用翻车机相背对称的工艺布置形式。关键字：货场；翻车机；卸车；工艺设计TechnicaldesignofnewunloadsystemofbulkmaterialonrailwayfreightyardPanZhang(ChinaRailwayEryuanEngineeringGroupCo.ltd,Chengdu610031)Abstract：Withtheratioofbulkmaterialtorailwayfreightyardgraduallyimproving,theoldunloadtechnologycannotsatisfytheneedofwork,itneedtodesignanewunloadtechnologyofbulkmaterial.Dumpingcarisauncontinuousunloadequipment,ithasmuchunloadability,onecanunload3000000tons,itcansatisfytheneedofbulkmaterialongreatfreightyard.Thepapermakesanalysisofunloadprocessofdumpingcar,choiceofequipmentandplan,intheordertoreducearea,itshouldchoosethetechnicalprocessofturn-backofrailwaycar;thedumpingcarshouldchoosesavingenergy’sCrotatingdumpingcar;thegeneralplanshouldchoosesymmetricalbacktobacktechnicalplan.Keywords：Freightyard;DumpingCar;Unload;Technicaldesign1概述煤炭、矿石、矿粉、焦炭等散装物料是铁路货场中常见的货物品类，其运量在铁路货场中占有较大的比例，特别是电厂、钢厂、焦化厂等专用货场中，其所占比例更是达到了80%～90%。散装物料的卸车工艺设计是铁路货场设计人员经常遇到的问题，由于人工卸车污染大、工人劳动强度大、效率低等原因，铁路货场现基本已放弃采用人工卸车，大多实现了机械化卸车，常用的机械化卸车设备有门式抓斗吊、螺旋卸车机、链斗式卸车机等，但由于散装物料的运量大，这些卸车设备的生产能力及效率均不能满足货场的卸车需求，而且这些卸车设备还需装载机、自卸汽车等大量人力物力辅助才能完成散装物料的卸车、装车、乃至用料车间的运输作业，物流成本大，而且对周围的环境影响极大。由于翻车机翻卸一辆敞车所需的时间较短（一般为2～3分钟）、卸车能力大、机械化程度高，近年来在铁路货场也逐渐采用。各种卸车设备性能比较如下表所示。表1各种卸车设备性能比较表卸车设备门式抓斗吊螺旋卸车机链斗式卸车机翻车机平均卸车能力t/h200～250200～300200～3001000～1300车底余料量t（估计，%）4～5（2%～3%）3～4（5%～7%）3～5（5%～7%）无卸车机械化程度（与人工卸车相比），%808080100设备重量，t115（门式）125（装卸桥）11（桥式）24（门式）25～150对物料的适应性较大，物料粒度可达300mm一般，物料粒度120mm较小，物料粒度小于50mm且均匀范围大，任何物料均可顺利卸车对车辆损坏情况有损有损有损无损2工程概况本次工程设计是一个钢厂专用线货场的卸车工艺设计，由于其到达货物品类为矿粉、焦炭和精煤等大宗散装物料，近期年货运量为560万吨，输送品种及运量见下表。表2货物品种及运量表单位：104t/年品名初、近期远期料场矿石280560焦粉1020球团精粉80160球团矿4080块矿2550精煤100200无烟煤1530外购其它物资1020合计5601120为满足该货场大宗散装物料快速的卸车要求，本次设计采用了新型的翻车机卸车工艺，单台翻车机的年卸车能力可达300万吨，根据货场的初、近期货运量，设计采用两台翻车机。3工艺设计3.1工艺流程翻车机的作业流程主要和铁路货场线路有关，根据铁路站场线路的布置分为贯通式和折返式两种。1、贯通式布置重车经重车线到达翻车区，翻车机卸车后，由重车调车机将空车继续推送至重车线，布置型式如图1所示。图1贯通式布置示意图2、折返式布置重车经重车线到达翻车区，翻车机卸车后，由迁车台将翻卸后的空车折返至空车线，布置型式如图2所示。图2折返式布置示意图由于折返式布置占地面积少、技术经济性较高，现大多采用折返式站场布置方案。本工程由于地形限制，亦采用折返布置方案。翻车机折返式布置工艺流程如下：到站重车进入翻车机作业区→重车调车机牵引重车到翻车机作业平台→翻卸车辆→翻卸后的物料进入储料仓→给料机进入带式输送机→经带式输送机系统分别输送物料至储仓或用料点。卸车后空车由迁车台移至空车线→空车调车机编组成列至调车线。卸车工艺流程图如下。重车进入作业区重调机牵引一节重车至平台翻车机卸车重调机推送至迁车台料斗空车迁移至空车线空调机牵引至空车线集结给料机带式输送机0号转运站图3翻车机卸车工艺流程图3.2设备选型翻车机卸车系统主要由翻车机、重车调车机、空车调车机、迁车台等设备组成。翻车机是整个卸车系统的核心设备，翻车机主要有转子式翻车机和侧倾式翻车机，其中转子式翻车机又分为O型转子式和C型转子式，O型转子式翻车机是早期翻车机产品，现已被C型转子式翻车机所取代。O型转子式翻车机侧倾式翻车机C型转子式翻车机C型转子式主要由转子、平台、压车机构和驱动装置等部分构成，被翻卸的车辆中心基本上与翻车机转子的回转中心重合，整机同车厢一起旋转170º左右，将车厢中的物料翻卸到其下方的料斗中。侧倾式翻车机主要由转盘，平台，压车机构和驱动装置等部分构成，翻车机的回转中心偏离车辆中心，将重车整个翻转170º左右，使车厢内的物料倾翻到翻车机一侧的料斗中。C型和侧倾式翻车机主要参数对比如下表。表3C型与侧倾式翻车机主要参数对比对比参数“C”型转子式侧倾式适用车辆C60、C61、C62、C65、C70C60、C61、C62、C65、C70最大翻转质量110t110t最大翻转角度175°175°翻转周期≤60s≤60s电机功率2台×37kW2台×110kW调速方式双速电机或定子调压，直流、变频调速双速电机或定子调压，直流、变频调速传动方式销齿传动、齿轮传动销齿传动、齿轮传动压车方式液压压车机械压车靠车方式液压靠车平台移动靠车设备重量109t141t从上表可以看出C型翻车机结构轻巧，平台固定，液压靠车、液压压车，驱动功率小，能耗低；侧倾式翻车机设备结构简单、刚性强、抗变形力大、检修维护工作量小、重力压车机械锁紧、适应环境强，但驱动功率较大，能耗高。从节约能源的角度考虑，设计推荐采用C型转子式翻车机。4平面布置根据工艺流程方案，翻车机卸车系统平面布置采用两台翻车机对称、空车折返式的布置形式。4.1设备布置翻车机卸车工艺设备包括翻车机及调车设备，调车设备包括重调车、空调机和迁车台,根据翻车机和调车设备的相对位置关系，翻车机及调车设备的布置有以下两种方案。方案一：翻车机相背方案方案二：翻车机相对方案翻车机相背方案，重调机在翻车机外侧，两台翻车机间距小，所以布置紧凑，土建工程量小；翻车机相向方案，重调机在翻车机内侧，两台翻车机间距大，导致平面布置不紧凑，土建工程量也比相背方案大。因此，本工程设计采用方案一，翻车机相背方案。4.2铁路配线根据翻车机相背布置方案，为满足重车的送车和空车的折返，需设置铁路重车2条、空车线2条和机车走行线1条。铁路线以翻车机纵向中心对称布置，两条重车线在内侧，间距11m，空车线分别设置在重车线外侧，与重车线的间距为11m。重车线和空车线的有效长度应不小于一列货车的长度。4.3生产房屋生产房屋主要有翻车机棚和翻车机控制室。翻车机棚设置在两台翻车机的上方，棚的长度应大于两节敞车的长度（28m），建筑模数取整后，棚的长度取30m，采用6m柱距。为了保证重调机在棚内的取送车，棚的跨度需大于两重调机走行轨道间距（25.4m），建筑模数取整后，棚的跨度取27m。翻车机控制室设置在两条重车线的中间，在靠近翻车棚的端头设置翻车机监控室，便于操作人员对翻车机作业时的监控。控制室内还设有配电室、夹轮器液压站等房间。翻车机卸车系统工艺平面如图4所示图4翻车机卸车系统工艺平面布置图5结论翻车机卸车工艺作为铁路货场一种新型的卸车工艺，具有生产能力大、自动化程度高、对车辆损伤小和环境污染小等特点，应推广翻车机在大宗散装物料铁路货场的应用。进行翻车机卸车工艺设计时，应优先采用折返式布置；如采用两台翻车机，则应采用两台翻车机对称，相背的布置形式。参考文献:[1]张磊，马明礼.燃料运行与检修[M].北京：中国电力出版设，2006.[2]高志刚.新“C”型折返式双车翻车机在定洲发电公司二期工程的应用[J].神化科技，2010，8（1）.[3]姚福军.铁路货车翻车机使用中存在的问题及解决方法[J].铁道车辆，2009，47（9）.[4]张凡华.翻车机设备选型分析[J].华电技术，2008，30（6）.[5]石小东.铁路散货运输不同卸车方式比较[J].内蒙古煤炭经济，2008年第3期.作者简介：张潘，男，1981年12月出生，工程师，2006年3月毕业西南交通大学机械工程学院机械电子专业，现任职于中铁二院工程集团有限责任公司联系地址：四川省成都市通锦路3号中铁二院机动院邮箱地址：[e-mail]联系电话：[phone]