KM98车型底卸式卸煤系统设计案例分析

范 辉（中煤科工集团武汉设计研究院有限公司，武汉 430064）



KM98车型底卸式卸煤系统设计案例分析

范 辉
（中煤科工集团武汉设计研究院有限公司，武汉 430064）

摘 要：KM98车型底卸式卸煤方式是近年来火车卸煤的一种新技术，相比传统的翻车机和静止式底卸式卸煤方式，具有投资省，卸煤时间短，站场调度容易，能耗较少，边走边卸等优势，有比较好的应用前景，本文对此卸煤方式如何设计通过案例进行分析。

关键词：KM98；底卸式；设计；案例；分析

0　引言

由于KM98车型底卸式卸煤方式是近年来火车卸煤的一种新技术，针对KM98车型底卸式卸煤系统实际应用的案例比较少，黄骅港煤码头工程通过对二期翻车机房内的一台双车翻车机进行改造，使其能适应KM98型底卸式车厢进行卸煤作业，通过实地考察，目前卸煤系统运行情况良好。

以下是结合实际使用情况和卸煤方式的原理，某工程采用KM98车型底卸式卸煤方式进行设计的案例。

1　卸车原理及考察情况介绍

1.1KM98型底开门车厢卸车原理

KM98自动卸车系统是煤炭漏斗车实现自动、高效、节能、安全可靠的卸煤作业而研制的控制系统。该系统主要通过在轨道上设置适当的接近开关来感知火车的位置，从而解决何时开启开门碰头以保障均匀布料的问题。该系统主要由火车位置识别装置、开门碰头、关门碰头、卸煤漏斗、给料器等几部分组成。

每节KM98底开门车有4个底开门机构，当固定在地面的开门碰头工作时，列车由机车牵引匀速前行，开门碰头依次碰到4个底开门机构，底开门则依次打开，煤炭从底开门处落到下面的漏斗中。煤炭卸空后，关门碰头依次碰到4个底开门机构，底开门则依次关闭，火车处于正常状态，可以再次装货。

1.2考察情况

目前卸煤系统运行情况良好，如图1所示，卸煤系统配置情况如下：总卸煤能力为：4000t/h；机车牵引速度为：0.6km/h；开门及关门碰头数量及位置：开门碰头数量为4个，设置在每个漏斗的初始位置；关门碰头1个，设置在翻车机末端；卸煤漏斗的数量及容量：一共4个卸煤漏斗，每个漏斗容量约为100t。

图1　 KM98型底卸式车厢正在卸煤作业

2　设计案例分析

某工程规模为9.5Mt/a，根据其配套的卸车站的布置，2万吨整列车到达之后，需解列成2列1万吨编组分别卸车，同时要在80min之内卸完整列车才能满足年卸煤能力的要求。

下面是在设计中需要解决的几个主要关键问题。

（1）系统卸煤能力与机车牵引速度之间如何匹配问题。

（2）卸煤均匀布料的问题。

（3）卸煤漏斗数量及容量如何确定问题。

（4）开门碰头数量和位置如何确定的问题。

（5）给料设施能力的选择问题。

针对以上问题通过分析论证，制定了相应的设计原则，具体如下：

（1）根据该工程的铁路卸车站布置，2万吨整列车到达之后，需解列成2列1万吨编组分别卸车，同时要在80min之内卸完整列车才能满足年卸煤能力的要求。

通过以上分析，按照1万吨列车110辆车厢编组，则整列车的长度为：110X14m=1540m。

则1列车1万吨煤炭全部卸完需要的机车牵引速度为：1540m/80 min=1.54km/1.33h=1.155km/h。

（2）从底开门车卸下的煤炭必须均匀地分布到每个漏斗中，才能保证最大能力，一旦布料不均匀，则出现某个漏斗给料能力不足的情况，因此底开门卸车的重点和难点是如何保证煤炭能够均匀地分布到每个漏斗中。

因此，通过分析，可以采取以下两个措施予以解决。

措施一：在每个漏斗初始位置都设置一个开门碰头，每个碰头轮流工作，则可以实现每个漏斗均匀受料。

措施二：在火车轨道上加接近开关来检测火车的位置，通过控制系统对碰头进行有序的开关控制，使煤炭有序均匀地落入漏斗中。

（3）通过现场考察调研，每节车厢对应2个漏斗无论是从碰头的数量以及漏斗的容量方面考虑都是比较合适的。

（4）开门碰头数量和给料设施能力都与卸车位的数量有直接关系，首先需要确定卸车位的数量，通过分析，卸车位的数量与给料设施能力成反比关系。

根据确定的卸车位的数量，以及每个卸车位对应两个漏斗的原则，则一共需要设置8个漏斗，对应的就需要设置8个开门碰头和1个关门碰头，开门碰头设在每个漏斗的初始位置，关门碰头设在所有卸车位的最末端。

根据列车的牵引速度和每4节车厢同时卸煤的规律，同时按照最不利情况（即每个车厢的煤都卸到一个漏斗里）考虑，通过计算得出，给料设施的能力为2000t/h。

通过以上原则的确定，最终的布置方案如下：

KM98型底开门卸车系统共设有4个卸车位，对应8个受煤漏斗，每个卸煤漏斗容量为100t，均为地下式布置，为防止大块煤落入漏斗中堵塞给料设备，在每个卸煤漏斗上面设有煤篦子，下口处设有1台给料设备，将煤给到下一个运输环节。

卸料控制方面，在每个受煤漏斗初始位置设置一个开门碰头，最末端设置一个关门碰头，通过集中控制对每个开门碰头进行有序的控制，从而达到行进过程当中均匀给料的目的，当每节车厢行进到关门

碰头处，通过触碰，使底开门关闭。

3　结束语

KM98车型底卸式卸煤系统设计的重点和难点在于如何保证煤炭能够均匀的分布在每个漏斗中，由于目前KM98型底卸式车厢还在研发试验阶段，正式投入使用该卸煤方式的工程还没有，而黄骅港煤码头工程也是通过改造其中的一台翻车机，使其能适应KM98型底卸式车厢，受翻车机结构型式的影响，并不能完全发挥KM98型底卸式卸煤技术的优势，还算不上真正意义上的KM98车型底卸式卸煤系统。随着今后KM98型底卸式车厢的普及，该卸煤技术会逐步采用并投入使用，结合实际使用经验进行优化设计，不断地提高其卸煤效率和经济实用性。

参考文献：

［1］李靖宇.KM98底开门卸车系统研究［J］.全国冶金自动化信息网2015年会论文集，2015（06）.

［2］刘玉成，崔广，邹本禹. KV80底开门漏斗自卸车在铁路煤炭运输系统的应用［J］.起重运输机械，2012（09）.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.051

作者简介：范辉（1983-），男，湖北武汉人，本科，工程师。