快速定量裝車系統(tǒng)在選煤廠的改造實踐

王 耀

(中國神華哈爾烏素露天煤礦 選煤廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300)

目前，選煤廠生產(chǎn)的塊煤產(chǎn)品要使用集裝箱這種特殊的運輸載體進行裝載，由于沒有類似可借鑒經(jīng)驗，嚴重影響了快速定量裝車系統(tǒng)裝載能力的提升。通過收集大量選煤廠的數(shù)據(jù)，對快速定量裝車系統(tǒng)進行了一系列設(shè)計改造，取得較好效果。

1 選煤廠裝車系統(tǒng)目前存在的問題

目前，選煤廠快速定量裝車系統(tǒng)都是針對鐵路標準的火車車皮的規(guī)范進行裝載作業(yè)的。為了配合煤炭市場對于大塊煤炭產(chǎn)品的需求，需要在集裝箱內(nèi)進行裝載塊煤作業(yè)。集裝箱裝載塊煤有環(huán)保優(yōu)勢，塊煤率更高，可減少運輸成本，但現(xiàn)有的快速定量裝車系統(tǒng)無法滿足裝載作業(yè)。針對裝載集裝箱這種特殊的運輸工具，快速定量裝車系統(tǒng)既要滿足連續(xù)裝車的精準度，又要保障裝車設(shè)備、鐵路運輸設(shè)備無損壞，這對裝車系統(tǒng)提出了更高的要求。

2 裝車溜槽下料口的改造

2.1 設(shè)計改造原因

由于集裝箱的尺寸為內(nèi)壁寬度2.3 m、長度5.85 m、高度2.38 m，而原溜槽下料口寬度2.2 m，兩側(cè)距集裝箱內(nèi)壁的距離為0.05 m，距離太近，裝車時容易灑煤，且存在剮蹭車皮的隱患。為此，根據(jù)集裝箱載具的尺寸，必須對裝車溜槽下料口處進行重新設(shè)計改造。

2.2 改造方案

原有溜槽設(shè)計的擺動角度是溜槽放到最低時離地高度為2.6 m，溜槽提到最高時離地高度是5.6 m。在保持溜槽整體參數(shù)情況下，根據(jù)集裝箱載體的尺寸，對溜槽下料口進行收口改造。原溜槽出料口尺寸：長度為1 800 mm，寬度為2 200 mm，下料口高度為915 mm，眉線處高度為260 mm，眉線與下料口前板夾角是78° 。

2.3 改造效果

通過改造，下料口高度還是915 mm，離地高度還是2 600 mm，但為了滿足裝車溜槽能夠?qū)⒚禾垦b入集裝箱的設(shè)計要求，避免因為距離太近，裝車時容易灑煤并剮蹭車皮等問題，將下料口寬度變?yōu)? 000 mm，高度不變，眉線提高，高度變?yōu)?22 mm，眉線與下料口前板夾角是85°，使下料口前板與煤堆頂面垂直，起到平車效果。

3 平車壓實系統(tǒng)改造

3.1 設(shè)計背景

通過快速裝車系統(tǒng)將煤炭裝入集裝箱后，會出現(xiàn)煤炭蓬松問題，如裝車不密實，在車快速行駛過程中易導(dǎo)致煤粒飛揚等問題，這不但會對煤資源造成大量浪費，導(dǎo)致虧噸，而且也污染環(huán)境。為此結(jié)合現(xiàn)場實際設(shè)計了裝車站專用整形壓實系統(tǒng)，也稱做“煤炭壓實機”，是一種新型的節(jié)煤設(shè)備，用于車廂內(nèi)煤堆的壓實平整，可以有效解決煤炭運輸過程中的資源浪費和環(huán)境污染問題。

3.2 工作原理

平車壓實設(shè)備位于裝載完成的車廂上方，車廂在裝載點完成裝載之后，行駛至平車壓實裝置下方，平車壓實設(shè)備依靠自身重量對裝載煤炭進行均勻平壓。

3.3 平車壓實系統(tǒng)改造

3.3.1 控制和液壓系統(tǒng)設(shè)計

目前平車壓實系統(tǒng)控制為手動控制方式，利用裝車樓8平面783液壓系統(tǒng)壓力，安裝一組三位四通液壓閥，安裝相應(yīng)電磁閥線圈及水晶插頭，在封塵劑處安裝手動控制手柄(封塵劑處對壓實機的工作情況觀察視線較好)，手動控制壓實機的下降與提升動作，并通過按鈕接線實現(xiàn)閉鎖功能。其中快速裝車液壓系統(tǒng)主要為緩沖倉配煤閘板、定量倉卸料閘板、試重砝碼的提升、裝車溜槽的升降、壓實機的升降提供液壓力。

3.3.2 壓實機的電控設(shè)計

(1)主電路設(shè)計。由于整個系統(tǒng)工作功率不大，主電路上考慮到檢修和故障時能夠切斷電源，所以使用 25A、QF12自動斷路器，確保在正常情況下能夠保證供電和故障情況下的斷開功能。另外考慮到故障時能夠迅速斷開電源，在兩個電磁閥的上級中串入 6A熔斷器進行保護。

(2)控制電路設(shè)計。為了實現(xiàn)壓實系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，控制電路采用手動控制，在封塵劑配電室內(nèi)安裝操作手柄：手柄中設(shè)有急停按鈕，當按動按鈕SB1時，繼電器KA1吸合動作，KA1 NO閉合，提升電磁閥得電動作。當按動按鈕SB2時，繼電器KA2吸合動作，KA2 NO閉合，下降電磁閥得電動作。

3.4 改造后的效果

平車壓實系統(tǒng)作為一種應(yīng)用于煤炭運輸過程中的機械設(shè)備，有效解決了車廂內(nèi)煤炭整平及運輸過程中煤炭飛揚損失問題。

4 集裝箱位置偏移檢測裝置改造

4.1 設(shè)計要求

對于集裝箱裝載塊煤，在普通車廂內(nèi)放置兩個集裝箱，集裝箱擺放不正時，會導(dǎo)致裝運偏載情況，或者溜槽與集裝箱載體發(fā)生碰撞。因此要求裝車點處具有集裝箱位移監(jiān)測功能，當集裝箱放置位置不符合要求時，出現(xiàn)偏移報警，并會出現(xiàn)相應(yīng)的系統(tǒng)閉鎖。

4.2 改造方案

通過與鐵路生產(chǎn)技術(shù)部門溝通，掌握了集裝箱的尺寸及C64車型的尺寸，從中發(fā)現(xiàn)集裝箱的高度高于車皮高度。經(jīng)過多次的現(xiàn)場觀察，確定設(shè)計一套使用激光測距儀檢測集裝箱位置偏差的裝置。激光測距儀在機車側(cè)面水平探測，探測的輸出信號連接到PLC。設(shè)置正常范圍的容器位置偏移，如果范圍超出設(shè)定值，將顯示偏移報警和鎖定相關(guān)設(shè)備。為達到系統(tǒng)中裝車溜槽與閘板的閉鎖動作，重新設(shè)計制作裝車溜槽控制程序段，將集裝箱位置偏移報警輸出點引用至裝車溜槽下降輸出之前，當出現(xiàn)位置偏移報警后，閉鎖裝車溜槽下降動作，避免溜槽與放置不正的集裝箱兩側(cè)車廂摩擦。同時將集裝箱位置偏移報警輸出引用至定量倉閘板打開輸出之前，實現(xiàn)了集裝箱出現(xiàn)位置偏移報警時，定量倉閘板無法打開。裝車系統(tǒng)不允許對位置偏移不合格的集裝箱裝載作業(yè)。

在FTView SE客戶端軟件中，設(shè)計了測量距離的顯示數(shù)字窗口和“打開/關(guān)閉”按鈕，以控制激光測距的相應(yīng)程序部分的啟用和關(guān)閉。當按鈕為紅色時表示激光測距功能關(guān)閉，按動按鈕變成綠色表示激光測距功能開啟。制作激光測距儀相應(yīng)探測距離的顯示裝置，以顯示 “左偏提示”、“右偏提示”報警指示。

根據(jù)集裝箱數(shù)據(jù)，對塊煤的下落速度、補料批處理速度進行測算，并重復(fù)調(diào)整了快速定量補料系統(tǒng)的時間點。試驗過程中發(fā)現(xiàn)塊煤下落時對稱重倉造成短暫的慣性沖擊，影響稱重系統(tǒng)精準補煤動作的執(zhí)行。通過修改批量操作點輸出的程序部分，避免了塊煤下落慣性沖擊對裝載重量精度的影響，提高了系統(tǒng)批量補料的準確性。

裝車系統(tǒng)門檻系數(shù)設(shè)置關(guān)系依此為減法關(guān)系，將門檻3的系數(shù)設(shè)定為28，由于集裝箱裝載的目標重量為25～27.5 t，所以設(shè)定緩沖倉4個補料閘門的左閘門都不動作補料。經(jīng)過多次的實驗觀察，門檻3系數(shù)投入補料時會出現(xiàn)超出目標重量2～3 t的現(xiàn)象。門檻系數(shù)2設(shè)定為12。門檻系數(shù)1設(shè)定為0.2(使用一個右半片閘板精確補料)。在門檻系數(shù)1動作時，由于之前大量塊煤下落造成稱重數(shù)據(jù)不穩(wěn)定時間(0.4～0.6 s)的排除，在此設(shè)計制作一個延時時間段，避開前期塊煤下落的沖擊力，且不會造成集裝箱裝載連續(xù)補料的延誤。

4.3 改造后的效果

對快速定量裝車系統(tǒng)改造完成后，完成了對3列集裝箱列車的塊煤裝載作業(yè)，單體集裝箱的目標裝載量分別為25 t、26 t及27 t。在集裝箱裝載過程中，快速定量裝車系統(tǒng)可連續(xù)準確的對塊煤進行批處理動作，可對每節(jié)集裝箱進行順暢的裝載作業(yè)。3列集裝箱的裝載結(jié)果表明，該快速定量裝車系統(tǒng)裝載重量誤差可控制在萬分之一。

5 結(jié) 論

傳統(tǒng)選煤廠快速定量裝車系統(tǒng)設(shè)計與使用目標的載體都是針對鐵路部門標準機車車廂進行裝載作業(yè)的，無法用于一些特殊的裝載載體。而本文提出的設(shè)計改造方法有其獨特的優(yōu)點，可用于集裝箱的裝載。

(1)使得原有的快速定量裝車系統(tǒng)在兼顧裝載集裝箱這種特殊載體和擺放方式的同時，也勝任鐵路部門標準車廂的裝載作業(yè)。在對標準車廂及集裝箱的實際裝載作業(yè)中發(fā)現(xiàn)，裝載煤量的精確度、煤型的平整度、裝載作業(yè)的連貫性都達到了預(yù)期效果?？焖俣垦b車系統(tǒng)經(jīng)過設(shè)計改造之后完全能滿足集裝箱與標準車皮的裝載作業(yè)。

(2)提高了選煤廠煤炭產(chǎn)品的成塊率，減少了中途運輸?shù)拿簤m外揚，降低了轉(zhuǎn)載的工序及成本，提高了煤炭企業(yè)的效益。