燃煤電廠翻車機(jī)系統(tǒng)入廠端布置研究

馬曉龍，趙秀娟，田潤平，顏廷微，張忠興

(1. 中國電力工程顧問集團(tuán)東北電力設(shè)計(jì)院有限公司，吉林 長春 130021；2. 大唐東營發(fā)電有限公司，山東 東營 257237)

0 引言

翻車機(jī)是一種用來翻卸鐵路敞車散料的大型機(jī)械設(shè)備，廣泛應(yīng)用于港口、冶金、化工、煤炭、電力等大型現(xiàn)代化企業(yè)[1-3]。翻車機(jī)根據(jù)翻卸型式可分為轉(zhuǎn)子式和側(cè)傾式；根據(jù)本體結(jié)構(gòu)形式可分為“C”型和“O”型；根據(jù)單次翻卸火車節(jié)數(shù)又可分為單車翻車機(jī)、雙車翻車機(jī)、三車翻車機(jī)及多車翻車機(jī)[4]。隨著技術(shù)的發(fā)展，目前各行業(yè)廣泛應(yīng)用的是“C”型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)，單次翻卸節(jié)數(shù)根據(jù)工程實(shí)際需要選取。

翻車機(jī)系統(tǒng)按布置形式一般分為貫通式和折返式[5]。貫通式翻車機(jī)系統(tǒng)適用于廠內(nèi)鐵路通過式布置，折返式翻車機(jī)系統(tǒng)適用于廠內(nèi)鐵路盡頭式布置[6]。貫通式布置翻卸效率較高，但所需鐵路線較長，占地較大；折返式布置效率相對較低，但鐵路線較短，占地較小[7]。為了節(jié)約投資、節(jié)省占地，目前國內(nèi)燃煤發(fā)電廠翻車機(jī)系統(tǒng)均采用折返式布置[8]。通常情況下，電廠位于鐵路的盡頭端，翻車機(jī)系統(tǒng)及鐵路配線按折返式常規(guī)配置設(shè)置在電廠內(nèi)。某些電廠由于鐵路線受周圍環(huán)境限制，位于鐵路的入廠端，此時(shí)需深入研究翻車機(jī)系統(tǒng)及鐵路配線的設(shè)置，以期達(dá)到減少工程投資、方便運(yùn)行管理的目標(biāo)。

本研究以某新建電廠為依托工程，電廠本期新建2×1 000 MW 機(jī)組，運(yùn)煤系統(tǒng)按電廠本期容量的燃煤量設(shè)計(jì)，燃煤全部采用鐵路運(yùn)輸，日耗煤量約為16 000 t，卸煤系統(tǒng)采用1 臺雙車翻車機(jī)及其配套設(shè)施。鐵路從廠區(qū)東南側(cè)轉(zhuǎn)彎進(jìn)入電廠，電廠位于鐵路入廠端。

1 翻車機(jī)系統(tǒng)布置方案

1.1 盡頭端布置

按常規(guī)設(shè)計(jì)方案，翻車機(jī)系統(tǒng)采用盡頭端布置，即布置于距離廠區(qū)約1 000 m 處，采用帶式輸送機(jī)系統(tǒng)將燃煤轉(zhuǎn)運(yùn)至廠內(nèi)。具體方案如下：

1)鐵路從廠區(qū)東南側(cè)轉(zhuǎn)彎入廠，咽喉區(qū)位于煤場下方，為保證鐵路部門整列停車的要求，重車線、空車線長度需1 050 m，鐵路線咽喉區(qū)至翻車機(jī)卸煤裝置長度約1 100 m，鐵路配線為1 條重車線、1 條空車線、1 條機(jī)走線。翻車機(jī)及調(diào)車設(shè)施包括1 臺C 型雙車翻車機(jī)、1 臺重車調(diào)車機(jī)、1 臺空車調(diào)車機(jī)、1 臺遷車臺、1 臺夾輪器及2 臺止擋器等。

2)翻車機(jī)室與煤場轉(zhuǎn)運(yùn)站水平距離約1 000 m，翻車機(jī)卸煤裝置至貯煤場共有4 段地道及棧橋，總長度約1 100 m，共設(shè)3 座轉(zhuǎn)運(yùn)站。帶式輸送機(jī)參數(shù)為帶寬1 600 mm，出力為2 800 t/h。該方案的平面布置圖如圖1 所示。

圖1 翻車機(jī)系統(tǒng)盡頭端布置平面圖

1.2 入廠端布置

為節(jié)省工程投資，減少運(yùn)行費(fèi)用，方便維護(hù)管理，提出了將翻車機(jī)系統(tǒng)布置在廠內(nèi)，即翻車機(jī)系統(tǒng)入廠端布置方案。具體方案如下：

1)鐵路咽喉區(qū)設(shè)在廠外約500 m，引出1 條重車線、1 條空車線轉(zhuǎn)彎入廠。廠內(nèi)配有1 條重車線、1 條空車線、1 條機(jī)走線及1 條備用牽出線。翻車機(jī)及調(diào)車設(shè)施包括1臺C型雙車翻車機(jī)、1 臺重車調(diào)車機(jī)、1 臺多功能空車調(diào)車機(jī)、1 臺雙向遷車臺、1 臺夾輪器及2 臺止擋器等。

2)翻車機(jī)卸煤裝置至貯煤場輸出地道及棧橋?yàn)? 段，總長度約120 m，1 座轉(zhuǎn)運(yùn)站。帶式輸送機(jī)參數(shù)相同。該方案的平面布置圖如圖2 所示。

圖2 翻車機(jī)系統(tǒng)入廠端布置平面圖

2 技術(shù)與經(jīng)濟(jì)比較

2.1 技術(shù)比較

盡頭端布置方案為常規(guī)折返式鐵路及翻車機(jī)系統(tǒng)布置方案，其優(yōu)點(diǎn)是翻車機(jī)系統(tǒng)采用常規(guī)調(diào)車設(shè)施，鐵路線較短；缺點(diǎn)是卸煤系統(tǒng)輸出地道及棧橋較長，約為1 100 m，轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)多，共設(shè)3 座轉(zhuǎn)運(yùn)站。入廠端布置方案為新型布置方案，其優(yōu)點(diǎn)為輸出地道棧橋短，約為120 m，轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)少，僅設(shè)1 座轉(zhuǎn)運(yùn)站；缺點(diǎn)為鐵路線略長。

與盡頭端布置方案相比，入廠端布置方案減少機(jī)車行走時(shí)間，但增加多功能空車調(diào)車機(jī)牽出空車時(shí)間，總體上兩個(gè)方案調(diào)車時(shí)間相近，對翻車機(jī)系統(tǒng)翻卸效率的影響可忽略。

2.2 經(jīng)濟(jì)比較

投資方面，兩個(gè)方案的投資比較如表1 所示。盡頭端布置相比于入廠端布置地道及棧橋長約1 080 m，投資高出約2 500 萬元；盡頭端布置相比于入廠端布置轉(zhuǎn)運(yùn)站數(shù)量多2 座，投資高出約500 萬元；盡頭端布置相比于入廠端布置鐵路線短約1 000 m，投資減少約1 500萬元；由于入廠端布置翻車機(jī)系統(tǒng)設(shè)備需要增加一些功能，設(shè)備投資方面入廠端布置相比于盡頭端布置設(shè)備投資高出約50 萬元。綜上所述，入廠端布置比盡頭端布置節(jié)省投資約1 450 萬元。

表1 翻車機(jī)系統(tǒng)入廠端布置與盡頭端布置的投資比較 萬元

通過以上技術(shù)及經(jīng)濟(jì)比較，可以看出翻車機(jī)系統(tǒng)入廠端布置可縮短卸煤系統(tǒng)輸出地道及棧橋長度、減少轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)、減少工程投資、降低運(yùn)行費(fèi)用且方便管理。

3 翻車機(jī)系統(tǒng)入廠端布置研究

翻車機(jī)系統(tǒng)入廠端布置針對某些工程具有很大的優(yōu)勢，但需要增加空車調(diào)車機(jī)、遷車臺功能，來調(diào)整鐵路線布置及機(jī)車調(diào)車流程等，并需解決當(dāng)翻車機(jī)系統(tǒng)空調(diào)機(jī)或遷車臺故障時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)機(jī)車牽引整列空車的問題。下面針對翻車機(jī)入廠端布置的幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)開展相關(guān)研究。

3.1 作業(yè)流程

整列重車由機(jī)車牽引進(jìn)廠列車進(jìn)入電廠后由機(jī)走線通過道岔直接進(jìn)入重車線，向翻車機(jī)方向推送對位后機(jī)車通過機(jī)待線、走行線返回入廠端，并頂送至重車調(diào)車機(jī)作業(yè)范圍內(nèi)后，機(jī)車摘鉤從機(jī)車走行線返回，翻車機(jī)系統(tǒng)開始作業(yè)。其作業(yè)流程圖如圖3 所示。

圖3 入廠端布置翻車機(jī)系統(tǒng)作業(yè)流程圖

3.2 多功能空車調(diào)車機(jī)

多功能空車調(diào)車機(jī)正常工作時(shí)，可將2 節(jié)空車推送出遷車臺至空車線同重車進(jìn)入翻車機(jī)方向相反的一端集結(jié)。整列空車翻卸完畢時(shí)，多功能空調(diào)機(jī)可同距離遷車臺最近的空車列末節(jié)車連掛，并牽引整列空車向出廠方向前進(jìn)，牽引過遷車臺一定距離后停止，與末節(jié)車摘鉤并將大臂抬起，待機(jī)車與末節(jié)車連掛并將整列空車全部牽引過遷車臺后，移動(dòng)至初始位置，大臂落下。

為實(shí)現(xiàn)上述功能，多功能空車調(diào)車機(jī)需具備以下技術(shù)要點(diǎn)：

1)考慮存煤及車輛狀態(tài)，最大推送(牽引)噸位滿足60 節(jié)C70 空車；

2)大臂采用俯仰式，車鉤為牽引車鉤；

3)在其中一套驅(qū)動(dòng)裝置退出運(yùn)行后仍可保證系統(tǒng)滿負(fù)荷工作。

3.3 雙向遷車臺

雙向遷車臺正常工作時(shí)，雙向遷車臺承載空車并將2 節(jié)空車遷送至空車線，并由多功能空調(diào)機(jī)向空車線推送2 節(jié)空車出遷車臺；整列空車集結(jié)完畢時(shí)，雙向遷車臺保持在空車線，并開啟通過功能，保證多功能空調(diào)機(jī)牽引整列空車通過遷車臺，雙車遷車臺具備鐵路車輛過橋功能。

為實(shí)現(xiàn)上述功能，雙向遷車臺需具備以下技術(shù)要點(diǎn)：

1)端頭止擋器具備止擋和通過兩個(gè)功能；

2)應(yīng)設(shè)有在空車線的位置鎖定裝置，用于列車通過時(shí)防止遷車臺移動(dòng)；

3)對位裝置需考慮整列空車通過時(shí)產(chǎn)生的水平荷載。

3.4 安全止擋器

翻車機(jī)的重、空車線的遷車臺基坑前設(shè)安全止擋器，用于防止車輛掉進(jìn)遷車臺基坑。空車線的安全止擋器除正常安全功能外，還可以在多功能空調(diào)機(jī)牽引整列空車向出廠方向前進(jìn)時(shí)打開，允許車輛反向通過。

3.5 鐵路配線

翻車機(jī)系統(tǒng)入廠端布置的鐵路配線除常規(guī)設(shè)置的1 條重車線、1 條空車線、1 條機(jī)走線外，為保證當(dāng)空調(diào)機(jī)或遷車臺故障時(shí)牽出整列空車，在翻車機(jī)處增加1 條備用牽出線，車場末端設(shè)1 條機(jī)待線。鐵路線布置示意如圖4 所示。

圖4 鐵路線布置示意圖

3.6 鐵路信號及連鎖

由于遷車臺上的鐵軌與兩側(cè)空車線鐵軌有一定間隙，鐵路信號無法連續(xù)傳遞，鐵路調(diào)度中心不能獲得該區(qū)域信號。為保證機(jī)車與整列空車安全連掛，在雙向遷車臺前空車線兩側(cè)設(shè)阻攔信號機(jī)，避免機(jī)車進(jìn)入遷車臺。遷車臺處不設(shè)軌道電路，為非聯(lián)鎖區(qū)段，采用特殊方法表示。

3.7 機(jī)車調(diào)車流程

列車接入后由走行線通過道岔直接進(jìn)入重車線，向翻車機(jī)方向推送對位后機(jī)車通過機(jī)待線、走行線返回入廠端，然后進(jìn)入空車線連掛空車返回車站。若沒有空車集結(jié)時(shí)可單機(jī)返回。當(dāng)空調(diào)機(jī)或遷車臺故障或維修時(shí)，機(jī)車可進(jìn)入空車線，將空車牽引至有效長范圍內(nèi)，再通過備用牽出線將空車牽至車站。

4 結(jié)語

翻車機(jī)系統(tǒng)入廠端布置方案已應(yīng)用于某電廠，卸煤設(shè)備采用1 臺折返式雙車翻車機(jī)卸煤裝置，調(diào)車設(shè)備配置重車調(diào)車機(jī)、多功能空車調(diào)車機(jī)及雙向遷車臺。該電廠已正式投產(chǎn)發(fā)電，入廠端布置的翻車機(jī)系統(tǒng)及配套鐵路線投入運(yùn)行，目前翻車機(jī)卸煤系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，效果良好。

對于鐵路布置條件受限的燃煤電廠，將翻車機(jī)系統(tǒng)的位置由盡頭端改為入廠端，增加空車調(diào)車機(jī)及遷車臺功能，調(diào)整鐵路配線及機(jī)車調(diào)車作業(yè)流程，可大幅度節(jié)省工程投資，同時(shí)可減少運(yùn)行人員、降低運(yùn)行費(fèi)用且方便運(yùn)行管理。