燃煤发电厂双车翻车机总体设计说明教材.docx
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燃煤发电厂双车翻车机总体设计说明教材
浙江浙能兰溪发电厂工程
4×600MW机组翻车机系统
总
体
设
计
说
明
武汉电力设备厂
一、绪论
本次设计依据是武汉电力设备厂和浙江浙能兰溪发电厂签定的《浙江浙能兰溪发电厂4×600MW超临界燃煤发电机组翻车机卸车系统采购合同》。
双车翻车机系统包含“C”型双车翻车机、重车调车机,夹轮器、双车翻车机迁车台、空车调车机、地面安装单向止挡器、除尘系统、振动斜煤箅。
翻车机系统设计成能装卸型号为C60、C61、C62、C62A、C62M、C64和C65的轨道车厢。
翻车机系统设计的能力每小时20个周期，即每小时40个轨道车厢。
二、工程概况
2.1厂址概况
浙能兰溪发电厂厂址位于浙江省金华兰溪市东南部的灵洞乡石关村，厂址北面距石关村约130m，距兰溪市区中心约4.5km，离金华市约21km。
金兰中线（金华-兰溪）公路从厂址中部经过。
铁路金千线紧靠厂址北侧，从厂址东南往西北方向通过，铁路专用线接轨站为距厂址东南约2.3km的功塘站。
金华江紧靠厂址西南面，流向为从厂址南面流向西北方向。
2.2本期工程简介
本期工程安装四台超临界600MW燃煤机组，并留有再扩建的可能。
2.3燃煤运输
本工程设计煤种为淮南烟煤，校核煤种为烟混煤，全程铁路直达运输，年需煤量约600万吨，全部采用翻车机卸煤方式，不考虑其他卸煤方式。
三、设计和运行条件
3.1系统概况和相关设备
根据本工程设计煤种时年耗煤量的要求，设计并列布置二台折返式双车翻车机卸车系统，运煤列车整列从矿区始发直达电厂专用线，整列编组近期按48辆考虑，电厂卸空车组织原列回空。
厂内专用线按二重二空布置，另设车辆临修线一股（建设期兼作大件运输线）。
3.2工程主要原始资料
3.2.1气象资料
累年平均气压（hPa）1010.7
累年平均气温（℃）17.6
累年平均最高气温（℃）22.1
累年平均最低气温（℃）14.2
最热月平均气温（℃）29.7（七月）
最冷月平均气温（℃）5.3（一月）
极端最高气温（℃）41.3（1966年8月9日）
极端最低气温（℃）-8.2（1970年1月16日）
累年平均相对湿度（%）76
累年最小相对湿度（%）8（1986年3月7日）
累年平均水汽压（hPa）17.3
累年平均降水量（mm）1476.5
最大年降水量（mm）2150.6（1954年）
最小年降水量（mm）891.3（1978年）
最大24小时降水量（mm）145.2
最长连续降水天数（d）10
过程降水量（mm）426.1
累年平均蒸发量（mm）1445.6
累年平均雷暴日数（d）36
累年最多年雷暴日数（d）66（1975年）
累年最大积雪深度（cm）38
50年一遇基本雪压值（kN/m2）0.55
累年平均风速（m/s）1.6
50年一遇十分钟平均最大风速（m/s）24
瞬时最大风速（m/s）>40
全年主导风向NNE
冬季主导风向SE
夏季主导风向NNE
3.2.2厂址场地地震动峰值加速度为0.05g。
3.2.3燃煤
3.2.3.1煤物理特性
原煤粒度：
≤300mm；
散状密度：
0.85~1.0t/m3；
安息角：
20o。
3.2.3.2煤质资料：
项目
单位
设计煤种
校核煤种
淮南烟煤
变动范围（绝对值）
烟混煤
收到基碳Car
%
56
±3
61
收到基氢Har
%
3.5
±0.5
3.5
收到基氧Oar
%
5.96
±2
5.41
收到基氮Nar
%
1.1
±0.1
1.1
收到基硫Sar
%
0.44
+0/-0.14
0.99
空气干燥基水分Mad
%
2
±1
6
收到基全水分Mt
%
8
±3
14
收到基灰分Aar
%
25
±5
14
干燥无灰基挥发分Vdaf
%
39
±5
30
收到基低位发热量Qnet，ar
MJ/kg
22
±2.2
24.5
哈氏可磨系数HGI
55
＞50
50
3.2.3.3耗煤量
本工程的设计煤种为淮南烟煤，校核煤种为烟混煤，计算耗煤量如下：
机组容量
耗煤量
1×600MW
4×600MW
设计煤种
校核煤种
设计煤种
校核煤种
小时耗煤量（t/h）
242.2
217.5
968.8
870
日耗煤量（t/d）
4844
4350
19376
17400
年耗煤量（104t/a）
133.21
119.625
532.84
478.5
注：
1.小时耗煤量为锅炉在BMCR工况下的煤耗；
2.日运行小时数按20小时计；
3.年运行小时数按5500小时计；
3.3安装运行条件
3.3.1车流组织
根据电厂的煤炭运量，计算本工程装卸车数和列车对数如下：
项目
4×600MW
设计煤种
校核煤种
本期年耗煤量（万吨）注1
532.84
478.5
本期日耗煤量（吨）
19376
17400
日需接卸量（吨）注2
25188.8
22620
折合日均卸车数（辆）
420
377
圆整日均卸车数（辆）
432
384
折合日均列车数量（列）
9
8
注：
1.年耗煤量按锅炉在BMCR工况下运行5500小时煤耗计；
2.来煤不均衡系数按1.3考虑。
3.3.2车辆条件
根据目前铁路运输车辆的情况，翻车机应能适应C60、C61、C62、C64等常用车型及即将投入运营的新车型（详见4.6.2）。
3.3.3接卸运行班次
接卸车运行按三班作业考虑，每班运行6小时，合计每天18小时。
3.3.4安装运行条件
翻车机及其调车设备为重型工作制，设计寿命30年，年运行时间按5400小时考虑。
四、系统设计参数
4.1车厢装卸
型号
C60
C61
C62
C62A
C62M
C64
C65
载重量（t）
60
61
60
60
60
61
65
皮重（t）
17.2
23
20.6
21.7
21.2
22.5
19.3
车钩两端长度（mm）
13908
11938
13442
13438
13438
13438
13942
厢身外长度（mm）
13000
11000
12500
12500
12500
12500
13000
厢身最低高度（mm）
2997
2981
3083
3083
厢身最大高度（mm）
3137
3293
2993
3095
3079
3142
3267
厢身最大宽度（mm）
3160
3242
3190
3196
3180
3242
3190
转向架Crs（mm）
9200
7200
8700
8700
8700
8700
9200
连接装置中心线与铁轨顶部之间的距离，最大为880mm，最小为815mm。
这个范围是为新空车厢和原负载车厢设定的。
适用铁路轨距为1435mm.。
4.2材料装卸
装卸的材料是煤。
煤质:
见前面说明密度:
0.85to1.0t/m3大小:
<300mm天然静止角:
38°-40°
超载角:
20º
注：
采用0.85t/m3进行容积计算。
采用1.0t/m3进行动态力和负载的计算。
4.3作业周期和性能
列车最多车厢数为48节。
翻车机系统应设计成能按下述说明的能力卸载车厢：
设计能力:
每台翻车机40车厢/小时，例如，每台翻车机20周期/小时
这相当C61车厢列车2400吨/小时。
5,328,400吨/年总年物料通过量由双车翻车机系统进行装卸。
每台翻车机系统应设计为最小2x106周期，其使用寿命为30年，每年5400小时。
4.4环境
温度
最高温度：
+41.3°C
最低温度：
-8.2°C
平均温度：
+17.6°C
降雨量:
最大降雨量：
2150.6mm/年
最小降雨量：
891.3mm/年
平均降雨量：
1476.5mm/年
降雪量:
降雪量设计荷载：
0.55kN/m2
风速:
工作风速：
24m/s
停工风速：
40m/s
相对湿度:
最大相对湿度：
在20+5°C时，90%
地震:
现场地震动态峰值加速度：
0.05g加速
噪声等级:
在室外工作现场最大噪声等级：
85dB（A）
（离噪声源1米处测得）
五、设备概述
翻车机为C型双车翻车机，机车不通过，允许重车调车机调车臂通过。
一次可翻卸两节重车。
重调机装有前后车钩，担负重车线上重车牵引及空车推送作业。
迁车台位于翻车机出口端，在重车线和空车线间移动。
空车调车机用来推送迁车台上的空车至空车线集结。
空车线的进车端安装单向止挡器，防止反向溜放。
1.翻车机本体
翻车机本体采用“C”型结构、二点支撑方式，本体应具有足够的强度和刚性，保证翻车机能安全可靠地运行，不会出现过度的应力和挠曲。
机器结构设计所采用的标准为3x106应力翻转，这里一个完整的周期为一个应力翻转。
使用本设计方法能够确保每个构件的单位应力都较小，在正常运行条件下设备的使用寿命较长。
本C型翻车机能够倾卸两台车厢。
车厢从入口侧和出口侧进行摘钩。
翻车机的回转框架由安装在托辊装置的16个滚轮支承，回转框架由两个C型端盘构成，C型端盘由侧面靠车梁、顶部压车梁和平台托车梁加以跨接。
翻车机的回转动作由两套电子同步驱动装置通过驱动齿轮以及环绕翻车机端盘安装的齿条来实现。
回转框架――端盘，侧面靠车梁，顶部压车梁和平台托车梁
回转框架由两套重型焊接箱式C型端盘构成，端盘牢固地连接在一起以便形成一个箱形结构，一边留有开口。
每套端盘外围安装有重型轨道，齿条传动装置安装在端盘外侧用于驱动齿轮。
端盘之间的联接件包括侧面靠车梁、顶部压车梁以及平台托车梁三个箱形结构件，用于获得最大刚度并承受车辆及车辆倒置等相关荷载。
对端盘加工，以便安装环形轨道和齿条，加工的目的是为了保证整个回转框架转动动作平稳。
翻车机一侧为侧面靠车梁，安装两个可以移动的靠板，在翻转期间靠板支撑车厢。
靠板的工作面高度足够支撑最高的车厢，同时它还允许从最低处卸煤。
平台托车梁
平台托车梁由为箱形结构，重载车辆从平台上通过（不允许机车通过）。
平台上的轨道与地面轨道轨距和轨顶高度一致。
护轨装置安装在轨道内侧。
平台两侧的走台是为了便于安装和检修。
侧面靠车梁和靠板
侧面靠车梁装配有两个独立的靠板装置，一个车厢一个。
靠板装置两端的液压油缸控制靠板动作，目的是液压靠车而不损坏车辆。
如果靠板接触到车辆，油缸将被锁死以确保在翻转期间靠板不会回退而发生事故。
靠板在靠车时无冲击。
靠车部位设有耐磨衬板。
夹车机构
夹车机构由四个独立的液压夹车梁组成，安装在翻车机顶部压车梁上，能够根据车辆高度自动调整油缸下降行程。
夹车机构下降到与车辆顶部接触后，翻车机开始翻转并根据设计按照预先确定的角度进行锁定时，夹紧装置开始下降。
随着翻车机的翻转和物料的排放，车厢弹簧开始复位。
液压回路允许将弹簧力锁定于系统中，因而，它限制车厢上梁的最大弹簧力。
如果不能锁定油缸，翻车机将停止翻转。
当车厢返回到轨道水平，液压油缸将被接通，夹紧装置被提升。
翻车机具有检测和报警功能。
如果在翻转过程中，电源出现故障，夹具将保持锁定状态，不允许靠车夹紧装置松动。
翻车机的锁紧装置，保证不掉车。
夹车机构应平衡可靠，各压车机构可单独动作，压车力符合铁路部门的相应要求,并保证翻转过程中不得发生溜车和掉道。
托辊装置
两个端盘装配有环形轨道，它们在8个凸缘辊轮上运行。
辊子的滚动表面经过热处理。
托辊装置的滚轮受力平衡，机构便于维修和润滑，润滑点应相对集中。
轴承防水、防尘、耐磨，使用寿命不小于8万小时。
辊子装配有调心滚子轴承（即球面滚子轴承）,安装在牢固的摇臂上。
每一个摇臂都安装在基础的底座上。
滚轮和摇臂作为一个整体很容易卸除和更换。
可以通过调整托辊的位置来补偿轨道和滚轮的磨损。
驱动装置
翻车机由两个单独的电子同步驱动模块构成。
翻车机驱动装置布置在易起吊维护处，驱动装置不能受到煤流的冲击，且有易拆卸的防尘、防水护罩。
每一个驱动装置都包括一个变频电机、一个双螺旋减速齿轮和和同步轴以及驱动齿轮组成，并且在每一个端盘的周围配备有齿条。
驱动装置调速平稳可靠，以便启动及回零平稳，对车辆冲击小。
驱动装置还具有故障自动保险功能并且在齿轮装置和电机的高速轴上装配有液压盘式制动器。
制动器安全灵活，可使重车和空车及时停于任何位置。
两个驱动装置并非机械连接。
驱动构件安装在制造好的接地装置上，接地装置安装在底座上。
传动齿轮应具有足够的强度、韧性和耐磨性，啮合良好，不得有啃齿、撞齿情况发生，齿面经过热处理以提高硬度，在正常情况下保证使用寿命10年以上。
振动装置
翻车机本体设置有振打设施，其激振力应可调，翻车机本体钢结构在翻卸过程中的着煤处是耐磨材料，并有过度弧面，使翻车机回煤量尽量少，以减少翻卸后的余煤。
振动系统由振动电机振动翻车机的靠板构成来协助排放车辆余煤。
其它
翻车机本体液压系统管路布置采用管路总线，结构紧凑、简洁、美观，管路集中区域有相应的防积尘措施，方便维护和检修。
2.重车调车机
重车调车机的作用是安排车辆的停放。
摘钩之后，将两辆重车向前迁引并将他们定位在翻车机平台上。
这些车辆在卸货完成之后，由重车调车机将翻车机上的空载车辆推动到迁车台上。
重车调车机安装在重车线的旁边，在重调机轨道上运行。
它装配有一个重车调车机牵车臂，牵车臂在液压系统的驱动下可以抬落臂，通过自动摘钩装置，它能够实现与列车/车辆的连接。
车体
为满足强度和刚度方面的要求，车体（车架）部分为箱形结构。
行走传动装置安装在车体上，车体底部开孔以便放置驱动轴和驱动齿轮。
车体上四个端面/孔加工以便安装导向轮。
车体底部安装行走轮。
车体顶部钻孔安装重车调车机的车臂。
行走轮
总共有4个装配有两个圆锥辊子轴承的行走轮，车轮踏面的硬度应达到280-320HB。
导向轮
4个导向轮的作用是平衡牵引车辆的扭矩。
导向轮固定在车体上，车体的每一端有两个导向轮。
每一个导向轮均为立轴偏心结构，这个偏心轮用来调整导向轮与轨道的间隙。
牵车臂
重车调车机牵车臂的作用是牵引车辆并向重车调车车体传送驱动力和抑制力。
另外，在将两节重车牵引到翻车机平台上时，重车调车机臂还能够将两辆空载车缓冲到迁车台上。
车钩装置装在牵车臂上，用于连挂重车线上的车辆。
牵车臂还安装有减震缓冲头用于车钩牵引和推送时起缓冲作用。
重调机的前后车钩设有车钩扶正装置。
牵车臂为焊接件，绕轴转动，轴固定在车体上。
牵车臂的抬落由液压系统控制。
此外，车钩装置也是通过液压系统控制以实现自动摘钩。
行走传动装置
重车调车机上安装有6个行走传动装置。
行走传动装置通过垂直安装的驱动齿轮推动设备沿着其轨道前进，驱动齿轮同地面安装的齿条啮合。
每个驱动装置沿着车体的设计最大力为12.5吨，它由一个变频电机、立式行星减速机和驱动齿轮组成。
此外，还装配有盘式制动器和转矩极限连接器以防止系统在受到碰撞或是紧急制动时由于构件的惯性而受到损害。
重调机起、制动平稳可靠，调速方便，运行灵活，定位准确，可以满足系统各种运行工况。
齿轮齿条均精加工，齿条精度不低于9级。
齿轮齿条间啮合良好，没有啃齿、撞齿现象发生，齿面经过热处理，硬度、韧性和耐磨性能很好。
重车调车机齿轨装置
轨道用于重车调车机行走，作用是承受来自重车调车机的垂直载荷和水平载荷。
重车线轨道由两根标准钢轨构成。
轨道中间是实心式连续钢板（即导向块），起导向作用。
纵向驱动齿条安装在导向块上，为加工齿条。
缓冲器
重车调车机装配有液压型缓冲器，两个安装在重调机车体的尾部，另外两个安装在车体两侧。
如果行程超过超行程极限开关设定的区域，它将起缓冲作用。
电缆传输设备
地面与设备之间应配备一套挂缆系统以便传输电缆。
润滑系统
配备集中式润滑系统来润滑行走轮和导向轮轴承以及驱动齿轮轴承等。
3.双车迁车台
双车迁车台由车架、行走轮、传动装置等组成迁车台，具有迁移两节重车的能力。
4组行走轮安装在车架上，在4个地面轨道上运行。
迁车台带有一个驱动装置，使用两个驱动齿轮与地面安装的销齿架啮合以传送推进力。
迁车平台安装有单向止挡器以确保车车辆在调车期间不滚动。
车架
车架为焊接结构，由两个箱形梁组成，用网纹钢板加以装饰。
行走轮
总共有4组行走轮。
其中位于迁车台进口端的行走轮为凸缘滚轮，其它三组为平滚轮。
行走轮的作用是承受垂直载荷。
行走轮为TIMKEN公司的AP120铁路轴承。
驱动装置
驱动装置由变频电机、减速机、同步轴和输出齿轮组成。
采用销齿传动，以防止打滑，运行平稳安全，起动灵活、制动无冲击，对位准确。
输出动齿轮位于同步轴的两端，与地面安装的销齿架啮合。
夹轨器
在迁车台的入口端安装有一套夹轨器，通过液压系统控制。
单向止挡器
在迁车台入口侧安装单向止挡器。
当止挡器上升时，它组织空车离开迁车机。
当停止装置下降时，单向止挡器允许车辆进入迁车台上。
缓冲装置
在迁车台的台架上安装有缓冲装置。
电缆支架
迁车台上的供电通过一套挂缆供电。
润滑系统
应在迁车机上提供局部油脂点以进行手动润滑。
4.空车调车机
空车调车机位于迁车台基坑的出口侧，用于推送翻卸完后进入迁车台上的空车皮返回空车线。
空车调车机在空车调车机轨道上运行，并由立式行走传动装置进行驱动。
空车调车机的推车臂为固定式推车臂，它推送以便将它们从迁车台上经过单向止挡器推到空车线上。
车体
调车装置的车体为焊接件，采用箱形结构。
下面装4组行走轮。
车体的侧面安装固定式推车臂。
车体上安装2套行走传动装置和4套导向轮。
行走传动装置
空车调车机上安装有2套行走传动装置。
行走传动装置通过垂直安装的驱动小齿轮与地面齿条啮合推动设备沿着其轨道前进。
结构与重车调车机的行走传动装置类似。
电缆传输设备
地面与机器之间应配备一套挂缆系统以便传输电缆。
润滑系统
在迁车机上提供局部油脂点以进行手动润滑。
5.夹轮器
列车夹轮器的目的为：
在列车被重车调车机向前指引要求停下时，夹轮器用来夹持列车并防止其移动。
夹紧力足够，放松时灵活方便，夹紧和放松快捷可靠。
夹轮器由夹钳绕轴转动，液压缸驱动。
夹钳到位后就开始夹紧车厢的轮子。
润滑
应在夹轮器上提供局部油脂点以进行手动润滑。
6.单向止挡器
单向止挡器安装在迁车台基坑出口侧的空车线上。
下降时，这允许空载车从迁车台上被调动，上升时，它防止空载车轮滚动回迁车台基坑。
单向止挡器由电动推杆控制升降。
7.振动煤箅子
为防止杂物和大块进入卸煤系统，在翻车机下、煤斗上设置振动煤箅子。
其激振力应可调，各振动器激振力保持均衡。
煤箅子有足够的刚度、强度和耐磨性，能够承受翻卸时煤流的冲击和冲刷。
煤箅子开孔尺寸为160mm×160mm。
8.喷水抑尘装置
喷水抑尘装置的两根管与管嘴一起安装在翻车机料斗的前后两侧，第三根管安装在翻车机的“非倾卸”侧。
安装在翻车机上的喷射系统运转时的旋转角大约为20°，安装在料斗上的喷射系统运转时旋转角大约为80°。
喷射系统
喷射系统在每个作用点处都装有合适的喷嘴。
水管中有一根长度为32mm的镀锌钻管，其上有孔，以便调节喷嘴装置的工作。
喷水泵站
这包括一个容积为12立方米的储水箱，上有人行道。
三根水管在功率为1.8立方/分水泵运作。
泵站设置水过滤装置。
互连管道
该互连管道的性能为适应流量而设计，由镀锌钢和螺旋管件制成。
所有扬尘点均设抑尘喷雾装置，雾化效果良好，抑尘效果应能达到当地环保要求。
9.电气设备及控制要求
电气设备的设计满足翻车机系统正常持续运行，并适应卸煤工艺流程中各项操作要求；事故时可以保证能安全迅速而有选择地切除故障，并能可靠地进行电动机制动。
电气联锁可靠、简单、经济，系统内各设备（机构）间设有联锁保护装置，能有效防止各类事故发生。
所有交流供电回路皆采用断路器作为保护元件。
交流电动机回路装设相间短路保护、接地故障保护及过载保护。
电动机回路（包括接触器回路）配置智能控制器。
为了维护、测试、检修和安全装设有隔离电器，隔离电器能将所在回路与带电部分有效地隔离。
当隔离电器误操作造成严重事故时，有防止误操作的措施。
翻车机达到全自动运行（作业）水平，提供以下运行方式：
全自动控制、部分自动控制和重要设备机旁手动控制。
翻车机卸煤作业线系统采用可编程序控制器（PLC）与上位机组成的控制系统进行控制，通过触摸屏和鼠标进行操作。
每套翻车机配一套CPU及电源模件冗余的PLC控制系统，两套PLC控制系统共用两套上位机。
在任一台上位机上可同时监控两套翻车机，当一台上位机故障时不影响两套翻车机的运行。
程序控制系统符合常规程控系统配置要求。
翻车机控制室设上位管理机进行操作控制，翻车机卸煤作业线系统中的基本过程控制功能在PLC完成，优化控制功能和过程管理功能在上位监控机完成。
翻车机控制系统留有与全厂辅控系统的通讯接口（冗余）和硬接线接口。
上位机放置在PLC机柜或控制台内。
PLC逻辑均采用功能块图（FBD）组态。
模拟量输入信号：
4～20mADC信号，最大输入阻抗为250Ω，系统提供4～20mA二线制变送器的直流24V电源。
模拟量输出信号：
4～20mADC信号，最大输入阻抗为250Ω，系统提供4～20mA二线制变送器的直流24V电源。
模拟量输出信号
4～20mA，具有驱动回路阻抗为大于600Ω的负载能力。
负端接到隔离的信号地上，系统提供24V的回路电源。
热电阻输入信号：
有直接接受三线制（不需要变送器）的Pt100等类型的热电阻能力。
数字量输入信号：
负端接到隔离地上，系统提供对现场输入接点的“查询”电压，并具有电隔离措施。
数字量输出信号：
采用电隔离输出，隔离电压≥250V。
能直接用于驱动级设备的控制回路，以便用于电动机、电动门、电磁阀的驱动。
否则加中间继电器，中间继电器的接点容量应满足：
220VAC5A，110VDC5A。
控制系统中如需要采用中间继电器。
过程输入/输出（I/O）信号中各模件采用有效的电隔离措施。
变频器特点：
（1）交流电源参数
额定电压
380V
电压正常变化范围
+10%~-10%
额定频率
50Hz
频率变化范围
+3%~-3%
380V母线侧短路电流
50kA（有效值）
中性点
直接接地系统
（2）变频器具有时间限制停电闭锁功能，即母线长时间（具体时间可以整定）停电后，恢复供电时，变频器不应立即启动。
（3）限流控制，将最大电流限制在1.0～1.1倍额定值。
（包括启动及调速过程），即恒转矩控制。
（4）能在瞬时（具体时间可以整定）停电后自动启动，继续停电前的状态，满足电流要求。
（5）变频器及电动机的各项保护功能在变频器内部完成。
在变频器出口装有隔离闸刀、变频器进口装有空气断路器，通过空气断路器向变频器供
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