折返式翻车机重车牵车线优化布置研究.pdf

铁道货运第41卷/第08期/2023年RAILWAY FREIGHT TRANSPORT折返式翻车机重车牵车线优化布置研究张怡(中国铁路郑州局集团有限公司 科技和信息化部，河南 郑州 450052)摘 要：在国家运输结构调整政策特别是“公转铁”相关宏观调控的影响下，我国铁路煤炭等货物运输需求持续不断增长，铁路运输组织、企业装卸机械等相关领域的适应性环节亟待优化。作为铁路货运重要的卸车机械，翻车机具有自动化程度高、卸车能力大、适应范围广等优点。为优化翻车机卸车作业流程，提高翻车机整体卸车效率，满足企业运营需求，针对折返式翻车机的重车牵车线布置形式进行探讨。从系统布置形式、作业流程及特征等方面，计算并分析折返式翻车机系统的传统布置形式和优化布置形式差异，结合实际工程案例，论证了重车牵出线优化布置方案具有流程更简单、作业效率更高、综合成本投入更少、环保性较好等优点，且从技术上和工艺上均具有明显优势，研究对于提升铁路煤炭运输装卸作业效率具有重要意义。关键词：折返式翻车机；重车牵车线；布置方式；作业流程；优化布置0引言在国家运输结构调整政策特别是“公转铁”相关宏观调控的影响下，我国铁路煤炭等货物运输需求持续不断增长，加强铁路运输组织，提升企业装卸机械效率是其中的关键环节，相关领域的适应性改革不断强化1。随着铁路货物装卸作业效率瓶颈的不断凸显，装卸机具的技术改造研究得到重视。其中，翻车机是对铁路敞车散状物料进行卸车作业的卸车设备，工作效率高，环保性能好，广泛应用于火电厂、冶金、化工、运输等行业，大大提高了装卸车效率2。其工作原理是：当列车进入翻车重车线后，由重车拨车机分次牵引重车进入翻车机进行卸空，卸后空车由空车拨车机推入空车线。翻车机按照回转方式的不同分为转子式和侧倾式，转子式翻车机又可以根据翻车机本体端盘形状的不同分为O型、C型3。按照每个循环翻卸的车辆数分类，翻车机可以分为单车翻车机、双车翻车机、三车翻车机及多车翻车机等4。按照翻车机系统线路布置方式的不同划分，翻车机可以分为贯通式和折返式翻车机系统5。贯通式翻车机的重车线和空车线分别位于翻车机两侧，成纵列式布置；折返式翻车机的重车线和空车线位于翻车机的同侧。不同类型翻车机系统效率如表1所示6。相比于贯通式翻车机，折返式翻车机虽然效率相对较低，但其线路较短、占地较少，对于用地及投资受限、运量需求不高的专用线企业来说，具有更好的经济性和适用性。同时，目前折返式翻车机在现场使用中占比较高。因此，以折返式翻车机为研究对象，按照其重车牵车线与重车停车范围的衔接位置关系，文章编号：1004-2024(2023)08-0020-05 中图分类号：U294.2 文献标识码：ADOI：10.16669/ki.issn.1004-2024.2023.08.0420折返式翻车机重车牵车线优化布置研究 张怡 研究了重车牵车线的2种不同布置形式。1折返式翻车机系统组成折返式翻车机系统包括翻车机、重车拨车机、迁车台、空车拨车机、夹轮器、止挡器以及电气控制系统、电子称重系统、喷水抑尘系统等配套设备。折返式翻车机作业线包含重车线、空车线、重车牵车线、空车牵车线、机车走行线等。其中，重车线用于待卸货车存放；空车线用于卸后空车集结；重车牵车线、空车牵车线分别用于推动重车、空车在重车线、空车线上移动，一般邻靠重车线、空车线布置。机车走行线为本务机车或调机折返的走行线。以折返式单车翻车机为例，典型布置形式示意图如图1所示。1.1传统布置方案（1）布置形式。传统折返式翻车机的重车牵车线一般不超过机车走行线岔前，重车停车位置距离机车走行线岔后信号机的长度为30 m与本务机长度之和。在这种情况下，需要先由调机将重车车列推送至重车拨车机作业范围内，才能由重车拨车机牵引重车至翻车机进行卸空作业7。传统折返式翻车机系统布置图如图2所示。（2）作业流程。以单车翻车机系统为例，传统布置方案的作业流程为：本务机车或调机牵引重车车列进入重车线后，本务机车或调机摘机返回；企业自备表1不同类型翻车机系统效率Tab.1Efficiency of different dumper systems翻车机形式单翻双翻贯通式折返式贯通式折返式理论效率/（次/h）30253020实际效率/（次/h）26222517实际卸料/（t/h）1 8201 5003 5002 380年卸料量/万t5504501 050720图1典型布置形式示意图Fig.1Typical layout图2传统折返式翻车机系统布置图Fig.2Layout of traditional turn-back dumper system21折返式翻车机重车牵车线优化布置研究 张怡 调机转线至重车线尾端推送重车至重车拨车机作业区域内，由重车拨车机牵引一节重车进入翻车机位置开始卸车，同时将前一节已卸空车推送至迁车台，经迁车台将空车由重车线移至空车线，最后由空车拨车机推送空车至空车线进行集结。1.2优化布置方案为了进一步提高折返式翻车机的作业效率，综合折返式翻车机重车牵车线布置形式、作业流程进行优化布置。（1）布置形式。将折返式翻车机重车牵车线延长，越过机车走行线道岔与重车车列停车范围重叠，本务机或调机返回后重车拨车机可直接牵引重车至翻车机进行卸车。重车拨车机延长的长度根据铁路岔心位置、机车类型、牵引质量、车辆编组、信号机或警冲标位置等计算确定。优化后的折返式翻车机系统布置图如图3所示。（2）作业流程。以单车翻车机系统为例，优化方案的作业流程为：本务机车或调机牵引重车进入重车线后，本务机车或调机摘机返回；重车拨车机直接牵引一节重车进入翻车机位置开始卸空，同时重车拨车机将前一节已卸空车推送至迁车台，经迁车台将空车由重车线移至空车线，最后由空车拨车机推送空车至空车线进行集结。1.32种布置方式综合比较与传统折返式翻车机的布置形式相比，优化布置方案仅延长了重车牵车线的长度，但2种布置方式在作业流程、投资运营成本、环保能耗等方面均有差异。（1）作业流程。以本务机牵引 5 000 t重车列车(54辆C70编组)经单车翻车机系统卸车为例，2种布置方式作业时间如表2所示8。比较可知，传统布置方式存在的主要问题是，翻车机卸煤过程需要2次机车送车作业，一是本务机车牵引重车进重车线；二是调机到达重车尾端推送重车图3优化后的折返式翻车机系统布置图Fig.3the optimized layout of the turn-over dumper system表22种布置方式作业时间Tab.2Working time for two types of layout序号123合计作业项目重车到达翻车机卸车空车出发作业流程传统布置方式（1）重车到达后，本务机摘机返回，重车进行列检（2）调机推送重车进入重车拨车机作业范围（1）重车拨车机牵引重车进入翻车机卸车（2）迁车台转移空车（3）空车拨车机将空车推送至空车线（1）空车集结、清扫车底，进行出发列检（2）本务机连挂，试风管试风（3）空车待发、发车优化布置方式重车到达后，本务机摘机返回，重车进行列检作业时间/min传统布置方式5714594296优化布置方式371459427622折返式翻车机重车牵车线优化布置研究 张怡 进入重车拨车机作业范围。这2次作业分别采用本务机和调机，作业衔接不流畅，影响系统整体卸车效率。尤其是第2次调机推送作业还与调机来源有关，表2中作业时间按自备调机考虑；若利用国家铁路调机，一般情况下，一台调机同时负责多个车站和专用线(货场)的调车作业，调机能否及时到达对卸车作业时间影响较大。优化布置方式采取延长重车牵车线的措施，取消了调机推送重车这一作业流程，缩减了重车对位时间，优化了作业流程。（2）投资运营成本。根据折返式翻车机2种布置方式的特点，其投资运营成本主要体现在重车牵车线延长、企业自购调机或租用调机、货车延时占用费、调机养护维修、乘务员工资等方面，主要成本费用标准参考表如表3所示。从表3可以看出，优化布置方式虽然会增加重车牵车线的建设投资，但取消了调机推送作业，可大幅减少企业在调机成本上的投入，尤其是对于采用直通运输的企业，自购或租用调机成本较高，但利用率较低。根据表1作业时间标准，一列5 000 t列车的卸车总时间每缩短1 h，可降低车辆延时占用费300元以上；对于列车集中到站时段，优化布置方式节省车辆延时占用费更为明显。（3）环保能耗。由于优化布置方案减少了内燃调机的使用，可以有效减少调机燃油能耗，环保效果更佳。综合以上对比分析，延长重车牵车线的优化布置方式，具有作业流程更简单、作业效率更高、综合成本投入更少、环保性较好等优点，且从技术上和工艺上均具有明显优势。2工程应用实例河南某公司铁路专用线目前采用直通运输模式，为满足公司生产扩能需求，该专用线新增翻车机系统进行到达煤炭的卸车作业。为简化作业流程，减少调机使用，该专用线将翻车机重车牵车线长度延长245 m，取消二次调机推送作业，专用线延长翻车机重车牵车线方案示意图如图4所示。根据该专用线300万t的煤炭年运量，按照54辆C70车编组，每年实际工作天数330 d计算，该专用线每天办理卸车的列车数量为3列。以该专用线投入运营后20 a为计算周期，优化布置方式节约费用如表4所示。从表4可以看出，河南某专用线采用延长重车牵车线的优化布置方式，运营20年较传统布置自购调机形式节约费用3 926万元，较传统布置租用调机形式节省2 526万元。表3主要成本费用标准参考表Tab.3Standard reference table for main cost项目重车牵车线投资使用调机费用货车延时占用费机车养护维修费用乘务员人员工资优化布置方式75万元110 h，5.7元/车小时1120 h，11.4元/车小时2130 h，17.1元/车小时30 h以上，22.8元/车小时传统布置方式企业自购调机1 000万元/台80万元/a40万元/a租用国家铁路调机100万元/a图4专用线延长翻车机重车牵车线方案示意图Fig.4Plan for extending heavy-vehicle pulling line for dumper on dedicated line23折返式翻车机重车牵车线优化布置研究 张怡 3结束语改进装卸技术是提升铁路煤炭运输效率的关键环节，翻车机是煤炭装卸的主要机械，翻车机系统布置方案的差异，引起系统作业流程和作业效率的差异9-10。研究提出延长翻车机系统重车牵车线的优化布置形式，采用重车拨车机直接牵引重车取代调机推送重车，在缩短翻车系统整体作业时间、减少调车作业次数的同时，一定程度上降低了企业投资运营成本。此外，由于优化布置方案减少了内燃调机的使用，可以有效减少调机燃油能耗，适应交通运输业节能减排的需求，该项目有较强的推广应用价值。参考文献：1朱 晔，张 戎.铁路煤炭运输发展趋势研究J.铁道运输与经济，2020，42(4)：98-103.ZHU Ye，ZHANG Rong.A Research on the Development Trend of Railway Coal TransportationJ.Railway Transport and Economy，2020，42(4)：98-103.2杨 伟.翻车机车场站型布置及运输效率分析J.民营科技，2011(9)：158.3马晓龙，赵秀娟，田润平，等.燃煤电厂翻车机系统入厂端布置研究J.电力勘测设计，2021(6)：12-15.MA Xiaolong，ZHAO Xiujuan，TIAN Runping，et al.Research on Dumper System in Coal-fired Power Plant Arranged near the EntranceJ.Electric Power Survey&Design，2021(6)：12-15.4肖贺荣.电厂煤炭卸车工艺及铁路平面布置研究J.铁道货运，2017，35(6)：49-54.XIAO Herong.Study on Coal Unloading Process and Railway Plane Layout in Electric Power PlantJ.Railway Freight Transport，2017，35(6)：49-54.5高 扬.铁路集装箱翻车机翻卸系统设计与应用J.集装箱化，2021，32(Z1)：22-24.GAO Yang.Design and Application of Railway Container Dumper SystemJ.Containerization，2021，32(z1)：22-24.6李俊岭.散货疏运站翻车机系统作业能力研究J.铁道货运，2019，37(11)：54-58.LI Junling.A Study on a Formula to Calculate the Working Capacity of the Dumper System at Bulk Cargo Departure StationsJ.Railway Freight Transport，2019，37(11)：54-58.7罗 毅.铁路煤炭卸车站站型布置研究J.铁道货运，2013，31(10)：20-25.8国家铁路局.铁路车站及枢纽设计规范：TB 100992017S.北京：中国铁道出版社，2018：72-91.9曲思源.铁路货运组织与物流管理M.杭州：浙江大学出版社，2022.10曲思源.铁路运输组织与管理系统分析M.北京：北京交通大学出版社，2019.收稿日期：2023-01-09基金项目：南京铁道职业技术学院科技创新团队项目(CXTD2023003)；江苏省高职院校教师专业带头人高端研修项目(2022GRFX036)责任编辑：魏然表4优化布置方式节约费用Tab.4Cost saving table for optimizing layout项目重车牵车线建设投资使用调机费用货车延时占用费机车养护维修费用乘务员工资费用增减数量245 m1台指标300万元/km自购：1 000万元租用：100万元/a30万元/a自购：80万元/a自购：40万元/a费用增减（较传统布置方案）+74万元自购：-1 000万元租用：-2 000万元-600万元自购：-1 600万元租用：0自购：-800万元租用：0自购：-3 926万元租用：-2 526万元（下转第31页）24天津至蓟州铁路扩能改造工程方案研究 韩冰 等Research on Capacity Expansion and Reconstruction Project of Tianjin-Jizhou RailwayHAN Bing,WU Minghui(Railway Engineering Design and Research Institute,China Railway Liuyuan Group Co.,Ltd.,Tianjin 300308,China)Abstract:Tianjin-Jizhou Railway is an important line of cargo exchange between the northern part of Tianjin and the central city.With the completed Tianjin-Chengde Intercity Railway and Beijing-Binhai Intercity Railway,a passenger transport channel for Chengde,Jizhou,Baodi,and other places to the central city of Tianjin was formed.According to the current situation of the Tianjin-Jizhou Railway,the transportation status in Tianjin,the demand for passenger and cargo transport,as well as other factors,this paper studied the plan of introducing the Tianjin-Jizhou Railway into Tianjin Hub,the regional plan of introducing the Tianjin-Jizhou Railway into Jizhou,and the plan of expanding the second line of the Tianjin-Jizhou Railway,and it finally determined the reasonable connection plan and route direction plan,which can better ease the pressure of railway transport in the region and drive economic development along the line.Keywords:Railway;Tianjin;Jizhou;Connection Plan;Route Plan;Plan StudyOptimized Layout of Heavy-Vehicle Pulling Line for Turn-Back DumperZHANG Yi(Department of Science and Information Technology,China Railway Zhengzhou Group Co.,Ltd.,Zhengzhou 400502,Henan,China)Abstract:With the influence of the national transport structure adjustment policies,especially the macro-control related to the“shifting freight traffic flow from roads to railways”,the demand for railway coal and other goods transport in China has continued to grow,which has led to the urgent need to constantly strengthen the adaptive reform in railway transport efficiency,enterprise handling machinery,and other related fields.As an important unloading machinery for railway freight transportation,the dumper has the advantages of a high degree of automation,large unloading capacity,and wide adaptability.To optimize the dumper s unloading operation process,improve the dumper s overall unloading efficiency,and meet the corporation s operation needs,this paper conducted an in-depth study on the layout of the heavy-vehicle pulling line for the turn-back dumper.The traditional layout scheme and the optimized layout scheme of the turn-back dumper system were analyzed and compared from the aspects of the system layout scheme,operation process,and characteristics.Combined with actual engineering cases,it is proved that the optimized layout scheme of the heavy-vehicle pulling line has the advantages of a simpler operation process,higher operating efficiency,less comprehensive investment,and better environmental protection,and it has obvious advantages both technically and technologically.This study is of great significance to improve the handling efficiency of railway coal transportation.Keywords:Turn-Back Dumper;Heavy-Vehicle Pulling Line;Layout Scheme;Operation Process;Optimized Layout（上接第24页）31