燃煤電廠翻車機系統(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東北電力設(shè)計院有限公司，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

翻車機是一種用來翻卸鐵路敞車散料的大型機械設(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、雙車翻車機、三車翻車機及多車翻車機[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，單次翻卸節(jié)數(shù)根據(jù)工程實際需要選取。

翻車機系統(tǒng)按布置形式一般分為貫通式和折返式[5]。貫通式翻車機系統(tǒng)適用于廠內(nèi)鐵路通過式布置，折返式翻車機系統(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，此時需深入研究翻車機系統(tǒng)及鐵路配線的設(shè)置，以期達到減少工程投資、方便運行管理的目標。

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

1 翻車機系統(tǒng)布置方案

1.1 盡頭端布置

按常規(guī)設(shè)計方案，翻車機系統(tǒng)采用盡頭端布置，即布置于距離廠區(qū)約1 000 m 處，采用帶式輸送機系統(tǒng)將燃煤轉(zhuǎn)運至廠內(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 條機走線。翻車機及調(diào)車設(shè)施包括1 臺C 型雙車翻車機、1 臺重車調(diào)車機、1 臺空車調(diào)車機、1 臺遷車臺、1 臺夾輪器及2 臺止擋器等。

2)翻車機室與煤場轉(zhuǎn)運站水平距離約1 000 m，翻車機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)運站。帶式輸送機參數(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，減少運行費用，方便維護管理，提出了將翻車機系統(tǒng)布置在廠內(nèi)，即翻車機系統(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 條機走線及1 條備用牽出線。翻車機及調(diào)車設(shè)施包括1臺C型雙車翻車機、1 臺重車調(diào)車機、1 臺多功能空車調(diào)車機、1 臺雙向遷車臺、1 臺夾輪器及2 臺止擋器等。

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

圖2 翻車機系統(tǒng)入廠端布置平面圖

2 技術(shù)與經(jīng)濟比較

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系統(tǒng)布置方案，其優(yōu)點是翻車機系統(tǒng)采用常規(guī)調(diào)車設(shè)施，鐵路線較短；缺點是卸煤系統(tǒng)輸出地道及棧橋較長，約為1 100 m，轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)多，共設(shè)3 座轉(zhuǎn)運站。入廠端布置方案為新型布置方案，其優(yōu)點為輸出地道棧橋短，約為120 m，轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)少，僅設(shè)1 座轉(zhuǎn)運站；缺點為鐵路線略長。

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

2.2 經(jīng)濟比較

投資方面，兩個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)濟比較，可以看出翻車機系統(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)運環(huán)節(jié)、減少工程投資、降低運行費用且方便管理。

3 翻車機系統(tǒng)入廠端布置研究

翻車機系統(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、遷車臺功能，來調(diào)整鐵路線布置及機車調(diào)車流程等，并需解決當(dāng)翻車機系統(tǒng)空調(diào)機或遷車臺故障時，如何實現(xiàn)機車牽引整列空車的問題。下面針對翻車機入廠端布置的幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)開展相關(guān)研究。

3.1 作業(yè)流程

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

圖3 入廠端布置翻車機系統(tǒng)作業(yè)流程圖

3.2 多功能空車調(diào)車機

多功能空車調(diào)車機正常工作時，可將2 節(jié)空車推送出遷車臺至空車線同重車進入翻車機方向相反的一端集結(jié)。整列空車翻卸完畢時，多功能空調(diào)機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，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，移動至初始位置，大臂落下。

為實現(xiàn)上述功能，多功能空車調(diào)車機需具備以下技術(shù)要點：

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)動裝置退出運行后仍可保證系統(tǒng)滿負荷工作。

3.3 雙向遷車臺

雙向遷車臺正常工作時，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，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。

為實現(xiàn)上述功能，雙向遷車臺需具備以下技術(shù)要點：

1)端頭止擋器具備止擋和通過兩個功能；

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

3)對位裝置需考慮整列空車通過時產(chǎn)生的水平荷載。

3.4 安全止擋器

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

3.5 鐵路配線

翻車機系統(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 條機走線外，為保證當(dāng)空調(diào)機或遷車臺故障時牽出整列空車，在翻車機處增加1 條備用牽出線，車場末端設(shè)1 條機待線。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，避免機車進入遷車臺。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 機車調(diào)車流程

列車接入后由走行線通過道岔直接進入重車線，向翻車機方向推送對位后機車通過機待線、走行線返回入廠端，然后進入空車線連掛空車返回車站。若沒有空車集結(jié)時可單機返回。當(dāng)空調(diào)機或遷車臺故障或維修時，機車可進入空車線，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卸煤裝置，調(diào)車設(shè)備配置重車調(diào)車機、多功能空車調(diào)車機及雙向遷車臺。該電廠已正式投產(chǎn)發(fā)電，入廠端布置的翻車機系統(tǒng)及配套鐵路線投入運行，目前翻車機卸煤系統(tǒng)運行穩(wěn)定，效果良好。

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