秦皇島港煤四期翻車機(jī)系統(tǒng)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(guó)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(chǎn)中的地位舉足輕重，已連續(xù)高位運(yùn)行17年。近年來(lái)，系統(tǒng)作業(yè)效率低下，突發(fā)故障率居高不下，盡管采取了很多技術(shù)措施，設(shè)備故障仍比較多，且有些問(wèn)題無(wú)法從根本上解決，已嚴(yán)重影響煤四期翻車機(jī)系統(tǒng)正常接卸煤炭業(yè)務(wù)，為改善設(shè)備技術(shù)狀況，對(duì)煤四期翻車機(jī)系統(tǒng)更新改造勢(shì)在必行。

關(guān)鍵詞：翻車機(jī)；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(guó)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(chǎn)中的地位舉足輕重。

其中，3#/4#翻車機(jī)于1996年投產(chǎn)，2003年進(jìn)行了主梁鋼結(jié)構(gòu)更新改造，已連續(xù)高位運(yùn)行17年；預(yù)留線5#翻車機(jī)建于2003年，也已連續(xù)高位運(yùn)行10年。3臺(tái)翻車機(jī)的年平均利用率高達(dá)55%以上，始終處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。僅最近三年，三臺(tái)翻車機(jī)累計(jì)卸車約2億噸，大大超出額定設(shè)計(jì)能力。設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行加劇了翻車機(jī)主體鋼結(jié)構(gòu)的疲勞和狀態(tài)的惡化，翻車機(jī)及定位車系統(tǒng)主要部件和機(jī)構(gòu)老化狀況加劇，鋼結(jié)構(gòu)磨損銹蝕、變形、開(kāi)裂問(wèn)題時(shí)有發(fā)生；驅(qū)動(dòng)、液壓、電控系統(tǒng)部件老化問(wèn)題突出，技術(shù)水平日趨落后，系統(tǒng)故障率曾顯著上升趨勢(shì)；且定位車、夾輪器、給料系統(tǒng)在老化嚴(yán)重的同時(shí)，在設(shè)計(jì)參數(shù)上更是難以匹配接卸C80萬(wàn)噸以上大列的作業(yè)需求。盡管采取了很多技術(shù)措施，設(shè)備故障仍比較多，且有些問(wèn)題無(wú)法從根本上解決。近年來(lái)，系統(tǒng)作業(yè)效率低下，突發(fā)故障率居高不下，已嚴(yán)重影響煤四期翻車機(jī)系統(tǒng)正常接卸煤炭業(yè)務(wù)。

無(wú)論從鞏固秦皇島港在煤炭運(yùn)輸市場(chǎng)的地位，從適應(yīng)鐵路運(yùn)輸?shù)囊螅瑥母纳圃O(shè)備技術(shù)狀況等方面來(lái)看，對(duì)煤四期翻車機(jī)系統(tǒng)更新改造勢(shì)在必行，而且越早越能夠爭(zhēng)取主動(dòng)。

本次改造的主要項(xiàng)目包括：翻車機(jī)主體結(jié)構(gòu)及其配套設(shè)施；定位車及其配套設(shè)施；軌道衡、夾輪器；全套的供電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)；改擴(kuò)建設(shè)施的基礎(chǔ)加固、優(yōu)化。

1.充分吸取煤三/四/五期三車翻車機(jī)改造經(jīng)驗(yàn)及設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)各相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與優(yōu)化，整體進(jìn)行更新。

1.1重新設(shè)計(jì)、優(yōu)化翻車機(jī)結(jié)構(gòu)，變單梁雙端環(huán)鉸接式三車翻車機(jī)為三大梁雙端環(huán)固接式三車翻車機(jī)結(jié)構(gòu)。在各梁與端環(huán)相交的部分均采用了變截面的圓滑過(guò)渡設(shè)計(jì)，各梁之間均采用兩組聯(lián)系環(huán)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(jié)構(gòu)整體受力處于較低水平。

1.2優(yōu)化翻車機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。采用六極電機(jī)，將電機(jī)的輸入轉(zhuǎn)速降低，將減速機(jī)用傳統(tǒng)的固定把和結(jié)構(gòu)連到底座上以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，同步軸布置于減速機(jī)的第二級(jí)軸上。將同步軸的轉(zhuǎn)速由最高1488r/m降低到了450r/m，進(jìn)一步改善同步軸的動(dòng)平衡狀態(tài)，降低同步軸的調(diào)整難度。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各構(gòu)件的合理布置很好解決了現(xiàn)場(chǎng)維修空間緊張、拆裝難度大的問(wèn)題。

1.3改進(jìn)壓車、靠車機(jī)構(gòu)。將壓車油缸把到底梁平臺(tái)上，油缸外露在底架外部，并將維護(hù)平臺(tái)通到各油缸處。改進(jìn)靠車機(jī)構(gòu)，將靠車機(jī)構(gòu)的油缸作用在側(cè)梁上，靠板支架作用于平臺(tái)上。靠板采用凹槽結(jié)構(gòu)，解決靠板側(cè)電磁脈沖的布置問(wèn)題傾翻側(cè)壓車梁穿過(guò)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(jié)構(gòu)，有效改善對(duì)車皮立柱的沖擊和磨損。

1.4改進(jìn)端環(huán)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(jìn)一下降低輪壓水平，顯著改善托輪經(jīng)過(guò)軌道接頭時(shí)產(chǎn)生的沖擊。承載托輥采用了寬窄踏面的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效軸向定位和軸向變形補(bǔ)償，嘗試盡量不用兩側(cè)地面定位止檔。采用新型擺桿式緩沖裝置，直接安裝于端環(huán)上部，既簡(jiǎn)單可靠，又有效防止托輪下部淤煤。

1.5對(duì)翻車機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。液壓泵由內(nèi)置柱塞泵變?yōu)橥庵萌~片泵，在滿足系統(tǒng)使用要求的前提下，大大方便了日常維護(hù)；將壓車、靠車油缸與控制閥塊一體式集成外露式結(jié)構(gòu)變?yōu)榭刂崎y塊與油缸分體，閥塊獨(dú)立集中設(shè)計(jì)，并加設(shè)整體式不銹鋼防護(hù)罩形式。既極大方便了日常維修、調(diào)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(tǒng)的清潔度，延長(zhǎng)了閥件的整體使用壽命。

2.對(duì)給料系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化

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

2.2在二層格柵篦子上部四周導(dǎo)料板與頂層混凝土承臺(tái)下底面間設(shè)計(jì)、安裝整體封閉式鋼制擋煤墻結(jié)構(gòu)，作業(yè)時(shí)將產(chǎn)生的煤塵與二層地面及相關(guān)設(shè)備有效隔離。

2.3對(duì)給料閘門(mén)進(jìn)行優(yōu)化改造，將原有平板式閘門(mén)與滑道間由滑動(dòng)摩擦優(yōu)化為滾輪滾動(dòng)摩擦。原驅(qū)動(dòng)齒輪、齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)優(yōu)化為銷輪、銷齒傳動(dòng)，有效降低了傳動(dòng)力矩，保證了傳動(dòng)平穩(wěn)性和可靠性。

2.4給料器支撐鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了防共振優(yōu)化設(shè)計(jì)。確保支撐鋼結(jié)構(gòu)固有頻率有效讓開(kāi)給料器電機(jī)的工作頻率范圍，有效改善了給料器支撐機(jī)構(gòu)工作平穩(wěn)性和運(yùn)行壽命。

2.5給料器頭部設(shè)計(jì)了一種多功能可調(diào)式溜槽結(jié)構(gòu)，可方便調(diào)節(jié)落料口開(kāi)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(shè)計(jì)、優(yōu)化定位車車體、驅(qū)動(dòng)單元，將使其滿足接卸2萬(wàn)噸整體大列的要求

3.1根據(jù)牽引2萬(wàn)噸大列的工況要求，將定位車驅(qū)動(dòng)由8臺(tái)75Kw增加為12臺(tái) 90kw；行走輪跨距由11.935米增加至15.273米。

3.2對(duì)定位車主體鋼結(jié)構(gòu)截面尺寸進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)主牽引臂箱梁尺寸相應(yīng)增大，以滿足牽引2萬(wàn)噸大列的工況要求。

3.3對(duì)定位車支撐及驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化改造。將定位車行走/導(dǎo)向支撐梁由分體式預(yù)埋板式結(jié)構(gòu)變?yōu)橹闻c導(dǎo)向軌道一體式安裝的整體軌道梁結(jié)構(gòu)。行走軌道支撐面、導(dǎo)軌體工作面全部采用車間予組裝、調(diào)整后，整體進(jìn)行機(jī)加工處理。現(xiàn)場(chǎng)只需進(jìn)行整體安裝找正定位后，即可進(jìn)行整體澆筑處理，有效保證了制造、安裝精度和整車的運(yùn)行平穩(wěn)性。齒條與導(dǎo)軌體間采用承載定位隔套受力和螺栓連接結(jié)構(gòu)，保證了連接和承載的可靠性。

3.4行走軌道型號(hào)由QU100調(diào)整為A150重軌，進(jìn)一步改善其承壓能力。首次采用了國(guó)際先進(jìn)的柔性軌道技術(shù)，在定位車長(zhǎng)期高頻往復(fù)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(yùn)行沖擊，以及軌道壓板螺栓的交變受載和防松問(wèn)題。

3.5定位車行走距離按照列車頭部1個(gè)機(jī)車牽引一萬(wàn)噸整列、定位車一次將機(jī)車推出翻車機(jī)房并能接上電力接觸網(wǎng)的作業(yè)方式綜合設(shè)計(jì)。最大走行范圍由 105米延長(zhǎng)至140米，有效提高了卸車作業(yè)效率和電能損耗。

4.對(duì)夾輪器重新布置，布置數(shù)量、夾緊力按滿足接卸20000噸列車要求設(shè)計(jì)優(yōu)化

夾輪器采用自動(dòng)平衡找正功能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及新型的懸掛式淺基座深基坑式結(jié)構(gòu)，確保運(yùn)行穩(wěn)定，便于維修及檢查。

5.翻車機(jī)抑塵系統(tǒng)由原來(lái)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(yōu)化為目前先進(jìn)的適合全天候工況的干霧抑塵系統(tǒng)。即達(dá)到有效的抑塵效果，又有效節(jié)約用水，改善現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境。

煤四期翻車機(jī)系統(tǒng)綜合更新改造工程作為2013年股份公司1#重點(diǎn)工程，在充分保證股份公司煤炭作業(yè)吞吐量不降低的前提下，在1年內(nèi)優(yōu)質(zhì)高效，安全地完成煤四期三臺(tái)翻車機(jī)系統(tǒng)的機(jī)、電、液及土建的改造工作，創(chuàng)造了秦港翻車機(jī)改造的歷史記錄。改造后，翻車機(jī)系統(tǒng)的主要性能參數(shù)、技術(shù)指標(biāo)進(jìn)一步改善：

5.1卸車效率：25-30個(gè)循環(huán)/小時(shí)（不解列作業(yè)翻卸C80），實(shí)際臺(tái)時(shí)產(chǎn)量：由4881噸/小時(shí)提高至5600噸/小時(shí)，實(shí)現(xiàn)了與煤四期卸車皮帶線提速擴(kuò)能改造工程的良好匹配；接卸單列105節(jié)C80車皮作業(yè)時(shí)間由105分鐘提升到90分鐘，沿線皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間減少15分鐘。其卸車效率得到了顯著提升，系統(tǒng)運(yùn)行能耗得到了進(jìn)一步降低。

5.2 2014年，卸車生產(chǎn)連續(xù)創(chuàng)下多項(xiàng)記錄，共計(jì)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(tuán)月度生產(chǎn)記錄共計(jì)13次。先后實(shí)現(xiàn)單班卸車1968車，晝夜卸車3312車，月度日均卸車2835車，月度生產(chǎn)任務(wù)734萬(wàn)噸的新記錄。全年卸車7630萬(wàn)噸，為公司和集團(tuán)生產(chǎn)做出了突出貢獻(xiàn)，發(fā)揮了顯著效果。

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