KM98車型底卸式卸煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例分析

范 輝（中煤科工集團(tuán)武漢設(shè)計(jì)研究院有限公司，武漢 430064）

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KM98車型底卸式卸煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例分析

范 輝
（中煤科工集團(tuán)武漢設(shè)計(jì)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(shù)，相比傳統(tǒng)的翻車機(jī)和靜止式底卸式卸煤方式，具有投資省，卸煤時(shí)間短，站場調(diào)度容易，能耗較少，邊走邊卸等優(yōu)勢，有比較好的應(yīng)用前景，本文對此卸煤方式如何設(shè)計(jì)通過案例進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：KM98；底卸式；設(shè)計(jì)；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(shù)，針對KM98車型底卸式卸煤系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的案例比較少，黃驊港煤碼頭工程通過對二期翻車機(jī)房內(nèi)的一臺(tái)雙車翻車機(jī)進(jìn)行改造，使其能適應(yīng)KM98型底卸式車廂進(jìn)行卸煤作業(yè)，通過實(shí)地考察，目前卸煤系統(tǒng)運(yùn)行情況良好。

以下是結(jié)合實(shí)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(jìn)行設(shè)計(jì)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(dòng)卸車系統(tǒng)是煤炭漏斗車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、高效、節(jié)能、安全可靠的卸煤作業(yè)而研制的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要通過在軌道上設(shè)置適當(dāng)?shù)慕咏_關(guān)來感知火車的位置，從而解決何時(shí)開啟開門碰頭以保障均勻布料的問題。該系統(tǒng)主要由火車位置識(shí)別裝置、開門碰頭、關(guān)門碰頭、卸煤漏斗、給料器等幾部分組成。

每節(jié)KM98底開門車有4個(gè)底開門機(jī)構(gòu)，當(dāng)固定在地面的開門碰頭工作時(shí)，列車由機(jī)車牽引勻速前行，開門碰頭依次碰到4個(gè)底開門機(jī)構(gòu)，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(guān)門碰頭依次碰到4個(gè)底開門機(jī)構(gòu)，底開門則依次關(guān)閉，火車處于正常狀態(tài)，可以再次裝貨。

1.2考察情況

目前卸煤系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，如圖1所示，卸煤系統(tǒng)配置情況如下：總卸煤能力為：4000t/h；機(jī)車牽引速度為：0.6km/h；開門及關(guān)門碰頭數(shù)量及位置：開門碰頭數(shù)量為4個(gè)，設(shè)置在每個(gè)漏斗的初始位置；關(guān)門碰頭1個(gè)，設(shè)置在翻車機(jī)末端；卸煤漏斗的數(shù)量及容量：一共4個(gè)卸煤漏斗，每個(gè)漏斗容量約為100t。

圖1　 KM98型底卸式車廂正在卸煤作業(yè)

2　設(shè)計(jì)案例分析

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

下面是在設(shè)計(jì)中需要解決的幾個(gè)主要關(guān)鍵問題。

（1）系統(tǒng)卸煤能力與機(jī)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(shù)量及容量如何確定問題。

（4）開門碰頭數(shù)量和位置如何確定的問題。

（5）給料設(shè)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(yīng)的設(shè)計(jì)原則，具體如下：

（1）根據(jù)該工程的鐵路卸車站布置，2萬噸整列車到達(dá)之后，需解列成2列1萬噸編組分別卸車，同時(shí)要在80min之內(nèi)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(jī)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(gè)漏斗中，才能保證最大能力，一旦布料不均勻，則出現(xiàn)某個(gè)漏斗給料能力不足的情況，因此底開門卸車的重點(diǎn)和難點(diǎn)是如何保證煤炭能夠均勻地分布到每個(gè)漏斗中。

因此，通過分析，可以采取以下兩個(gè)措施予以解決。

措施一：在每個(gè)漏斗初始位置都設(shè)置一個(gè)開門碰頭，每個(gè)碰頭輪流工作，則可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)漏斗均勻受料。

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

（3）通過現(xiàn)場考察調(diào)研，每節(jié)車廂對應(yīng)2個(gè)漏斗無論是從碰頭的數(shù)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(shù)量和給料設(shè)施能力都與卸車位的數(shù)量有直接關(guān)系，首先需要確定卸車位的數(shù)量，通過分析，卸車位的數(shù)量與給料設(shè)施能力成反比關(guān)系。

根據(jù)確定的卸車位的數(shù)量，以及每個(gè)卸車位對應(yīng)兩個(gè)漏斗的原則，則一共需要設(shè)置8個(gè)漏斗，對應(yīng)的就需要設(shè)置8個(gè)開門碰頭和1個(gè)關(guān)門碰頭，開門碰頭設(shè)在每個(gè)漏斗的初始位置，關(guān)門碰頭設(shè)在所有卸車位的最末端。

根據(jù)列車的牽引速度和每4節(jié)車廂同時(shí)卸煤的規(guī)律，同時(shí)按照最不利情況（即每個(gè)車廂的煤都卸到一個(gè)漏斗里）考慮，通過計(jì)算得出，給料設(shè)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(tǒng)共設(shè)有4個(gè)卸車位，對應(yīng)8個(gè)受煤漏斗，每個(gè)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(shè)備，在每個(gè)卸煤漏斗上面設(shè)有煤篦子，下口處設(shè)有1臺(tái)給料設(shè)備，將煤給到下一個(gè)運(yùn)輸環(huán)節(jié)。

卸料控制方面，在每個(gè)受煤漏斗初始位置設(shè)置一個(gè)開門碰頭，最末端設(shè)置一個(gè)關(guān)門碰頭，通過集中控制對每個(gè)開門碰頭進(jìn)行有序的控制，從而達(dá)到行進(jìn)過程當(dāng)中均勻給料的目的，當(dāng)每節(jié)車廂行進(jìn)到關(guān)門

碰頭處，通過觸碰，使底開門關(guān)閉。

3　結(jié)束語

KM98車型底卸式卸煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于如何保證煤炭能夠均勻的分布在每個(gè)漏斗中，由于目前KM98型底卸式車廂還在研發(fā)試驗(yàn)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(tái)翻車機(jī)，使其能適應(yīng)KM98型底卸式車廂，受翻車機(jī)結(jié)構(gòu)型式的影響，并不能完全發(fā)揮KM98型底卸式卸煤技術(shù)的優(yōu)勢，還算不上真正意義上的KM98車型底卸式卸煤系統(tǒng)。隨著今后KM98型底卸式車廂的普及，該卸煤技術(shù)會(huì)逐步采用并投入使用，結(jié)合實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，不斷地提高其卸煤效率和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)：

［1］李靖宇.KM98底開門卸車系統(tǒng)研究［J］.全國冶金自動(dòng)化信息網(wǎng)2015年會(huì)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(yùn)輸系統(tǒng)的應(yīng)用［J］.起重運(yùn)輸機(jī)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。