大型汽车卸煤装置研究

赵亚山，郭兴改

(中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司，河南 郑州 450007)

本文系统介绍了大型汽车卸煤装置常用型式，定性比较了各种形式的优缺点，不同型式的使用范围，摘要：

型式及参数的选择，列出了设计注意事项，对汽车调车场及相关计量、采样、环保设计提出了建议，为相关设计提供参考。

汽车卸煤装置；大型；贯通；折返；全功能；设计。 关键词：

TM621 文献标志码：B 文章编号：1671-9913(2018)S1-0161-08中图分类号：

Coal Unloading Device the Large Vehicle

ZHAO Ya-shan, GUO Xing-gai

(Powerchina Henan Electric Power Survey & Design Institute Corporation Limited,

Zhengzhou 450007, China)

Abstract: This paper systematically introduces the co mmon types of large vehicle coal unloading devices, qualitatively compares the advantages, disadvantages and scope of application of different types, describes the choice of types and parameters, lists the design cautions. This paper makes reco mmendation for the vehicle yard, related weighing and sampling system and environmental design, and provides reference for related design.Key words: vehicle coal unloading device; large; mthrough-type; switch-back; full-function; design.

1  概述

1.1 煤炭及公路运输情况

我国一次能源结构受资源条件影响与世界现有能源结构不同，世界一次能源消费总量中煤炭约占1/4左右，我国煤炭占一次能源消费总量约2/3左右。根据资源条件，煤炭在已探明资源储量中占能源资源总量的94%左右，在今后相当长时间内，煤炭仍是我国主要的一次能源来源。2015年全国37.5×108 t煤炭产量中，约53%的煤炭通过铁路运输，即煤炭一半以上的产量靠铁路运输；煤炭运输占铁路总运量约59.5%，即铁路一半以上的运力在运输煤炭。煤炭产量47%需通过公路、水路及其他方式(带式输送机等)运输。受铁路运力的限制等因素

影响，通过公路运输煤炭会长期存在。由于公路运输的灵活性，在中短途运输中，公路运输有一定的比较优势。

1.2 对大型汽车卸煤装置的理解

现有大中型火力发电厂设计规范按汽车运输年来煤量60×104 t为界限将公路卸煤设施分为两档，年来煤量60×104 t以下为一档，年来煤量60×104 t及以上为一档。本文所指大型汽车卸煤装置应为年接卸量60×104 t及以上的汽车卸煤装置，因此对年来煤量60×104 t以下对应的汽车煤场及地下煤斗等型式不再论述。

1.3 厂内接卸车辆分类

公路运输煤炭工具现主要采用汽车。汽车

* 收稿日期：2018-04-11

作者简介：赵亚山(1964- )，男，河南巩义人，教授级高级工程师，从事火力发电厂运煤系统设计工作。

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运煤 大型汽车卸煤装置研究162

车辆根据车型不同分为自卸和非自卸两种。自卸车分为后倾自卸和左右侧向倾卸两种型式。非自卸车分为卡车、全挂车及半挂车三种。由于运输煤炭运量相对较大，运输车辆一般为中、重型载重货车。汽车最大爬坡度在30%左右(16.7°)。

市场上常见的后倾自卸主要有3轴或4轴车，俗称前2后8轮车及前4后8轮车，品牌有斯太尔、欧曼、东风、解放等。后倾自卸车由于受结构影响，长度一般在12 m以下，举升时最大高度一般不超过11职m，最小转弯半径一般为12 m。按公路部门规定，运输限轴重10 t/轴，按规定一般后倾自卸毛重应在40 t以内，实际单车运煤量一般在25～55 t。

常见的左右侧向倾卸车一般为改装车，多数为6轴车，品牌有斯太尔、欧曼、东风、解放等。左右侧向倾卸车长度一般在11～16.5 m，最小转弯半径一般为16 m，举升时最大高度一般不超过6.5 m。按公路部门规定，运输限轴重10 t/轴，超过5轴的车辆，最大毛重应在55 t以内。实际单车运煤量一般在55～85 t。

常见的非自卸车一般在10～24 m长，最小转弯半径一般为10～24 m，实际单车运煤量一般在35～120 t (平均按50 t计)。

考虑到运输的经济性及受卸点卸车的方便性，对于短途运输(50 km内)，多采用自卸车辆运输。对于中短途(50 km～150 km)多采用非自卸车运输。对于厂(站)内汽车受煤装置，可按以下三种情况考虑接卸车辆：

(1)全部采用自卸车运输。

(2)全部采用非自卸车运输(实际中较少采用)。

(3)部分采用自卸车，部分采用非自卸车运输。

1.4 厂内接卸设施设计原则

厂内设施设计应考虑可靠性，经济性原则。可靠性原则：由于汽车规定载重及实际载重存在偏差，设计时宜按保守原则进行设计，如计算卸煤装置长度时应按规定载重考虑，计算汽车轴重时按实际载重考虑，选择计量设备

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时应考虑实际毛重及最大长度，选择采样设备时应考虑最长车辆及最大高度。

经济性原则：由于汽车卸煤装置一般为地下结构，单位长度投资较大，考虑煤槽上口宽度时应按主力车型车厢长度考虑，上口宽度尽量与主力车型车厢长度相适应。

2 大型汽车卸煤装置的型式

汽车卸煤装置按汽车是否从其上通过分为贯通式和折返式。折返式根据场地条件可分为单侧及双侧。贯通式根据煤槽型式可分为单槽和双槽。以上型式汽车进出车方向均与地下煤槽纵轴线垂直。对于车辆超过20 m长的超长车辆，可采用全功能汽车卸煤装置，车辆平行煤槽卸车。以下对各种形式分别进行介绍。

2.1 单侧折返式汽车卸煤装置

受场地条件限制，后倾自卸汽车仅能在汽车卸煤装置一侧卸车，煤槽上口宽4～5 m，汽车不通过煤箅子，煤槽横断面见图1。

2.2 双侧折返式汽车卸煤装置

汽车卸煤装置两侧均设有调车场，煤槽宽度为2×4+2.5，采用双煤槽，汽车不通过煤箅子，煤槽横断面见图2。

2.3 单槽贯通式汽车卸煤装置

汽车卸煤装置两侧均设有调车场，煤槽宽度为8～9 m，采用单煤槽，汽车通过煤箅子，煤槽横断面见图3。

2.4 双槽贯通式汽车卸煤装置

汽车卸煤装置两侧均设有调车场，煤槽宽度为12～13.5 m，采用双煤槽，汽车通过煤箅子，煤槽横断面见图4。

2.5 全功能式汽车卸煤装置

汽车卸煤装置两侧均设有调车场，煤槽宽度为8～9 m，采用单煤槽，汽车通过煤箅子，车辆较长的车辆可在煤槽侧面卸车，煤槽横断面见图5。

运煤 大型汽车卸煤装置研究 图1 单侧返式汽车卸煤装置断面

图2 双侧折返式汽车卸煤装置断面图3 单槽贯通式汽车卸煤装置断面

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运煤 大型汽车卸煤装置研究图4 双槽贯通式汽车卸煤装置断面

图5 全功能式汽车卸煤装置断面

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运煤 大型汽车卸煤装置研究3  大型汽车卸煤装置型式的选择

3.1 设计规模

汽车年来煤量为受煤装置的设计规模。汽车年来煤量根据企业需求、煤源供应矿点等因素，在项目可行性研究阶段研究确定。以相应批复文件为依据。

按年接受150×104

t汽车来煤量为例。年来煤按300 d计，日来煤量为5000 t，考虑进厂不均系数为1.3，按每车平均20 t计(考虑按自卸车运输)，每天进厂车辆数为325辆，按每天接卸10 h，每小时接卸约33辆车。

3.2 设计原则

缝式煤槽的设计遵照以下三个原则(1)应有足够的卸车货位。汽车来煤时间相对集中，来车量较大，卸车、调车需要一定时间，为避免压车排队现象，应有足够的卸车货位接受来车卸煤。

(2) 应有适量的缓冲容量。因汽车来煤多为白天运行，时间相对集中，每天约10 h，连续来煤的时间长，为避免来煤的厂内二次转运，减少运行费用，来煤应尽量直接能输送至需煤点，为此需有适量的缓冲容量，以解决汽车来煤时间集中能与输煤系统按负荷需要供煤时间不相适应的矛盾。

(3)方便运行。汽车每小时达33辆。受煤装置的布置应实现空重车分流，以提高受煤装置的运行效率。

缝式煤槽的设计还应考虑以下因素：汽车卸车后，应便于观察车辆是否卸净并采取措施；汽车来煤一般来自中小型矿，杂物含量相对较多，煤槽箅子上杂物应便于清理；非自卸车辆在受煤装置处卸车宜按不多于两次卸完；煤槽箅子堵煤时，应便于消除。

3.3 煤槽长度的确定3.3.1 相关公式及数据选取

按《运煤技规》选取相关数据

Md 为日计算来煤量(t/d)；根据公式计算。Kb为日来煤不均衡系数，取1.3。Qa2为汽车运输年来煤量(t/a)；按150 t/a。D2为全年来煤天数。取300 d。PQ为受煤站年接卸能力(t/a)；

NQ为受煤车位或受煤斗的数量；一个车位时取1。

G为设计车型的实际平均载重量(t)；自卸车按20、30、50、80 t计算；非自卸车按20、30、40 t计算。

Kd为受煤车位或受煤斗的利用率，可取0.5～0.7；计算时取0.5。

ta为受煤站年运行天数，可取300 d/a～330 d/a；计算时取300。

td为汽车受煤站日工作时间，可取10 h/d～12 h/d；计算时取10。

tb为日准备作业时间，包括清箅、腾空货位时间，可取1 h/d；

tx为日非生产时间，包括休息、用膳及交接班时间，可取1.5 h/d；

tf为辅助作业时间，包括相邻车辆顺序卸车的安全等待时间，停车、起动时间，车厢余煤清扫时间等；普通载重汽车还包括开、关车厢时间等，可按《运煤技规》表4.4.10－1的规定选取；计算时自卸车取9 min。非自卸车取15 min。

tz为卸一辆设计载重量车型所需时间(min)，自卸汽车可取3～5 min，车型较小时取小值，车型较大时取大值；非自卸汽车采用汽车卸车机卸煤时，可按《运煤技规》式4.4.10－2计算；计算时自卸车取5 min。非自卸车取10 min(采用简易卸车装置卸车)。

3.3.2 缝式煤槽每个车位的年卸煤能力

根据《运煤技规》汽车受煤站的年接卸能

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运煤 大型汽车卸煤装置研究力公式：

表2 每个非自卸车位年接卸能力

参考车型平均载重量/t车位年卸煤能力/×104t(1)

黄河、东风、移山20≥5.4解放、东风、红岩30≥8.1计算结果见表1～表2。

大力、斯太尔、工环40≥10.8工环、大力、青砖50≥13.5表1 每个自卸车位年接卸能力

以表1、表2计算为根据《运煤技规》给参考车型平均载重量/t车位年卸煤能力/×104t定的公式，按不利取值所得的单个车位年卸煤黄河、东风、移山20≥9.6能力，可作为最小卸煤能力，实际卸煤能力均解放、东风、红岩30≥14.4比计算值要大。

红岩、斯太尔、工环50≥243.3.3 煤槽长度计算表

工环、大力、青砖80≥38.4煤槽长度计算见表3。

表3 煤槽长度计算

型式 内容 项目折返式(自卸车)贯通式(非自卸车)备 注日来煤量/t65006500日来车量/辆325163车均载重20 t／40 t平均时来车量/辆3316日接卸按10 h每个车位年卸煤能力/×104t9.65.4按《运煤技规》公式计算每个车位长度/m56年受煤量150150需车位数/个150/9.6=15.6150/10.8=13.9最大需求煤槽长度/m15.6×5=7813.9×6=83.4每米长度年接卸量/×104t1.91.8计算小于实际值煤槽上口宽度/m10.59两侧调车场宽度自卸车为车长+转弯半径+两个半半个车长+转弯半径+半个车道非自卸车进车端宽度为转弯半径+车道宽10 m 　10+10+10=30进车端18+6=24　出车端9+18+2=29一个半个车道受煤装置占地30.25×(30+30+10.5)=213337.4×(24+29+8)=2282为考虑两侧楼梯间宽度由表3计算可知，采用自卸车比非自卸定的安全距离作为有效车位长度。应根据工程车卸车能力可提高一倍。建议尽量采用自卸车情况酌情选择。

运输。

以上计算为考虑有足够卸车货位所需的3.4 大型汽车卸煤装置型式选择

煤沟长度，根据煤沟断面，考虑适量缓冲原则，大型汽车卸煤装置型式选择的影响因素技可按4～6 h缓冲量考虑，适当调整煤沟长术上主要取决于运煤车辆型式、载重量及场地度。对缓冲量的考虑，亦可按煤槽下输送皮条件，经济上要考虑初投资及运行费用。

带1～2 h输送量考虑，原则为尽量减少煤在考虑调车方便，不论折返式还是贯通式，厂内的二次转运。

在场地条件允许的情况下，煤槽两侧尽量设置需要说明的是，单个卸车位长度对不同型调车场地。

式的车辆及煤槽形式是不同的，对贯通式煤槽，若采用简易卸车机械，应考虑装载机或钩机(液3.4.1 折返式汽车卸煤装置

压挖掘机)的长度；对双侧折返式煤槽形式，单侧折返式汽车卸煤装置适用于采用后翻由于为双侧卸煤，煤槽长度计算时应考虑两侧自卸车，场地布置受限，仅能在一侧设置调车场。均为有效车位，比贯通式扩大了一倍；对于在该型式已在中电投开封电厂使用。

煤槽侧面卸车的侧翻车，应按其车长并考虑一

双侧折返式汽车卸煤装置适用于采用后翻

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运煤 大型汽车卸煤装置研究自卸车，两侧均可设置调车场。该型式已在禹州电厂一期，登封电厂一期，华润洛阳电厂，豫联电厂等工程中使用。

3.4.2 贯通式汽车卸煤装置

单槽贯通式汽车卸煤装置适用于车厢长度较短的侧翻车，两侧均可设置调车场。该型式已在郑热，神华焦作电厂等工程中使用。

双槽贯通式汽车卸煤装置适用于采用车厢长度较长的侧翻车，两侧均可设置调车场。该型已在鹤淇电厂，鹤壁电厂三期，锦联电厂等工程中使用。

3.4.3 全功能式汽车卸煤装置

全功能式汽车卸煤装置适用于各种车辆，两侧均可设置调车场，沿煤槽两侧纵向应具备车辆通行条件。该型式已在新中益、丹河、周口电厂等工程中使用。

3.5 煤槽型式相关尺寸的确定3.5.1 煤槽上口宽度

(1)对于折返式煤沟，上口宽度主要是考虑后翻自卸车卸车时煤不撒出煤沟即可，对于单侧可按4～5 m，对于双侧上口尺寸可为4+2.5+4=10.5 m，中间2.5 m主要是考虑清杂物通道。

(2)对于贯通式煤沟，上口宽度宜与运煤车辆车厢长度相适应，由于煤沟为地下设施，单位长度投资与煤沟宽度成正比，我院设计的煤沟上口宽度为9～13.5 m之间，适用于车辆总长14.6 m以下侧翻车。

(3)对于全功能式煤沟，上口宽度可为8～9 m。对于长度大于15 m以上的侧翻车，建议在煤沟侧面卸车。

3.5.2 煤槽雨棚跨度相关尺寸

由于非自卸车电厂基本上都采用简易卸车装置，如装载机及钩机等。故煤槽上部结构的作用主要是防雨棚。

(1)对于折返式汽车卸煤装置，雨棚宽度主要是考虑防止雨水飘入煤沟内，由于雨棚高度较高，建议按煤沟上口外边沿外伸5～6 m考虑。雨棚下弦标高应不低于后翻车卸车举起时的最高高度，一般按11.5 m设计。雨棚跨度可

与煤沟上口一致，雨棚柱距可尽量大，一般可取15～30 m。

(2)对于贯通式汽车卸煤装置，若有后翻式车辆，雨棚相关尺寸可按上述建议设置。对于侧翻式卸车时翻转时最大高度不超过6.5 m，可按7 m考虑雨棚下弦标高。对于简易卸车装置工作时最大高度不超过7.5 m，可按8 m考虑雨棚下弦标高。最大雨棚跨度可与煤沟上口一致，雨棚柱距可尽量大，一般可取15～30 m。

(3)对于全功能式汽车卸煤装置，雨棚跨度可按煤沟上口外边各留有4 m宽道路考虑。雨棚下弦标高及柱距可按上述原则确定。

3.6 地下煤槽处道路及调车场地3.6.1 折返式

为保证地下煤槽处汽车卸煤的顺利，煤槽两侧应设有足够的调车场地，其宽度各为30 m，包括三条4 m宽的行车道和一个18 m宽的调车杨。根据我国右行车习惯，三车道由外向内依次为空车回车道，重车进车道，准卸车道。汽车行车顺序为：汽车沿重车道进站，然后进入准卸车道，到指定卸车货位后进入调车场调车到货位卸煤。经确认后的卸空煤车进入空车回车道回车。

3.6.2 贯通式

为方便汽车行车，卸煤煤槽两侧设两条行车道和汽车转弯所需的场地，两侧宽度均为24 m，来煤车辆直接通过煤槽卸煤，经确认卸空后，进入空车回车道回车。

3.6.3 全功能式

汽车卸煤装置外侧调车场可按贯通式考虑。应注意沿煤沟上口外侧两条道路应沿煤沟纵轴线形成，特别应注意两端检修跨应配合形成道路，并与场内道路衔接好。

4  其他相关设计

4.1 计量设计

根据来煤车辆合理选择重车及空车汽车衡。汽车衡一般采用数字式电子汽车衡，无基坑形式。重车衡称量值重车可按最大重车载重量考虑，一般采用150 t，空车秤可按50 t，可采用动静两用型；台面尺寸按单车最大尺寸考虑，

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运煤 大型汽车卸煤装置研究一般可采用3.4×24 m。汽车衡数量可根据车对周围的污染，汽车卸煤装置周围一般设置防流辆确定，正常可按1分钟过一辆车考虑。若风抑尘网，高度不低于10 m，也有部分电厂将空重车衡各仅有一台，空车衡可按重车衡选用，汽车卸煤装置封闭在棚内。汽车卸煤区域的防可互为备用。为便于管理，汽车衡处可设置摄护应根据环评要求设置。

像头，红绿灯，旋立横杆。若采用动态衡，可采用射频装置。

5  结语

4.2 采样设计

(1)作为主要一次能源的煤炭，采用公路运输会长期存在。在部分地区及厂矿，公路运输经过近十年的发展，现在汽车采样已主要会成为主要或唯一的运输方式。

采用机械采样，机械采样主要有两种形式，一(2)公路运输工具主要采用载重汽车，载重种为设备固定式，采样臂可旋转，适合车长小汽车有自卸和非自卸两种。公路年运量影响因于10 m车型；一种为移动式，一般为桥式，可素众多，将在项目可行性研究中明确。大型汽适合各种车型。采样机设计时应注意采样头行车卸煤装置应是年接卸量60×104 t及以上的汽程与上下极限位置应与汽车车箱相适应。按公车卸煤装置。我院已经设计的汽车卸煤装置年平原则，采样装置宜设置在计量装置之后，即受煤量为1000×104 t。

先计量、后采样。

(3)大型汽车受煤装置有折返式、贯通式、4.3 冲洗设计

全功能式地下缝式煤槽三种。有单槽及双槽之分。年运量及运输用车型是选择汽车受煤装置汽车运输入厂后，为有效抑制汽车行驶时的主要依据。

的扬尘，可设置汽车冲洗车台，

(4) 本文提出了煤槽设计的可靠性及经济性冲洗车台一般设置在厂区入口处。

原则，给出了应有足够的卸车货位、有适量的4.4 卸车区域防护

缓冲容量和方便运行的三个功能。

(5)对计量、采样设计提出了意见，对环保为使卸车区域形成相对封闭的空间，减少

设计提了建议。汽车卸车时抑尘设计有待完善。

(上接第156页)(1)在铁路来煤电厂，应重视敞车车型，(6)双车翻车机折返式作业线，如出现特别是通过重载运煤专运线来煤的电厂。如三节一组联挂(C80型专用煤敞车，1～2及大秦线、朔黄线及规划中的蒙西线。(2)通过式翻车机作业线，如出现旋转2～3节之间为刚性杆连接)，应采用同心双车翻车机及六车牵车台。车钩车型，应采用同心翻车机。(3)单车翻车机折返式作业线，如出现(7)当确定采用同心翻车机后，翻车机二节一组联挂(C80型铝合金运煤敞车)，应室跨度、深度、作业线铁路线间距等尺寸均采用同心翻车机及双车牵车台。加大，不能参照偏心翻车机进行布置。(4)单车翻车机折返式作业线，如出现4 结语三节一组联挂(C80型专用煤敞车，1～2及2～3节之间为刚性杆连接)，应采用同心随着铁路建设的快速发展，重载单元列翻车机及三车牵车台。车越来越多，对于火车来煤的电厂翻卸系统(5)双车翻车机通过式作业线，如出现要逐渐适应各种车型的通用敞车，仅能翻卸三节一组联挂(C80型专用煤敞车，1～2及可摘钩车型的偏心翻车机将遇到铁路有关部2～3节之间为刚性杆连接)，应采用同心门越来越多的阻力，在工程设计进行中应根双车翻车机。据翻卸车辆正确选择翻车机型式。2018年07月 增刊1