火车散粮发放设施的_设计计算_

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火车散粮发放设施的《设计计算》

赵庆和１，姚文冠２

（1.深圳赤湾港航股份有限公司，深圳518000

2.河南工业大学，郑州453000）

摘要：为了提高散粮装火车系统的效率。针对此做了设计计算，并就系统内的有关节点提出了计算结果，意在指导行业建设中投资规模，减少投资浪费。

关键词：火车；散粮；发放；设计计算

DesignCalculationonBulkGrainDistributionFacilitiesbyTrains（1.ShenzhenChiwanPortandShippingCo.,Ltd,shenzhen518000，China

Abstract：Abouthowtofastbulkgrainloadbytrainstoimprovetheefficiencyofthesystem,thisdesigncalculationhasbeendoneinthisarticle,andhasmadecalculationsonnodeswithinthesystem,isintendedtoguidethescaleofinvestmentintheconstructionoftheindustry,reducethewasteofinvestment.

Keywords：Train；bulkgrain；distribution；designcalculation

中图分类号：TH238

文献标识码：C

文章编号：1007－3582（2014）01－0057－04

2.HenanUniversityofTechnology，zhengzhou453000，China）

ZhaoQinghe1,YaoWenguan2

在火车散粮发放设施的设计中我们必须获得火车装车站的散粮发放能力、火车装车工位的数量和发放输送线的能力3种数据。设计计算上述数据时没有公式可用，只能根据粮食的年火车发放量和项目点的条件靠经验估计确定。笔者依据对散粮装火车作业过程的观察和测定，导出了与散粮年发放量、装车速度等因素相关的火车发放散粮设施的设计计算公式，本文将叙述这些公式的导出过程和相关的计算案例。以供参考。

每个装车仓有4个出口，每个出口装1根可伸缩的装车管。

（2）图中横坐标为时间，1格60mm=1min；纵坐标为仓容，1格60mm=10t。

（3）一个装车仓装满散粮的时间为：

（4）一个60t车皮装满散粮的时间为t1=2/min（5）关进料口盖板、清扫车顶的时间t2/min；（6）每一个装车组的调车时间t3；1.2装车第一周期

1火车散粮装车过程

1.1信息和数据

（7）车皮装车管伸/缩时间t4/min。

（1）图1为三工位的火车散粮装车线装车过程图，该装车设施含如下设备：①3个容量q=60t的带计量的装车仓，高架在火车散粮装车站的轨道上。②一条能力为CT=1000t/h、效率KT=0.8的装车发放输送线，布置在3个装车仓上端，为装车仓供料。装仓过程为自动控制，即当1#仓装满后，自动切换到2#仓。③

收稿日期：2013-12-14作者简介：赵庆和（1963-），男，高级工程师；专业方向为安全评价，仓房技术及输送设备技术。

（1）装车前需做的准备工作包括：3辆散粮车皮

到位和火车散粮装载管伸长进入散粮车皮。

（2）装仓过程如下：1#装车仓装车过程为A1.1→B1.1。2#装车仓装车过程为A2.1→B2.1。3#装车仓装车过程为A3.1→B3.1。3个仓的装仓周期为810mm=13.5min。

（3）装车过程如下：1#车皮装车过程为B1.1→C1.1。2#车皮装车过程为B2.1→C2.1。3#车皮装车过程为B3.1→C3.1。

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1.3装车第二周期

（1）火车散粮装车作业从第二周期进入了稳定状态，即：以后的每个周期的操作过程、需用的时间均相同。

（2）装车前的作业。①装车前作业的内容：装载管收缩（t4）—盖进粮口盖、清扫车顶（t2）—调车（t3）（拉走3节重车，同时3节空车皮进入装车工位）—装载管伸长进入车皮（t4）。②开始时间：当第一周期第三辆车皮装满散粮时（时间点）。③装车前作业花费的时间：t1+t2+t3+t4。

式中：t2—1个车皮关进料口盖、清扫车顶的时间/min；

t3—每一个装车组的调车时间/mint4—1个车皮装载管伸/缩时间/min。（3）装仓过程（见图）：

1#装车仓装车过程为A1.2→B1.2.1；2#装车仓装车过程为A2.2→B2.2.1；3#装车仓装车过程为A3.2→B3.2；

3个仓的装仓周期为810mm=13.5/min。（4）装车过程（见图1）：①从时间点C3.1始，完成装车前的作业后，第二周期的第一辆车皮才开始装车，装车过程为B1.2.2→C1.2。②第二周期的第二节车皮的装车是和第一节车皮同时进行的，装车过程为B2.2.2→C2.2。③装车仓只能在卸完散粮后，才能从新装粮。因此：1#装车仓必须在3#装车仓装满散粮之前，卸完仓内的散粮，才能接第三周期1#装车仓的散粮。其极限时间点为1#卸完粮的同时3#装完粮（图1中C1.2=B3.2），才能实现发放输送线的连续运行。

2装车工位数N的确定

从上述分析和图1可得，在极限状态时装仓周期

=装车周期（2t1+t2+t3+2t4）

（2-1）

式中：N—同1条发放输送线供料的装车工位数；

q—装车仓容量/t；CT—发放输送线能力/t/h；

KT—发放输送线效率，KT=0.70～0.85；t3—每一个装车组的调车时间，L—一节散粮车皮的长度/m；

V—车皮调车速度（m/s）。V=0.30～0.50/m/s；由式（3.1-1）可得，N个装车工位1min的装车能力C：

/t/min

/min

CZ：

/t

TZ一个散粮车列规定的装车时间/h；式中：

TZ需对于没有车皮停车场的中小型物流企业，

；

（2-2）（2-3）

在规定的T（）时间内，N个装车工位的装车量Zh

（2-4）

与铁路部门商定。

TZ应对于有自备车皮停车场的大型物流企业，

由场地条件来确定。

N个装车工位的装车量CZ，应大于/等于一个车列的散粮装载量QZ，可得：

（2-5）

QZ=m×q/t；式中：QZ—一个车列散粮的装载量，

m—一个车列的车皮数量（辆），应根据铁路

专用线的有效长度确定。q—一辆散粮车皮的装载量/t。将

代入（3.4-1），得：

（2-6）

图1三工位火车散粮装车过程图

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解上述不等式，可得；

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（2-7）

TD—车列的调车时间/min。与铁路部门商定。

对于没有车皮停车场的中小型物流企业，TD需对于有自备车皮停车场的大型物流企业，TD应由场地条件来确定。

3火车散粮装车发放输送线能力

由（3.1-1）式得：

（3-1）

式中：N—同一股道上的装车工位数量。

由（4.1-1）可得：

（3-2）（3-3）

采用极限状态时的发放输送线能力，使得装车作业的每一个操作环节，均需在要求的时间内完成，稍有延误会造成发放输送线的停机（或停粮）。要保持发放输送线的连续运行，应使散粮装仓周期＞装车周期，所以：

（3-4）

式中的2t1、t1和2t4表达了散粮装火车的特点，

5

计算案例：某大型物流企业的火车散粮装车站

（1）年火车发放散粮QY=3000000/t。（2）年工作日TY=300（day）；（3）日工作时间tZ=21/h；（4）一辆车皮的载重量q=60/t；（5）一辆L18车皮的长度L=14.468/m。

5.1原始信息和数据

5.2散粮装车站作业的实测数据和信息

（1）车组的调车速度V=0.30/m/s；

（2）车列在装车作业过程中的调车采用铁牛牵引；（3）散粮装满一个车皮的时间t1=2～4/min；10/min；

（5）装载管伸缩时间t5=0.5/min。

该企业的火车。装车线一次可接24个车皮，即：一个卸车车列为24辆车皮，可得：

QZ=24×60=1440/t5.4

一个车列规定的卸车时间TZ和调车时间TD的确定

（1）一天最大的散粮接收量Qd：

（4）关进料口盖板、清扫车顶的时间t2=7.5～

5.3一个车列散粮装载量QZ的确定

即：①同一条轨道上的N个装车工位，有（N-1）个

工位的装车作业是同时进行的。②t2—关进料口生在最后一节车皮。③2t4—装载管伸/缩时间，对一节车皮。

盖、清扫车顶的时间，对车组装车时间的影响仅发车组装车时间的影响仅发生在第一节车皮和最后

4伸缩装载管能力CZ的确定

一个车皮用4根伸缩装载管同时装车，一根伸缩装载管的能力CZ：

（4-1）

5.火车装车站的年发放能力可用下式确定：CY=nKCATYQZ/t

233辆车相当于10个车列

式中：KB—来粮不均匀系数，取KB=1.40；（2）一天最大的散粮车皮接收量QC

（4-2）（4-3）

（3）一天卸10个车列，暂定采用2股装车线完成，即1股线在21小时内装5个车列；

（4）装1个车列可占用的时间T：

式中：n—装车作业线的数量；

KC—装车工位效率，KC=0.7～0.85；

A—1股装车线每天发放散粮的车列数（取整数列）；

TY—年工作日数；td—日工作时数；

（5）该企业铁路专用线的场地条件为：车列在装车线和停车场间的调车采用机车牵引。把24辆装满散粮的车皮拉到停车场，同时把24辆空车皮拉到装

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车工位，平均需要30/min=0.50/h，即：

TD=0.50/h；TX=4.2-0.50=3.7/h

5.5需要的装车工位数量N，根据式（2-7）

5.8火车装车站的年装车能力，根据式（4-1）、（4-3）

CY=nKCATYQZ=2×0.75×5×300×1440=3240000t式中：A—1股装车线每天发放散粮的车列数

5.9

2个装车工位。

该企业用了两条装车线，每条装车线上设置了

2004～2007年该企业火车装车站实际装车量见表1

表1火车接收站实际装车量表

年度2004

月最大装车量/t820695363074422

月最小装车量/t59171853849119

月平均装车量/t31516176703253242842

年装车量378192212038390378428416/t

5.6发放输送线能力CT，根据式（3-4）

该企业每条装车线的发放输送线能力为1000t/h；显然：1000t/h的发放输送线能力偏大，所以该企业在进行装车作业时，发放输送线的输送量要控制到≤686/t/h，才能连续运行。

5.7伸缩装载管能力CZ的确定，根据式（4-1）

20052006

2007（1～10月）83687

由于货源的原因，该企业火车装车站的年装车量没有达到其最大的年通过能力。

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