KM98車型底卸式卸煤系統設計案例分析

范 輝（中煤科工集團武漢設計研究院有限公司，武漢 430064）

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KM98車型底卸式卸煤系統設計案例分析

范 輝
（中煤科工集團武漢設計研究院有限公司，武漢 430064）

摘 要：KM98車型底卸式卸煤方式是近年來火車卸煤的一種新技術，相比傳統的翻車機和靜止式底卸式卸煤方式，具有投資省，卸煤時間短，站場調度容易，能耗較少，邊走邊卸等優勢，有比較好的應用前景，本文對此卸煤方式如何設計通過案例進行分析。

關鍵詞：KM98；底卸式；設計；案例；分析

0　引言

由于KM98車型底卸式卸煤方式是近年來火車卸煤的一種新技術，針對KM98車型底卸式卸煤系統實際應用的案例比較少，黃驊港煤碼頭工程通過對二期翻車機房內的一臺雙車翻車機進行改造，使其能適應KM98型底卸式車廂進行卸煤作業，通過實地考察，目前卸煤系統運行情況良好。

以下是結合實際使用情況和卸煤方式的原理，某工程采用KM98車型底卸式卸煤方式進行設計的案例。

1　卸車原理及考察情況介紹

1.1KM98型底開門車廂卸車原理

KM98自動卸車系統是煤炭漏斗車實現自動、高效、節能、安全可靠的卸煤作業而研制的控制系統。該系統主要通過在軌道上設置適當的接近開關來感知火車的位置，從而解決何時開啟開門碰頭以保障均勻布料的問題。該系統主要由火車位置識別裝置、開門碰頭、關門碰頭、卸煤漏斗、給料器等幾部分組成。

每節KM98底開門車有4個底開門機構，當固定在地面的開門碰頭工作時，列車由機車牽引勻速前行，開門碰頭依次碰到4個底開門機構，底開門則依次打開，煤炭從底開門處落到下面的漏斗中。煤炭卸空后，關門碰頭依次碰到4個底開門機構，底開門則依次關閉，火車處于正常狀態，可以再次裝貨。

1.2考察情況

目前卸煤系統運行情況良好，如圖1所示，卸煤系統配置情況如下：總卸煤能力為：4000t/h；機車牽引速度為：0.6km/h；開門及關門碰頭數量及位置：開門碰頭數量為4個，設置在每個漏斗的初始位置；關門碰頭1個，設置在翻車機末端；卸煤漏斗的數量及容量：一共4個卸煤漏斗，每個漏斗容量約為100t。

圖1　 KM98型底卸式車廂正在卸煤作業

2　設計案例分析

某工程規模為9.5Mt/a，根據其配套的卸車站的布置，2萬噸整列車到達之后，需解列成2列1萬噸編組分別卸車，同時要在80min之內卸完整列車才能滿足年卸煤能力的要求。

下面是在設計中需要解決的幾個主要關鍵問題。

（1）系統卸煤能力與機車牽引速度之間如何匹配問題。

（2）卸煤均勻布料的問題。

（3）卸煤漏斗數量及容量如何確定問題。

（4）開門碰頭數量和位置如何確定的問題。

（5）給料設施能力的選擇問題。

針對以上問題通過分析論證，制定了相應的設計原則，具體如下：

（1）根據該工程的鐵路卸車站布置，2萬噸整列車到達之后，需解列成2列1萬噸編組分別卸車，同時要在80min之內卸完整列車才能滿足年卸煤能力的要求。

通過以上分析，按照1萬噸列車110輛車廂編組，則整列車的長度為：110X14m=1540m。

則1列車1萬噸煤炭全部卸完需要的機車牽引速度為：1540m/80 min=1.54km/1.33h=1.155km/h。

（2）從底開門車卸下的煤炭必須均勻地分布到每個漏斗中，才能保證最大能力，一旦布料不均勻，則出現某個漏斗給料能力不足的情況，因此底開門卸車的重點和難點是如何保證煤炭能夠均勻地分布到每個漏斗中。

因此，通過分析，可以采取以下兩個措施予以解決。

措施一：在每個漏斗初始位置都設置一個開門碰頭，每個碰頭輪流工作，則可以實現每個漏斗均勻受料。

措施二：在火車軌道上加接近開關來檢測火車的位置，通過控制系統對碰頭進行有序的開關控制，使煤炭有序均勻地落入漏斗中。

（3）通過現場考察調研，每節車廂對應2個漏斗無論是從碰頭的數量以及漏斗的容量方面考慮都是比較合適的。

（4）開門碰頭數量和給料設施能力都與卸車位的數量有直接關系，首先需要確定卸車位的數量，通過分析，卸車位的數量與給料設施能力成反比關系。

根據確定的卸車位的數量，以及每個卸車位對應兩個漏斗的原則，則一共需要設置8個漏斗，對應的就需要設置8個開門碰頭和1個關門碰頭，開門碰頭設在每個漏斗的初始位置，關門碰頭設在所有卸車位的最末端。

根據列車的牽引速度和每4節車廂同時卸煤的規律，同時按照最不利情況（即每個車廂的煤都卸到一個漏斗里）考慮，通過計算得出，給料設施的能力為2000t/h。

通過以上原則的確定，最終的布置方案如下：

KM98型底開門卸車系統共設有4個卸車位，對應8個受煤漏斗，每個卸煤漏斗容量為100t，均為地下式布置，為防止大塊煤落入漏斗中堵塞給料設備，在每個卸煤漏斗上面設有煤篦子，下口處設有1臺給料設備，將煤給到下一個運輸環節。

卸料控制方面，在每個受煤漏斗初始位置設置一個開門碰頭，最末端設置一個關門碰頭，通過集中控制對每個開門碰頭進行有序的控制，從而達到行進過程當中均勻給料的目的，當每節車廂行進到關門

碰頭處，通過觸碰，使底開門關閉。

3　結束語

KM98車型底卸式卸煤系統設計的重點和難點在于如何保證煤炭能夠均勻的分布在每個漏斗中，由于目前KM98型底卸式車廂還在研發試驗階段，正式投入使用該卸煤方式的工程還沒有，而黃驊港煤碼頭工程也是通過改造其中的一臺翻車機，使其能適應KM98型底卸式車廂，受翻車機結構型式的影響，并不能完全發揮KM98型底卸式卸煤技術的優勢，還算不上真正意義上的KM98車型底卸式卸煤系統。隨著今后KM98型底卸式車廂的普及，該卸煤技術會逐步采用并投入使用，結合實際使用經驗進行優化設計，不斷地提高其卸煤效率和經濟實用性。

參考文獻：

［1］李靖宇.KM98底開門卸車系統研究［J］.全國冶金自動化信息網2015年會論文集，2015（06）.

［2］劉玉成，崔廣，鄒本禹. KV80底開門漏斗自卸車在鐵路煤炭運輸系統的應用［J］.起重運輸機械，2012（09）.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.051

作者簡介：范輝（1983-），男，湖北武漢人，本科，工程師。