淺談電力機(jī)車重載列車在神朔鐵路的應(yīng)用和發(fā)展

劉衛(wèi)東

摘 要：現(xiàn)階段，鐵路運(yùn)輸尤其是重載列車運(yùn)輸，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展歷程中發(fā)揮著及其重要作用。神朔鐵路自開通以來(lái)，23年來(lái)一直承擔(dān)著我國(guó)西煤東運(yùn)的重要使命，是一條雙線電氣化重載運(yùn)煤專線，根據(jù)運(yùn)輸任務(wù)的逐年猛增，不同模式的萬(wàn)噸組合列車在神朔線應(yīng)用發(fā)生了很大變化，并逐步向自動(dòng)化、信息化和智能化的方向發(fā)展。特別是單元萬(wàn)噸列車技術(shù)的開行，為確保神朔線重載運(yùn)輸任務(wù)的完成發(fā)揮了重大作用。本論文主要通過對(duì)不同型號(hào)電力機(jī)車萬(wàn)噸組合應(yīng)用，針對(duì)SS4型電力機(jī)車和神華號(hào)交流型電力機(jī)車重載列車在神朔鐵路的應(yīng)用情況，進(jìn)一步對(duì)重載列車在神朔鐵路運(yùn)用做深入的分析，總結(jié)適合神朔鐵路萬(wàn)噸重載列車的應(yīng)用和進(jìn)一步的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：神朔鐵路；重載運(yùn)輸；電力機(jī)車

中圖分類號(hào)：U223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）05-0236-02

1 神朔線的重載運(yùn)輸現(xiàn)狀介紹

1.1 神朔鐵路簡(jiǎn)介

神朔鐵路是我國(guó)“八五”計(jì)劃重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一，是國(guó)家能源投資集團(tuán)有限責(zé)任公司以能源為主業(yè)，集煤炭、常規(guī)能源發(fā)電、新能源、交通運(yùn)輸、煤化工、產(chǎn)業(yè)科技、節(jié)能環(huán)保和產(chǎn)業(yè)金融為一體系統(tǒng)工程的重要組成部分，是我國(guó)繼大秦鐵路之后的第二條西煤東運(yùn)的大通道，主要承擔(dān)著集團(tuán)自產(chǎn)煤炭和部分地方煤炭的外運(yùn)任務(wù)。

神朔鐵路為國(guó)家Ⅰ級(jí)電氣化重載鐵路西起陜西省神木縣大柳塔鎮(zhèn)，北與包神鐵路相連，南與神延鐵路相接，東至山西省朔州市，與北同蒲線接軌，在神池南與朔黃線相連，途經(jīng)陜西、山西兩省八縣市，神朔線地處山區(qū)，線路曲線半徑小，線路坡道此起披伏呈“馬鞍形”。正線全長(zhǎng)270公里。全線共19個(gè)車站，橋梁249座，隧道61座，涵渠743座，橋隧涵占線路總長(zhǎng)的22.28%，最小曲線半徑為400米，最大限制坡度12‰。

神朔鐵路自開通以來(lái)，本著“邊運(yùn)營(yíng)、邊建設(shè)”原則，煤炭運(yùn)量連年翻番，運(yùn)輸收入成倍增長(zhǎng)，收到明顯經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。23年來(lái)，神朔鐵路年運(yùn)量由最初的75萬(wàn)噸猛增到2.567億噸，增長(zhǎng)343倍，提前5年實(shí)現(xiàn)年運(yùn)量過億噸的遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)能力，創(chuàng)造我國(guó)鐵路運(yùn)輸發(fā)展史上的奇跡，走出一條超常規(guī)跨越式的發(fā)展道路（見圖1）。目前，神朔鐵路分公司已形成一個(gè)初具規(guī)模的鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)企業(yè)。創(chuàng)業(yè)艱難，發(fā)展無(wú)止境。神朔鐵路分公司在十九大精神的鼓舞下，堅(jiān)持以習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo)，肩負(fù)新使命新任務(wù)，強(qiáng)化理論武裝，凝聚發(fā)展力量，為國(guó)家能源集團(tuán)建設(shè)具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的世界一流企業(yè)做出更大貢獻(xiàn)。

1.2 神朔鐵路重載運(yùn)輸牽引模式

在牽引動(dòng)力方面，神朔線于2009年10月12日開行第一列由SS4B型電力機(jī)車牽引2+2萬(wàn)噸組合列車，以此為為提高線路運(yùn)輸能力奠定了夯實(shí)基礎(chǔ)，保證開行1萬(wàn)噸重載列車機(jī)車需要有足夠的牽引和制動(dòng)功率及機(jī)械強(qiáng)度，隨著神朔線萬(wàn)噸站場(chǎng)的改造以及重載技術(shù)程序的不斷更新，運(yùn)輸牽引模式也在不斷變化。

目前神朔線使用的主型機(jī)車是HXD1及SS4型機(jī)車，通過不同的萬(wàn)噸組合運(yùn)行，重載列車的運(yùn)輸牽引模式主要有兩種：（1）組合式（見圖2和圖3）。主要為2+2、2+1單元萬(wàn)噸組合列車，這種運(yùn)輸方式是將多列運(yùn)輸方向相同的兩小列車進(jìn)行首尾相接，進(jìn)而組成一列完整的列車，進(jìn)行無(wú)線同步鏈接操控，這種方式可以實(shí)現(xiàn)多條運(yùn)行線路的合并，有效提高運(yùn)輸通過能力。（2）單元式（見圖4和圖5）。主要為2+0、3+0單元萬(wàn)噸列車，這種運(yùn)輸方式是將同類專用貨車和大功率機(jī)車（雙機(jī)或多機(jī)）組成一個(gè)運(yùn)輸單元，可以實(shí)現(xiàn)萬(wàn)噸以上的重量牽引，完全能夠滿足萬(wàn)噸列車的運(yùn)輸需求。可以滿足神朔線開行1萬(wàn)噸列車的牽引需要。為滿足神朔線牽引負(fù)荷需要，開展了重載鐵路牽引供電系統(tǒng)配套技術(shù)研究、機(jī)車車鉤緩沖裝置、無(wú)線編組程序的刷新、萬(wàn)噸操縱辦法的優(yōu)化等技術(shù)裝備改造，提高了牽引能力和列車操縱可靠性，保證了重載列車運(yùn)行安全的需要。

2 電力機(jī)車在神朔鐵路的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 SS4型電力機(jī)車應(yīng)用情況

為實(shí)現(xiàn)干線貨運(yùn)機(jī)車簡(jiǎn)統(tǒng)化、系列化目標(biāo)，進(jìn)一步提高機(jī)車安全性、可靠性、互換性，由株機(jī)廠和株洲所共同研制SS4B型8軸重載貨運(yùn)電力機(jī)車。該型機(jī)車是我國(guó)第三代——相控調(diào)壓交直傳動(dòng)電力機(jī)車。遵循我國(guó)電力機(jī)車標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、簡(jiǎn)統(tǒng)化的設(shè)計(jì)原則，繼承SS4型、SS4G型機(jī)車的成熟技術(shù)，大量吸收消化國(guó)外8K、6K、8G、6G型等機(jī)車的先進(jìn)技術(shù)。1995年12月SS4B型001號(hào)電力機(jī)車落成。原神華集團(tuán)（國(guó)家能源集團(tuán)）是韶山4B型電力機(jī)車的唯一用戶，除首兩臺(tái)為試制機(jī)車外，其余258臺(tái)韶山4B型機(jī)車均為原神華集團(tuán)旗下各鐵路公司的企業(yè)自備車，作為神朔鐵路、朔黃鐵路、大準(zhǔn)鐵路、包神鐵路煤炭運(yùn)輸?shù)闹髁C(jī)車。

由于韶山4B型電力機(jī)車以安全性、可靠性為前提進(jìn)行設(shè)計(jì)，在技術(shù)性能上明顯比韶山4（改）型機(jī)車更為優(yōu)勝，采用了不等分三段相控整流橋控制電路、功率因數(shù)補(bǔ)償裝置、加饋電阻制動(dòng)、空電聯(lián)合制動(dòng)、微機(jī)控制技術(shù)、故障自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、雙劈相機(jī)輔助電路系統(tǒng)、獨(dú)立轉(zhuǎn)向架及斜拉桿低位牽引方式等先進(jìn)技術(shù)。但由于造價(jià)較高，中國(guó)鐵道部并沒有使用韶山4B型機(jī)車，轉(zhuǎn)而大批量采用更為經(jīng)濟(jì)的韶山4改型電力機(jī)車。相反，韶山4B型機(jī)車的可靠性、安全性對(duì)地方鐵路公司而言更具吸引力，這些公司有較大的資金投入，并傾向采購(gòu)免維護(hù)或少維護(hù)產(chǎn)品。主營(yíng)煤炭開采、運(yùn)輸?shù)闹袊?guó)國(guó)家企業(yè)原神華集團(tuán)于1998年采購(gòu)了首批28臺(tái)韶山4B型機(jī)車，滿足神朔鐵路電氣化的需要，在神木北至神池南區(qū)段運(yùn)用。自1996年神朔線開通，至今神朔線SS4型電力機(jī)車共計(jì)192臺(tái)（本段102臺(tái)，聯(lián)運(yùn)單位90臺(tái)）。

2.2 交流型電力機(jī)車應(yīng)用情況

為了滿足國(guó)內(nèi)鐵路重載貨運(yùn)的需要，實(shí)現(xiàn)中國(guó)鐵路重載牽引的跨越式發(fā)展，神朔線引進(jìn)首批神華8軸交流電力機(jī)車78臺(tái)，機(jī)車的經(jīng)濟(jì)壽命為30年，總功率9600KW，八軸交流傳動(dòng)，最高時(shí)速120km/h，微機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制，可多機(jī)重聯(lián)操縱，起動(dòng)牽引力和電制動(dòng)力大，模塊化設(shè)計(jì)，車體及機(jī)械部分滿足1萬(wàn)噸組合牽引要求，帶有牽引超載保護(hù)、故障自診斷、檢修信息分析管理系統(tǒng)，23/25噸軸重可調(diào)，軸重轉(zhuǎn)移通過電氣控制能自動(dòng)補(bǔ)償，獨(dú)立通風(fēng)，具有遠(yuǎn)程重聯(lián)控制功能，采用了大量國(guó)際先進(jìn)技術(shù)和性能可靠的部件。

新型神華八軸交流電力機(jī)車是由株洲電力有限公司根據(jù)原神華集團(tuán)公司需要而研制、生產(chǎn)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大功率、深度國(guó)產(chǎn)化交流傳動(dòng)電力機(jī)車，其在系統(tǒng)集成技術(shù)、交流傳動(dòng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、重載制度技術(shù)等方面，均達(dá)到了世界先進(jìn)水平，代表了世界鐵路機(jī)車技術(shù)的發(fā)展方向。神華八軸交流電力機(jī)車常用水冷IGBT模塊的變流器、大功率異步牽引電機(jī)、臥式牽引變壓器、微機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、DK-2型機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)、抱軸懸掛轉(zhuǎn)向架、獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)、無(wú)線重聯(lián)系統(tǒng)、舒適的司機(jī)室等技術(shù)，是一種用于牽引速度120KM/H重載長(zhǎng)大列車的8軸9600kW干線貨運(yùn)交流傳動(dòng)電力機(jī)車。2012年神朔鐵路從株洲引進(jìn)了HXD1型交流傳動(dòng)電力機(jī)車，打破了國(guó)內(nèi)長(zhǎng)期以來(lái)單一由脈流牽引電機(jī)作為牽引動(dòng)力的歷史，2012年年底43臺(tái)HXD1型交流傳動(dòng)電力機(jī)車在神朔線開始運(yùn)轉(zhuǎn)，2013年5月份開始擔(dān)當(dāng)神朔線萬(wàn)噸列車牽引任務(wù)，到2015年初上線交流電力機(jī)車共計(jì)78臺(tái)。

截止2018年12月31日，神朔線上行萬(wàn)噸開行總計(jì)143232列（神華八軸開行50799列）下行開行總計(jì)137863列。確保了安全生產(chǎn)無(wú)事故發(fā)生。

3 重載列車在神朔鐵路的未來(lái)發(fā)展

神朔線是國(guó)家能源集團(tuán)鐵路板塊運(yùn)輸?shù)难屎恚瑳Q定著運(yùn)輸任務(wù)完成。近年來(lái)，萬(wàn)噸重載列車在鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域取得了廣泛的運(yùn)用，根據(jù)運(yùn)輸任務(wù)的需求，神朔鐵路78臺(tái)神華號(hào)交流機(jī)車3+0萬(wàn)噸列車開行平穩(wěn)有序，根據(jù)神朔鐵路現(xiàn)有的牽引模式不能滿足現(xiàn)狀，為了減少神池南站到達(dá)列車的編組頻次，目前，神朔線正在著手進(jìn)行SS4型機(jī)車4+0重載萬(wàn)噸列車的開行的試運(yùn)行，為神朔線重載列車運(yùn)輸任務(wù)跨越式發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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