燃煤电厂翻车机系统入厂端布置研究

马晓龙，赵秀娟，田润平，颜廷微，张忠兴

(1. 中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司，吉林 长春 130021；2. 大唐东营发电有限公司，山东 东营 257237)

0 引言

翻车机是一种用来翻卸铁路敞车散料的大型机械设备，广泛应用于港口、冶金、化工、煤炭、电力等大型现代化企业[1-3]。翻车机根据翻卸型式可分为转子式和侧倾式；根据本体结构形式可分为“C”型和“O”型；根据单次翻卸火车节数又可分为单车翻车机、双车翻车机、三车翻车机及多车翻车机[4]。随着技术的发展，目前各行业广泛应用的是“C”型转子式翻车机，单次翻卸节数根据工程实际需要选取。

翻车机系统按布置形式一般分为贯通式和折返式[5]。贯通式翻车机系统适用于厂内铁路通过式布置，折返式翻车机系统适用于厂内铁路尽头式布置[6]。贯通式布置翻卸效率较高，但所需铁路线较长，占地较大；折返式布置效率相对较低，但铁路线较短，占地较小[7]。为了节约投资、节省占地，目前国内燃煤发电厂翻车机系统均采用折返式布置[8]。通常情况下，电厂位于铁路的尽头端，翻车机系统及铁路配线按折返式常规配置设置在电厂内。某些电厂由于铁路线受周围环境限制，位于铁路的入厂端，此时需深入研究翻车机系统及铁路配线的设置，以期达到减少工程投资、方便运行管理的目标。

本研究以某新建电厂为依托工程，电厂本期新建2×1 000 MW 机组，运煤系统按电厂本期容量的燃煤量设计，燃煤全部采用铁路运输，日耗煤量约为16 000 t，卸煤系统采用1 台双车翻车机及其配套设施。铁路从厂区东南侧转弯进入电厂，电厂位于铁路入厂端。

1 翻车机系统布置方案

1.1 尽头端布置

按常规设计方案，翻车机系统采用尽头端布置，即布置于距离厂区约1 000 m 处，采用带式输送机系统将燃煤转运至厂内。具体方案如下：

1)铁路从厂区东南侧转弯入厂，咽喉区位于煤场下方，为保证铁路部门整列停车的要求，重车线、空车线长度需1 050 m，铁路线咽喉区至翻车机卸煤装置长度约1 100 m，铁路配线为1 条重车线、1 条空车线、1 条机走线。翻车机及调车设施包括1 台C 型双车翻车机、1 台重车调车机、1 台空车调车机、1 台迁车台、1 台夹轮器及2 台止挡器等。

2)翻车机室与煤场转运站水平距离约1 000 m，翻车机卸煤装置至贮煤场共有4 段地道及栈桥，总长度约1 100 m，共设3 座转运站。带式输送机参数为带宽1 600 mm，出力为2 800 t/h。该方案的平面布置图如图1 所示。

图1 翻车机系统尽头端布置平面图

1.2 入厂端布置

为节省工程投资，减少运行费用，方便维护管理，提出了将翻车机系统布置在厂内，即翻车机系统入厂端布置方案。具体方案如下：

1)铁路咽喉区设在厂外约500 m，引出1 条重车线、1 条空车线转弯入厂。厂内配有1 条重车线、1 条空车线、1 条机走线及1 条备用牵出线。翻车机及调车设施包括1台C型双车翻车机、1 台重车调车机、1 台多功能空车调车机、1 台双向迁车台、1 台夹轮器及2 台止挡器等。

2)翻车机卸煤装置至贮煤场输出地道及栈桥为2 段，总长度约120 m，1 座转运站。带式输送机参数相同。该方案的平面布置图如图2 所示。

图2 翻车机系统入厂端布置平面图

2 技术与经济比较

2.1 技术比较

尽头端布置方案为常规折返式铁路及翻车机系统布置方案，其优点是翻车机系统采用常规调车设施，铁路线较短；缺点是卸煤系统输出地道及栈桥较长，约为1 100 m，转运环节多，共设3 座转运站。入厂端布置方案为新型布置方案，其优点为输出地道栈桥短，约为120 m，转运环节少，仅设1 座转运站；缺点为铁路线略长。

与尽头端布置方案相比，入厂端布置方案减少机车行走时间，但增加多功能空车调车机牵出空车时间，总体上两个方案调车时间相近，对翻车机系统翻卸效率的影响可忽略。

2.2 经济比较

投资方面，两个方案的投资比较如表1 所示。尽头端布置相比于入厂端布置地道及栈桥长约1 080 m，投资高出约2 500 万元；尽头端布置相比于入厂端布置转运站数量多2 座，投资高出约500 万元；尽头端布置相比于入厂端布置铁路线短约1 000 m，投资减少约1 500万元；由于入厂端布置翻车机系统设备需要增加一些功能，设备投资方面入厂端布置相比于尽头端布置设备投资高出约50 万元。综上所述，入厂端布置比尽头端布置节省投资约1 450 万元。

表1 翻车机系统入厂端布置与尽头端布置的投资比较 万元

通过以上技术及经济比较，可以看出翻车机系统入厂端布置可缩短卸煤系统输出地道及栈桥长度、减少转运环节、减少工程投资、降低运行费用且方便管理。

3 翻车机系统入厂端布置研究

翻车机系统入厂端布置针对某些工程具有很大的优势，但需要增加空车调车机、迁车台功能，来调整铁路线布置及机车调车流程等，并需解决当翻车机系统空调机或迁车台故障时，如何实现机车牵引整列空车的问题。下面针对翻车机入厂端布置的几个关键环节开展相关研究。

3.1 作业流程

整列重车由机车牵引进厂列车进入电厂后由机走线通过道岔直接进入重车线，向翻车机方向推送对位后机车通过机待线、走行线返回入厂端，并顶送至重车调车机作业范围内后，机车摘钩从机车走行线返回，翻车机系统开始作业。其作业流程图如图3 所示。

图3 入厂端布置翻车机系统作业流程图

3.2 多功能空车调车机

多功能空车调车机正常工作时，可将2 节空车推送出迁车台至空车线同重车进入翻车机方向相反的一端集结。整列空车翻卸完毕时，多功能空调机可同距离迁车台最近的空车列末节车连挂，并牵引整列空车向出厂方向前进，牵引过迁车台一定距离后停止，与末节车摘钩并将大臂抬起，待机车与末节车连挂并将整列空车全部牵引过迁车台后，移动至初始位置，大臂落下。

为实现上述功能，多功能空车调车机需具备以下技术要点：

1)考虑存煤及车辆状态，最大推送(牵引)吨位满足60 节C70 空车；

2)大臂采用俯仰式，车钩为牵引车钩；

3)在其中一套驱动装置退出运行后仍可保证系统满负荷工作。

3.3 双向迁车台

双向迁车台正常工作时，双向迁车台承载空车并将2 节空车迁送至空车线，并由多功能空调机向空车线推送2 节空车出迁车台；整列空车集结完毕时，双向迁车台保持在空车线，并开启通过功能，保证多功能空调机牵引整列空车通过迁车台，双车迁车台具备铁路车辆过桥功能。

为实现上述功能，双向迁车台需具备以下技术要点：

1)端头止挡器具备止挡和通过两个功能；

2)应设有在空车线的位置锁定装置，用于列车通过时防止迁车台移动；

3)对位装置需考虑整列空车通过时产生的水平荷载。

3.4 安全止挡器

翻车机的重、空车线的迁车台基坑前设安全止挡器，用于防止车辆掉进迁车台基坑。空车线的安全止挡器除正常安全功能外，还可以在多功能空调机牵引整列空车向出厂方向前进时打开，允许车辆反向通过。

3.5 铁路配线

翻车机系统入厂端布置的铁路配线除常规设置的1 条重车线、1 条空车线、1 条机走线外，为保证当空调机或迁车台故障时牵出整列空车，在翻车机处增加1 条备用牵出线，车场末端设1 条机待线。铁路线布置示意如图4 所示。

图4 铁路线布置示意图

3.6 铁路信号及连锁

由于迁车台上的铁轨与两侧空车线铁轨有一定间隙，铁路信号无法连续传递，铁路调度中心不能获得该区域信号。为保证机车与整列空车安全连挂，在双向迁车台前空车线两侧设阻拦信号机，避免机车进入迁车台。迁车台处不设轨道电路，为非联锁区段，采用特殊方法表示。

3.7 机车调车流程

列车接入后由走行线通过道岔直接进入重车线，向翻车机方向推送对位后机车通过机待线、走行线返回入厂端，然后进入空车线连挂空车返回车站。若没有空车集结时可单机返回。当空调机或迁车台故障或维修时，机车可进入空车线，将空车牵引至有效长范围内，再通过备用牵出线将空车牵至车站。

4 结语

翻车机系统入厂端布置方案已应用于某电厂，卸煤设备采用1 台折返式双车翻车机卸煤装置，调车设备配置重车调车机、多功能空车调车机及双向迁车台。该电厂已正式投产发电，入厂端布置的翻车机系统及配套铁路线投入运行，目前翻车机卸煤系统运行稳定，效果良好。

对于铁路布置条件受限的燃煤电厂，将翻车机系统的位置由尽头端改为入厂端，增加空车调车机及迁车台功能，调整铁路配线及机车调车作业流程，可大幅度节省工程投资，同时可减少运行人员、降低运行费用且方便运行管理。