秦皇島港煤四期翻車機系統綜合更新改造

徐光軍

摘要：秦皇島港是世界最大的能源輸出港，年下水煤炭占全國總下水煤炭的40%左右。秦港煤四期工程年吞吐量約占我港煤炭輸出總量的30%，在我港煤炭裝卸生產中的地位舉足輕重，已連續高位運行17年。近年來，系統作業效率低下，突發故障率居高不下，盡管采取了很多技術措施，設備故障仍比較多，且有些問題無法從根本上解決，已嚴重影響煤四期翻車機系統正常接卸煤炭業務，為改善設備技術狀況，對煤四期翻車機系統更新改造勢在必行。

關鍵詞：翻車機；更新改造

秦皇島港是世界最大的能源輸出港，年下水煤炭占全國總下水煤炭的40%左右。秦港煤四期工程年吞吐量約占我港煤炭輸出總量的30%，在我港煤炭裝卸生產中的地位舉足輕重。

其中，3#/4#翻車機于1996年投產，2003年進行了主梁鋼結構更新改造，已連續高位運行17年；預留線5#翻車機建于2003年，也已連續高位運行10年。3臺翻車機的年平均利用率高達55%以上，始終處于超負荷運轉狀態。僅最近三年，三臺翻車機累計卸車約2億噸，大大超出額定設計能力。設備超負荷運行加劇了翻車機主體鋼結構的疲勞和狀態的惡化，翻車機及定位車系統主要部件和機構老化狀況加劇，鋼結構磨損銹蝕、變形、開裂問題時有發生；驅動、液壓、電控系統部件老化問題突出，技術水平日趨落后，系統故障率曾顯著上升趨勢；且定位車、夾輪器、給料系統在老化嚴重的同時，在設計參數上更是難以匹配接卸C80萬噸以上大列的作業需求。盡管采取了很多技術措施，設備故障仍比較多，且有些問題無法從根本上解決。近年來，系統作業效率低下，突發故障率居高不下，已嚴重影響煤四期翻車機系統正常接卸煤炭業務。

無論從鞏固秦皇島港在煤炭運輸市場的地位，從適應鐵路運輸的要求，從改善設備技術狀況等方面來看，對煤四期翻車機系統更新改造勢在必行，而且越早越能夠爭取主動。

本次改造的主要項目包括：翻車機主體結構及其配套設施；定位車及其配套設施；軌道衡、夾輪器；全套的供電系統、控制系統、通信系統；改擴建設施的基礎加固、優化。

1.充分吸取煤三/四/五期三車翻車機改造經驗及設計優缺點，對系統各相關機構進行重新設計與優化，整體進行更新。

1.1重新設計、優化翻車機結構，變單梁雙端環鉸接式三車翻車機為三大梁雙端環固接式三車翻車機結構。在各梁與端環相交的部分均采用了變截面的圓滑過渡設計，各梁之間均采用兩組聯系環固定用于將各梁連成一體，在充分保證剛度的前提下使鋼結構整體受力處于較低水平。

1.2優化翻車機驅動裝置。采用六極電機，將電機的輸入轉速降低，將減速機用傳統的固定把和結構連到底座上以保證結構的穩定，同步軸布置于減速機的第二級軸上。將同步軸的轉速由最高1488r/m降低到了450r/m，進一步改善同步軸的動平衡狀態，降低同步軸的調整難度。驅動系統各構件的合理布置很好解決了現場維修空間緊張、拆裝難度大的問題。

1.3改進壓車、靠車機構。將壓車油缸把到底梁平臺上，油缸外露在底架外部，并將維護平臺通到各油缸處。改進靠車機構，將靠車機構的油缸作用在側梁上，靠板支架作用于平臺上。靠板采用凹槽結構，解決靠板側電磁脈沖的布置問題傾翻側壓車梁穿過靠板以保證靠板具有足夠的寬度；靠車板承壓面采用了特種緩沖橡膠板結構，有效改善對車皮立柱的沖擊和磨損。

1.4改進端環軌道、緩沖和托輥裝置。將軌道由A120非焊接軌道改為A150整體焊接式軌道，增加承壓寬度，進一下降低輪壓水平，顯著改善托輪經過軌道接頭時產生的沖擊。承載托輥采用了寬窄踏面的結構進行有效軸向定位和軸向變形補償，嘗試盡量不用兩側地面定位止檔。采用新型擺桿式緩沖裝置，直接安裝于端環上部，既簡單可靠，又有效防止托輪下部淤煤。

1.5對翻車機液壓系統進行優化設計。液壓泵由內置柱塞泵變為外置葉片泵，在滿足系統使用要求的前提下，大大方便了日常維護；將壓車、靠車油缸與控制閥塊一體式集成外露式結構變為控制閥塊與油缸分體，閥塊獨立集中設計，并加設整體式不銹鋼防護罩形式。既極大方便了日常維修、調試需求，又有效改善了控制閥塊組的銹蝕和積煤工況，保證了系統的清潔度，延長了閥件的整體使用壽命。

2.對給料系統進行系統優化

2.1采用雙層格柵篦子代替原有的單層篦子結構，即有效緩沖物料沖擊磨損又便于維護更換。

2.2在二層格柵篦子上部四周導料板與頂層混凝土承臺下底面間設計、安裝整體封閉式鋼制擋煤墻結構，作業時將產生的煤塵與二層地面及相關設備有效隔離。

2.3對給料閘門進行優化改造，將原有平板式閘門與滑道間由滑動摩擦優化為滾輪滾動摩擦。原驅動齒輪、齒條傳動機構優化為銷輪、銷齒傳動，有效降低了傳動力矩，保證了傳動平穩性和可靠性。

2.4給料器支撐鋼結構進行了防共振優化設計。確保支撐鋼結構固有頻率有效讓開給料器電機的工作頻率范圍，有效改善了給料器支撐機構工作平穩性和運行壽命。

2.5給料器頭部設計了一種多功能可調式溜槽結構，可方便調節落料口開度。在保證正常給料的前提下有效控制給料煤頭并最大程度減少溜煤面襯板磨損。

3.重新設計、優化定位車車體、驅動單元，將使其滿足接卸2萬噸整體大列的要求

3.1根據牽引2萬噸大列的工況要求，將定位車驅動由8臺75Kw增加為12臺 90kw；行走輪跨距由11.935米增加至15.273米。

3.2對定位車主體鋼結構截面尺寸進行優化，對主牽引臂箱梁尺寸相應增大，以滿足牽引2萬噸大列的工況要求。

3.3對定位車支撐及驅動導向結構及基礎進行優化改造。將定位車行走/導向支撐梁由分體式預埋板式結構變為支撐與導向軌道一體式安裝的整體軌道梁結構。行走軌道支撐面、導軌體工作面全部采用車間予組裝、調整后，整體進行機加工處理。現場只需進行整體安裝找正定位后，即可進行整體澆筑處理，有效保證了制造、安裝精度和整車的運行平穩性。齒條與導軌體間采用承載定位隔套受力和螺栓連接結構，保證了連接和承載的可靠性。

3.4行走軌道型號由QU100調整為A150重軌，進一步改善其承壓能力。首次采用了國際先進的柔性軌道技術，在定位車長期高頻往復行走工況下，有效改善軌道與承載鋼底座間的均勻受載和運行沖擊，以及軌道壓板螺栓的交變受載和防松問題。

3.5定位車行走距離按照列車頭部1個機車牽引一萬噸整列、定位車一次將機車推出翻車機房并能接上電力接觸網的作業方式綜合設計。最大走行范圍由 105米延長至140米，有效提高了卸車作業效率和電能損耗。

4.對夾輪器重新布置，布置數量、夾緊力按滿足接卸20000噸列車要求設計優化

夾輪器采用自動平衡找正功能的結構設計以及新型的懸掛式淺基座深基坑式結構，確保運行穩定，便于維修及檢查。

5.翻車機抑塵系統由原來的非冬季工況采用噴淋式灑水抑塵

冬季工況采用干式除塵器抑塵優化為目前先進的適合全天候工況的干霧抑塵系統。即達到有效的抑塵效果，又有效節約用水，改善現場作業環境。

煤四期翻車機系統綜合更新改造工程作為2013年股份公司1#重點工程，在充分保證股份公司煤炭作業吞吐量不降低的前提下，在1年內優質高效，安全地完成煤四期三臺翻車機系統的機、電、液及土建的改造工作，創造了秦港翻車機改造的歷史記錄。改造后，翻車機系統的主要性能參數、技術指標進一步改善：

5.1卸車效率：25-30個循環/小時（不解列作業翻卸C80），實際臺時產量：由4881噸/小時提高至5600噸/小時，實現了與煤四期卸車皮帶線提速擴能改造工程的良好匹配；接卸單列105節C80車皮作業時間由105分鐘提升到90分鐘，沿線皮帶運轉時間減少15分鐘。其卸車效率得到了顯著提升，系統運行能耗得到了進一步降低。

5.2 2014年，卸車生產連續創下多項記錄，共計打破公司單班卸車記錄、晝夜卸車記錄、月度卸車記錄以及集團月度生產記錄共計13次。先后實現單班卸車1968車，晝夜卸車3312車，月度日均卸車2835車，月度生產任務734萬噸的新記錄。全年卸車7630萬噸，為公司和集團生產做出了突出貢獻，發揮了顯著效果。

參考文獻：

[1]樂金榮.翻車機系統的發展和在我國港口的使用狀況.港口裝卸，1997（5）：4-7.

[2]趙連琦.國內外翻車機設備的發展及使用簡介.1998（4）：18-20.

[3]宋繼堯.從秦皇島港煤碼頭工程卸車系統看翻車機的技術進步.港工技術，1997（4）.

[4]機械設計手冊編委會， 機械設計手冊， 北京： 機械工業出版社， 2004.