《重载铁路新技术》PPT课件.ppt
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1、重载铁路技术重载铁路1什么是重载铁路?重载铁路定义:用于运载大宗散货的总重大、轴重大的列车、货车行驶或行车密度和运量特大的铁路。列车重量5000吨,轴重达到或超过25t以上,在至少150km的线路区段单线年运量至少2000万吨以上。重载铁路是一种效率甚高的运输方式。重载列车需着重研究的问题是运行管理、轨道的适应性,以及大宗散货的装卸等。世界重载铁路概况重载运输已有近重载运输已有近50年的历史,美国、加拿年的历史,美国、加拿大、巴西、南非、澳大利亚、俄罗斯等大、巴西、南非、澳大利亚、俄罗斯等10多个国家开展了重载运输,列车牵引重量多个国家开展了重载运输,列车牵引重量不断提高,目前一般为不断提高,
2、目前一般为13万吨万吨。加拿大加拿大:典型单元重载列车编组为典型单元重载列车编组为124辆货辆货车,牵引重量为车,牵引重量为16000吨吨美国重载运输美国重载运输 美国是世界重载运输首创国,当前美国拥有全部铁路里程23万km,居世界首位。列车平均牵引重量达9632t,货物平均运距1199km。其中开展重载运输的级线路约16万km,其中初期运煤列车长6500m,重44000t,500车辆、6台机车 牵引。南非:南非:重载列车的牵引重量一般为重载列车的牵引重量一般为18500吨吨20000吨吨澳大利亚:澳大利亚:哈默利斯铁矿铁路重载列车一般哈默利斯铁矿铁路重载列车一般编组为编组为226辆货车,牵引
3、重量为辆货车,牵引重量为28000吨吨 2001年年6月月21日,澳日,澳大利大利BHP铁矿公司在铁矿公司在杨迪尔杨迪尔黑德兰间黑德兰间275km线路上,线路上,8台台AC 6000(4474kw)交流传动内燃机车交流传动内燃机车 牵牵引引682辆货车,列车全辆货车,列车全长长7353m,总重,总重99734吨吨,净载重,净载重82000吨吨,创造了重载,创造了重载列车新的列车新的试验记录试验记录。国外铁路重载运输编组概况国外铁路重载运输编组概况第一种重载运输的基本模式 长大列车:机车位于列车的首尾 问题:列车纵向冲击严重,容易引起断钩等事故?解决的方法:电空制动(ECP)第二种重载运输的基本
4、模式 组合列车(单元列车):列车由几个单元组成,机车分布于列车中。问题:机车同步操纵?解决的方法:LOCOTROL国际重载铁路运输发展现状对比国际重载铁路运输发展现状对比国家国家主要重载线路主要重载线路代表代表运营里程运营里程轴重轴重牵引重量牵引重量线路类型及装备线路类型及装备备注备注美国美国BNSFBNSF、UPUPCSXCSX、NSNSKCS ICKCS IC19.2919.29万万kmkm35.7t35.7t39t39t12000t 12000t 20000t20000t准轨准轨66kg66kg轨内燃轨内燃加拿大加拿大DP CNDP CN4.74.7万万kmkm35.735.7 39t3
5、9t12000t12000t20000t20000t准轨准轨66kg66kg轨内燃轨内燃澳大利亚澳大利亚BHPBHPQR(QR(昆士兰昆士兰)462km462km1600km1600km35.7t35.7t25t25t20000t20000t8000t8000t准轨准轨66kg66kg轨内燃轨内燃窄轨窄轨54kg54kg轨电气轨电气60006000万万t/t/年年重载占重载占86%86%南非南非OrexOrexRechardRechard868km868km560km560km28t28t 30t30t26t26t20000t20000t20000t20000t窄轨窄轨60kg60kg轨电气轨
6、电气窄轨窄轨57kg57kg轨电气轨电气单线单线35003500万万t/t/年年80008000万万t/t/年年巴西巴西CVRDCVRD卡拉其卡拉其维多利亚维多利亚892km892km980km980km30t30t30t30t21000t21000t15000t15000t宽轨宽轨68kg68kg轨内燃轨内燃宽轨宽轨60kg60kg轨内燃轨内燃单线单线50005000万万t/t/年年单线单线瑞典瑞典LKABLKAB540km540km30t30t8500t8500t准轨准轨50kg50kg轨电气轨电气单线单线30003000万万t/t/年年 国际重载运输发展的主要技国际重载运输发展的主要技术
7、特征是:大功率交流传动机车、术特征是:大功率交流传动机车、LocotrolLocotrol多机车无线同步控制系统、多机车无线同步控制系统、ECPECP电控空气制动系统、高载重电控空气制动系统、高载重率轻量化铝合金敞车、大轴重低率轻量化铝合金敞车、大轴重低动力货车转向架、调度集中系统动力货车转向架、调度集中系统等。等。、我国重载运输发展历程、我国重载运输发展历程第一阶段自1985至1990年,通过旧线改造,发展组合式重载列车。在一系列试验的基础上,北京铁路局于1985年3月正式开行了大同秦皇岛的组合式重载列车,列车总至7400t,双机牵引。采用了高摩合成闸瓦、103型制功阀、滚动轴承及13号车钩
8、等多项新技术。为了扩大重载列车的开行范围,并能普遍推广组合式重载列车,发展了“非固定”式的重载组合列车,即不受车底、车型、车钩及缓冲器的限制。沈阳、北京、济南、郑州及上海等铁路局先后组织开行了组合列车,有效地缓解了运输能力紧张的局面,同时也暴露了技术滞后,并且不配套等问题。第二阶段自1990年至1992年,大秦铁路的建成开通后,进行了大量的单项试验、综合试验及开行试验,并于1992年分别正式开行单机牵引6000t、双机牵10000t的单元式重载列车,采用120型制动机、高强度旋转式车钩及大容量缓冲器等多项新技术,车辆轴重为2lt。第三阶段为1992年以后。对沿海繁忙干线进行技术改造,开行整列式
9、重载列车,牵引重量为5000t及其以上。整列式重载列车的运输织方式与普通列车基本相同,机车挂于列车头部,列车的运行、到达、装卸和机车的换挂都采用通常的办法,但在列车编组时要对旧型车辆进行限制,列车的操纵也有严格要求。这种重载列车模式对繁忙干线的扩能具有普遍意义。二、大秦铁路 20032003年以来,中国铁路依靠技术创新,持续年以来,中国铁路依靠技术创新,持续提高大秦铁路运输能力。提高大秦铁路运输能力。2007200920072009年,大秦年,大秦铁路年运量都超过了铁路年运量都超过了3 3亿吨,其中最高达到亿吨,其中最高达到3.43.4亿亿吨,是原设计能力的吨,是原设计能力的3.43.4倍。中
10、国大秦铁路已成为倍。中国大秦铁路已成为世界上运量最大的重载铁路世界上运量最大的重载铁路 大秦线多山区、多曲线、多隧道,最长的军都山隧道 8.4公里,重车方向有两段长大下坡公道,分别为47公里和50公里,坡度分别为8.2和9.1,最大坡度达12大秦线万吨以下重载列车大秦线万吨以下重载列车主要问题有:主要问题有:长大下坡道上空气制动机缓解后充风不足长大下坡道上空气制动机缓解后充风不足不能执行不能执行技规技规251251条规定以条规定以20km/h20km/h速度缓行要求速度缓行要求多机车牵引的协调操纵和合理利用牵引动力的性能不具备多机车牵引的协调操纵和合理利用牵引动力的性能不具备运煤敞车轴重运煤敞
11、车轴重21t21t,空重比为,空重比为0.38,0.38,载重系数太低载重系数太低SS4SS4型电力机车启动牵引力不足型电力机车启动牵引力不足调度指挥系统装备落后。调度指挥系统装备落后。我国铁路重载运输是从我国铁路重载运输是从19831983年开始研究试验,由铁科院主持在环行线上首年开始研究试验,由铁科院主持在环行线上首次进行了万吨列车的试验并取得成功,同年大秦线开始正式修建,目标是开次进行了万吨列车的试验并取得成功,同年大秦线开始正式修建,目标是开行行1 1万吨重载列车,煤炭年运量达万吨重载列车,煤炭年运量达1 1亿吨。亿吨。19881988年大秦线一期工程完成并开通运营,年大秦线一期工程完
12、成并开通运营,19901990年在大秦线上进行了单元万吨年在大秦线上进行了单元万吨重载列车运行试验和重载列车运行试验和SS3SS3电力机车双机重联牵引万吨重载列车运行试验,在试电力机车双机重联牵引万吨重载列车运行试验,在试验开行万吨列车期间,也暴露出一些技术装备性能上的不足。验开行万吨列车期间,也暴露出一些技术装备性能上的不足。到到19971997年,万吨列车仅开行了年,万吨列车仅开行了5353列。由于在行车安全、机车质量等方列。由于在行车安全、机车质量等方面陆续暴露出严重问题,引起各级领导的高度重视,于面陆续暴露出严重问题,引起各级领导的高度重视,于19981998年年3 3月月1111日决
13、定日决定SS4SS4改进型电力机车单机牵引由改进型电力机车单机牵引由60006000吨下调为吨下调为50005000吨、吨、55005500吨。吨。大秦线开行的7200t小列万吨单元列车万吨单元列车 20032003年,是大秦年,是大秦线重载运输迅猛发展线重载运输迅猛发展的一年。这一年,先的一年。这一年,先后在北同蒲线、大秦后在北同蒲线、大秦线进行了线进行了SS4SS4改机车改机车双机重联牵引双机重联牵引1 1万吨、万吨、DJ1DJ1机车双机重联牵机车双机重联牵引引1 1万吨、万吨、1 1万万2 2千吨千吨的静置试验和运行试的静置试验和运行试验。验。9 9月月1 1日,铁道部日,铁道部在湖东电
14、力机务段举在湖东电力机务段举行了单司机执乘万吨行了单司机执乘万吨列车首发式。列车首发式。此后使用此后使用DJ1DJ1机车每日开行机车每日开行5 5对万吨列车,单司机执乘、对万吨列车,单司机执乘、3 3人配班,机车交路为安人配班,机车交路为安太堡(云岗)太堡(云岗)湖东湖东柳村间柳村间“随车继乘肩回式半循环交路随车继乘肩回式半循环交路”。自此,标志着大。自此,标志着大秦线重载列车迈出了新步伐。秦线重载列车迈出了新步伐。人工组合万吨列车人工组合万吨列车 20042004年大秦线年运量目标年大秦线年运量目标1.51.5亿吨,从当时大秦线运输现状看,万亿吨,从当时大秦线运输现状看,万吨列车装车点有限,
15、列车密度已经达到每吨列车装车点有限,列车密度已经达到每1313分钟开行分钟开行1 1列。为了提高运列。为了提高运输效率、减少列车编组时间,根据国外重载列车机车分布式牵引原理,输效率、减少列车编组时间,根据国外重载列车机车分布式牵引原理,结合大秦线运输实际,前部机车与中部机车采用电台呼唤,通过人工操结合大秦线运输实际,前部机车与中部机车采用电台呼唤,通过人工操纵实现基本同步。纵实现基本同步。20042004年年4 4月月3030日进行了人工万吨组合列车静置试验;日进行了人工万吨组合列车静置试验;20042004年年5 5月月17172626日在日在大新大新-湖东间及湖东湖东间及湖东-茶坞间分别进
16、行了茶坞间分别进行了2 2次运行试验。通过试验数据分次运行试验。通过试验数据分析,上级决定大秦线开行人工万吨组合列车。析,上级决定大秦线开行人工万吨组合列车。6 6月月2525日正式开行人工万吨日正式开行人工万吨组合列车,组合列车,20062006年年2 2月月8 8日达到日开行日达到日开行3636对,截止到对,截止到20062006年年6 6月月3030日已开行人日已开行人工万吨组合列车工万吨组合列车1016610166对,因人工操纵无法真正实现同步控制,陆续暴露对,因人工操纵无法真正实现同步控制,陆续暴露出一系列行车安全问题。出一系列行车安全问题。存在主要问题存在主要问题:1、前部机车利用
17、电台联系中部机车指挥操纵,同步性能差,极易引起前部机车利用电台联系中部机车指挥操纵,同步性能差,极易引起列车冲动,甚至因电台联系不通,操纵不同步,发生列车断钩分离列车冲动,甚至因电台联系不通,操纵不同步,发生列车断钩分离事故。事故。2 2、列车在低速运行时,产生紧急制动可能引发车辆车钩挤压事故。、列车在低速运行时,产生紧急制动可能引发车辆车钩挤压事故。20032003年,铁道部根据国民经济发展的需求,做出了大幅度提高大秦铁路运输能力的决年,铁道部根据国民经济发展的需求,做出了大幅度提高大秦铁路运输能力的决定。经过定。经过2 2年多的科学论证与试验,通过系统集成创新,于年多的科学论证与试验,通过
18、系统集成创新,于20062006年年3 3月月2828日在大秦铁路正式日在大秦铁路正式开行了开行了2 2万万t t重载组合列车,大幅度提高了大秦铁路的运输能力,使中国铁路重载运输技术重载组合列车,大幅度提高了大秦铁路的运输能力,使中国铁路重载运输技术水平跨人了世界先进行列。水平跨人了世界先进行列。2 2万万t t重载组合列车的开行,使大秦铁路仅用了重载组合列车的开行,使大秦铁路仅用了4 4年时间实现了年时间实现了年运量从年运量从20022002年的年的1 1亿亿t t到到20072007年的年的3 3亿亿t t的飞跃,创造了世界重载铁路年运量的世界纪录。的飞跃,创造了世界重载铁路年运量的世界纪
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