基于浩吉鐵路的翻車(chē)機(jī)效率分析

朱昌進(jìn)，唐官鵬

（中國(guó)電建集團(tuán)武漢重工裝備有限公司，湖北 武漢 430065）

浩吉鐵路原為蒙華鐵路，北起內(nèi)蒙古鄂爾多斯市，終到京九鐵路的吉安站，是實(shí)現(xiàn)北煤南運(yùn)的一條重載鐵路線(xiàn)，規(guī)劃輸送能力在2億噸以上，該線(xiàn)已于2019年正式開(kāi)始運(yùn)營(yíng)。浩吉鐵路途徑內(nèi)蒙古、陜西、山西、河南、湖北、湖南、江西七省，以湖北省為例，該省與浩吉鐵路相關(guān)電廠12座，裝機(jī)總?cè)萘?072萬(wàn)千瓦，煤炭需求量3020萬(wàn)噸/年?？紤]投產(chǎn)年度、火電廠配煤比例、其他方式供煤等，這些電廠預(yù)計(jì)2022年煤炭需求量約為1400萬(wàn)噸。湖北省共設(shè)2個(gè)鐵水聯(lián)運(yùn)煤炭?jī)?chǔ)備基地和1個(gè)荊門(mén)貨場(chǎng)與浩吉鐵路相配套，其中荊州基地服務(wù)于大武漢地區(qū)電廠及企業(yè)；荊門(mén)貨場(chǎng)服務(wù)于荊門(mén)地區(qū)的電廠、化肥和水泥企業(yè)；余家湖基地服務(wù)于襄陽(yáng)市內(nèi)熱電廠及耗煤企業(yè)。綜合以上可預(yù)測(cè)湖北省2022年通過(guò)浩吉鐵路運(yùn)輸煤炭2330～3140萬(wàn)噸，總運(yùn)煤量將達(dá)2690～3680萬(wàn)噸。其他途徑需煤省份與湖北省類(lèi)似，預(yù)測(cè)2022年，湖南省浩吉鐵路運(yùn)煤量將達(dá)2720～3166萬(wàn)噸，江西省將達(dá)900～1008萬(wàn)噸，河南省將達(dá)530～800萬(wàn)噸，與湖北省合計(jì)將達(dá)6840～8654萬(wàn)噸。由于浩吉鐵路為重載鐵路線(xiàn)，根據(jù)現(xiàn)有煤炭市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)情況，預(yù)測(cè)2025年浩吉鐵路需求量將達(dá)到2.25億噸，2030年將達(dá)到2.52億噸。故沿途需煤企業(yè)需要選用翻卸高效的翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)該線(xiàn)的運(yùn)煤敞車(chē)。

1 浩吉鐵路的敞車(chē)類(lèi)型

敞車(chē)是鐵路貨車(chē)的車(chē)種之一，特點(diǎn)是無(wú)蓋、四邊側(cè)板，主要運(yùn)送煤炭、礦石、木材、鋼材等大宗貨物，全國(guó)約30萬(wàn)輛，占所有鐵路貨車(chē)總數(shù)的50%以上。按照適用的鐵路線(xiàn)和用途的不同，可將敞車(chē)分為通用敞車(chē)和專(zhuān)用敞車(chē)兩大類(lèi)。

通用敞車(chē)。通用敞車(chē)即可以在全國(guó)所有貨運(yùn)鐵路線(xiàn)上運(yùn)營(yíng)的敞車(chē)，常用型號(hào)有C80E、C70、C64、C62、C60。通用敞車(chē)一般載重量較低、體積較小，采用車(chē)鉤連接，具體參數(shù)詳見(jiàn)表1。

表1 通用敞車(chē)參數(shù)

專(zhuān)用敞車(chē)。專(zhuān)用敞車(chē)是適用于大型工礦企業(yè)、站場(chǎng)、碼頭之間成列固定編組運(yùn)輸?shù)某ㄜ?chē)，運(yùn)輸量較大，常見(jiàn)型號(hào)有：C63、C76、C80、C80A、C80B、C80C，其 中C63、C76均 已經(jīng)停產(chǎn)并轉(zhuǎn)為通用線(xiàn)上運(yùn)行，可以認(rèn)為是通用敞車(chē)。C80、C80A、C80B、C80C的具體參數(shù)詳見(jiàn)表2。

表2 專(zhuān)用敞車(chē)參數(shù)

專(zhuān)用敞車(chē)除采用車(chē)鉤連接的同時(shí)，還用牽引桿連接，其中牽引桿是不能解開(kāi)的，車(chē)鉤連接處可以解開(kāi)（一般3節(jié)組或是2節(jié)一組，中間采用連接桿，兩端采用車(chē)鉤），牽引桿和車(chē)鉤實(shí)物圖見(jiàn)圖1、圖2。通用敞車(chē)均采用車(chē)鉤連接，每節(jié)之間均可以解開(kāi)。

圖1 牽引桿

圖2 車(chē)鉤

浩吉鐵路現(xiàn)初期運(yùn)行10000噸列和5000噸列敞車(chē)，在湖北襄陽(yáng)設(shè)萬(wàn)噸組合分解站，遠(yuǎn)期可能運(yùn)行20000噸列。浩吉鐵路以運(yùn)行專(zhuān)業(yè)敞車(chē)為主，通用敞車(chē)為輔。

2 年卸煤量分析

2.1 翻車(chē)機(jī)翻卸不同敞車(chē)類(lèi)型效率

翻車(chē)機(jī)是翻卸敞車(chē)的重要設(shè)備，按單次翻卸敞車(chē)數(shù)量可分為單車(chē)翻車(chē)機(jī)、雙車(chē)翻車(chē)機(jī)和三車(chē)翻車(chē)機(jī)，按結(jié)構(gòu)形式可分為O型和C型翻車(chē)機(jī)。目前單翻和雙翻應(yīng)用較為普遍，三翻應(yīng)用較少。同時(shí)，由于通用敞車(chē)和專(zhuān)用敞車(chē)的車(chē)鉤分為可解列和不可解列，故兩者翻卸方式有所差異，需將翻車(chē)機(jī)分別按照翻卸通用敞車(chē)和專(zhuān)用敞車(chē)進(jìn)行計(jì)算。

目前，通用C80E型敞車(chē)的應(yīng)用還沒(méi)有全國(guó)范圍推廣，在計(jì)算時(shí)，通用敞車(chē)選用C70E、專(zhuān)用敞車(chē)選用C80B作為典型分析可涵蓋現(xiàn)有大部分實(shí)際情況。設(shè)現(xiàn)有翻車(chē)機(jī)的技術(shù)較為先進(jìn)，運(yùn)行效率可達(dá)到一般電廠運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，參照國(guó)內(nèi)現(xiàn)有電廠運(yùn)行情況，按照一年330天，一天16小時(shí)（兩班）計(jì)算翻車(chē)機(jī)的年卸煤量。通用敞車(chē)和專(zhuān)用敞車(chē)的效率結(jié)果分別詳見(jiàn)表3、表4。

表3 翻卸通用敞車(chē)

表4 翻卸專(zhuān)用敞車(chē)

從計(jì)算結(jié)果可以看出，雙調(diào)車(chē)機(jī)的翻車(chē)機(jī)運(yùn)行效率高于單調(diào)車(chē)機(jī)，專(zhuān)用敞車(chē)翻卸效率明顯高于通用敞車(chē)，三翻對(duì)比雙翻運(yùn)行效率無(wú)顯著提高甚至與雙翻效率一致。

2.2 已建翻車(chē)機(jī)類(lèi)型與效率研究

近年來(lái)，翻車(chē)機(jī)主要以雙翻為主，基本為C型，雙重調(diào)類(lèi)型，該方式可達(dá)到單機(jī)1000萬(wàn)噸煤的年翻卸量。表5為一些典型翻車(chē)機(jī)使用場(chǎng)景的翻卸效率統(tǒng)計(jì)表，可以看出，雙重調(diào)的雙翻翻卸效率最高，每小時(shí)可達(dá)33次。

表5 已建翻車(chē)機(jī)類(lèi)型與效率

2.3 翻車(chē)機(jī)利用率對(duì)比

我們可根據(jù)市場(chǎng)已有翻車(chē)機(jī)項(xiàng)目調(diào)研統(tǒng)計(jì)，對(duì)比單反、雙翻、三翻翻車(chē)機(jī)理論年運(yùn)量，對(duì)比結(jié)果如表6所示，發(fā)現(xiàn)雙翻和三翻利用率相當(dāng)，均高于單反。

表6 翻車(chē)機(jī)利用率對(duì)比

3 翻車(chē)機(jī)選用對(duì)比

由浩吉鐵路上運(yùn)行敞車(chē)情況可知，翻車(chē)機(jī)需要兼顧通用敞車(chē)和專(zhuān)用敞車(chē)的翻卸，為兩用型翻車(chē)機(jī)。由此，可以分別選用單車(chē)、雙車(chē)兩用型翻車(chē)機(jī)和三車(chē)C型翻車(chē)機(jī)兩用型。敞車(chē)采用C70和C80，編組噸位5000噸，一列C70按照54節(jié)、一列C80按照52節(jié)考慮，一年330天，一天16小時(shí)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)比情況詳見(jiàn)表7。

表7 兩用型翻車(chē)機(jī)選用對(duì)比

從上表可以看出，兩用型雙翻綜合效率最高，其次為兩用型三翻。由于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況復(fù)雜多變，以上計(jì)算僅為理論計(jì)算值，實(shí)際影響翻車(chē)機(jī)效率因素有以下幾點(diǎn)：

（1）翻車(chē)機(jī)設(shè)備效率、設(shè)備可靠性；（2）員工操作和調(diào)度能力（列車(chē)到廠前，廠區(qū)調(diào)度將鐵路部門(mén)發(fā)出的信息錄入數(shù)據(jù)庫(kù)并進(jìn)行卸車(chē)調(diào)度安排的時(shí)間；列車(chē)到廠區(qū)從定位停車(chē)線(xiàn)到開(kāi)始翻卸的等待時(shí)間；調(diào)車(chē)機(jī)將列車(chē)牽引到夾輪器的時(shí)間；整列翻卸完畢后的牽空時(shí)間）；（3）廠區(qū)的總體規(guī)劃和布置；（4）到廠列車(chē)的不均衡性；（5）各班交接時(shí)間，列檢時(shí)間。

4 結(jié)語(yǔ)

綜合以上對(duì)比發(fā)現(xiàn)，浩吉鐵路沿線(xiàn)翻車(chē)機(jī)項(xiàng)目推薦采用兩用雙車(chē)翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)配備雙調(diào)車(chē)機(jī)。三車(chē)翻車(chē)機(jī)（O型）在翻車(chē)機(jī)不解列的專(zhuān)用敞車(chē)時(shí)，比較適合；若項(xiàng)目需要兼顧專(zhuān)用和通用兩種類(lèi)型的敞車(chē)，在選用三車(chē)翻車(chē)機(jī)時(shí)，需要采用C型結(jié)構(gòu)，而且解列翻卸，效率低、造價(jià)高。對(duì)于年運(yùn)量相對(duì)較大的項(xiàng)目，如果選用單車(chē)翻車(chē)機(jī)，占地和費(fèi)用均較高，故不推薦兩用單車(chē)翻車(chē)機(jī)。對(duì)于大多數(shù)翻車(chē)機(jī)項(xiàng)目，建議分期實(shí)施，可首期項(xiàng)目配備1～2套雙車(chē)翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)，隨著運(yùn)量的提升進(jìn)行二期擴(kuò)建，再配備1～2套雙車(chē)翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)以適應(yīng)未來(lái)翻卸需求。