鐵路機械散卸硫磺系統

摘 要:通過對硫磺特性、運輸特點、裝卸費用及作業效率等方面進行分析，改變裝卸運輸方案，并增加設備投入及進行設施改造，與原有裝卸方式進行對比，最終確定并實施項目技改，獲得更好的經濟性和作業效率。

關鍵詞:硫磺裝卸運輸費用效率設備改造

中圖分類號:TD173文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(b)-0104-02

1 引言

鐵路散狀貨物運輸方式根據貨物的物理、化學性質分為敞車運輸、集裝箱運輸兩種方式，具體采用什么方式要結合鐵路貨運規定、貨物特性、裝卸費用、裝卸方式等進行確定。

2009年以前，我國的硫磺幾乎靠進口，從港口到使用單位通常采用袋裝運輸方式，但其裝卸費用及編織袋費用很大。本文從幫助企業改變硫磺鐵路貨運方式，提高裝卸效率，減少物流成本出發，對甕福(集團)有限責任公司從港口通過鐵路運進的硫磺裝卸方式及費用進行對比，并對卸料系統進行設計、選型，并通過該企業的技改實施，獲得了良好的綜合效果。

2 硫磺運輸特點

硫磺屬于危險化學品，GB 13690-92將該其劃為第4.1類易燃固體。不溶于水，微溶于乙醇、醚，易溶于二硫化碳。有毒、對皮膚有弱刺激性、易燃，與鹵素、金屬粉末等接觸劇烈反應。硫磺為不良導體，在儲運過程中易產生靜電荷，可導致硫塵起火。粉塵或蒸氣與空氣或氧化劑混合形成爆炸性混合物。相對密度為1.959(粉狀)、2.06(塊狀)，閃點=207.2℃，自燃點232.2℃，熔點119℃，沸點444.6℃，爆炸下限為2.8g/m3。

鐵路規定，硫磺散裝經鐵路運輸時，限在港口發往收貨人的專用線或專用鐵路上裝車，運輸時運輸車輛應配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。運輸途中應防曝曬、雨淋，防高溫。所以，鐵路運輸硫磺只能采用袋裝或集裝箱運輸等密閉方式。按鐵路部門的要求，2005年10月份以后，同一節車皮的集裝箱必須按箱門面對面放置。如果采用集裝箱運輸袋裝硫磺，給袋裝硫磺卸車造成困難，因此，采用集裝箱散裝硫磺運輸是最佳運輸方式。

3 袋裝硫磺運輸成本及計算

按生產最大需要量計算，甕福(集團)有限責任公司需消耗硫磺72萬噸/年，每年按330個工作日計，則每天需要消耗硫磺2000噸(相當于67個40英尺標準集裝箱的貯運能力)。

該公司以前運進硫磺的方式為:在北海港對散裝硫磺進行袋裝，人工上車(集裝箱)，運到后人工卸車、去袋，再用裝載機運進硫磺庫。

(1)裝卸費用計算:袋裝由碼頭負責，算入包裝袋費用，2.5元/袋，每噸20條包裝袋。上車人工費3.5元/噸，卸車去袋人工費4元/噸，則:每噸裝卸(含包裝)費用為57.5元/噸，每年裝卸72萬噸硫磺需花費41400000元。(2)裝卸效率:受集裝箱空間限制，每節集裝箱裝卸按4個人考慮，裝一節集裝箱(按30噸計算，實際不到30噸)需要3小時，72萬噸需要288000個工時。卸車時速度稍快，但考慮到去袋工序，卸車時間仍然按288000個工時考慮。如此巨大的耗時，需要的裝車作業場地很大，實際操作中是很難實現的，而且在卸車時特別污染環境。

4 機械散卸硫磺方案

4.1 機械散卸硫磺選址及設備布置

針對該企業鐵路專用線現場情況，做了很多種方案對比(略)，從場地條件限制、空車皮倒運、技改資金投入、作業效率、經濟效益等方面綜合考慮，選擇在翻車機房邊上實施本方案，設備布置平面圖如圖1。

4.2 卸硫磺工藝流程

如平面圖所示，將門吊軌道鋪設在15道兩邊，料斗及翻轉臺1、2安裝在翻車機卸料皮帶上面的平臺上，門吊將集裝箱吊運、定位至翻轉臺上，翻轉臺通過液壓機構傾翻約45°，大部分硫磺自流至料斗，料斗上裝有振動裝置，保證料斗內物料能順利、均勻的落入翻車機卸料皮帶，并轉運至硫磺庫。

門吊交替將重集裝箱分別運送至翻轉臺和將空集裝箱從翻轉臺上運回車皮，空車皮通過撥車機逐節運至牽扯臺上，再通過推車機轉運至16道編組、裝貨。待重集裝箱不在門吊工作范圍內時，通過撥車機將后續整列車皮移位至門吊工作范圍。

因門吊的工作效率比翻轉臺卸料、清掃的效率高，故配置兩臺翻轉臺，這樣還可以解決因其中一臺翻轉臺故障而影響系統停車的問題。

由于卸料后的空集裝箱還要用于磷肥的裝運，要求集裝箱必須干凈。但集裝箱內部不是平滑的，翻轉臺在卸料過程中不可能做到這一點，所以，積留在集裝箱里面的極少數硫磺必須通過人工清掃。

該企業原有翻車機系統包括撥車機、遷車臺、推車機等是用于卸高邊車，不能卸集裝箱，能力富余，本方案充分利用了原有翻車機系統的功用和配套設施。

4.3 設備簡述

(1)門吊。門吊起升高度為12m，跨度為8m，單邊懸臂，有效懸挑3.5m，大車運行速度為40.2m/min，起吊重量為35t(不含吊具)。起升電機37kW，2臺;大車電機15kW，2臺;小車電機5.5kW，2臺。門吊采用40英尺標準集裝箱專用吊具，吊具四角分別有一個與集裝箱四角定位孔配套的定位、鎖緊機構，鎖緊機構通過液壓機構實現自動鎖緊和松開。吊具還可以通過螺桿機構實現水平微轉，垂直方向通過門吊雙起升裝置適當調整水平度。(2)翻轉臺。該翻轉臺是專用設計，利用液壓原理實現臺面傾翻，最大傾翻角度根據物料性質及配套設施的高度設計。(3)翻車機系統改造:翻車機兩端環改造:原有翻車機是為翻卸C64系列敞車設計的，能翻卸的最高鐵路敞車為3293mm，而集裝箱與平板車的總高(3850mm)遠大于此值。翻車機C形端環開口側上部工字梁內板擋住集裝箱右上角，使集裝箱無法通過翻車機，因此需對兩端環的這部分工字梁內板進行技術改造(其他部位不需改動)，具體改造由原生產廠家進行設計更改和強度校核。遷車臺改造:原有遷車臺也是為遷移C64型敞車設計的，其縱向長度只有14.2m，而現運輸集裝箱的X6B、X17BT系列鐵路平車的自長15.4m，加上換長1.5m，其總長達16.9m。遷車臺無法對其進行夾緊及遷移，需進行以下改造:①拆除原有的遷車臺及空車推車機操作控制室;②將遷車臺運行電纜托架外移1m;③增加一套夾輪器。空車推車機改造:經現場實測，移動空車推車機運行控制探頭，將空車推車機運行到極限位置，即能滿足對鐵路集裝箱平板車的推移要求。

4.4 投資及運行、效率計算

4.4.1 經過試驗及考證:

港口散裝集裝箱，120t/h，裝車費300元/h，72萬t耗時6000h，裝車費180萬元;卸散裝集裝箱，平均卸一節車皮(60t)的時間為22min，24h卸硫磺3900t，72萬t需耗時4430h。

4.4.2 投資費用估算:219萬元，其中:

(1)門吊:132萬元，其中:軌道鋪設20萬元、料斗制安10萬元、翻車機系統改造5萬元、翻轉臺及安裝(2臺)52萬元。

(2)年運行費用(不計折舊費)估算:52萬元

①門吊:R=(2 h1 p1+2 h2 p2×2 h3 p3)×s卸72萬噸總耗時h=720000×24/3900=4430(小時)，其中:2臺起升電機、2臺大車電機、2臺小車電機在整個過程中運行的時間比例為1/4、1/4、1/2，即耗時分別為1107小時、2214小時、1107小時。電機功率p1=37kw，p2=15kw，p3=5.5kw;電費單價s=0.4元/千瓦時。則R=(2×1107×37+2×2214×15+2×1107×5.5)×0.4=64200(元)。計入維修費用，年運行費用約11.5萬元。②翻轉臺:15kW×600h×0.4元/kW·小時=3600元;計入維修費用，年運行費用約2.5萬元。③牽車機、撥車機、推車機:撥車機(0.6m/s)電機，3×56kW，年總耗時200h;遷車臺電機，2×7kW，耗時200h;推車機電機，3×45kW，耗時200h;電費單價s=0.4元/千瓦時。則R=(3×200×56+2×200×7+3×200×45)×0.4=25360(元)。計入維修費用(按設備購進價格的4%計算)，年運行費用約13萬元。(4)人工工資:24萬元

5 結語

通過前面對比，見表1。

從表1可以看出，通過優化方案，雖然增加了一次性投資，但大大提高了作業效率，減小勞動強度，改善環境，大大節省了運行費用。