一、項目背景
我國鐵路運輸煤炭以敞篷車（敞篷車的型號為C61、C64、C62、C70 等）為主，運輸時煤炭完全暴露在空氣中，火車運行煤炭容易從高速運行的列車車廂上灑落到車廂外，造成鐵路沿線被煤塵污染，特別是兩輛火車相向會車時如果掉下煤塊將直接威脅到火車及人身安全。為此，相關(guān)鐵路局對火車皮煤炭裝車提出嚴(yán)格要求，即煤炭裝車高度不許超過車廂30公分，車廂兩側(cè)煤炭必須低于車廂5公分，火車車廂幫上不許有煤，提速段的鐵路局要求為煤炭裝車高度與車廂一平，車廂兩側(cè)煤炭必須低于車廂5公分，只有達(dá)到上述要求方可運輸。而國內(nèi)大多數(shù)煤炭企業(yè)的煤炭裝車后要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)噸位，裝車高度都高于車廂高度，最高的高出車廂500毫米，如果要達(dá)到鐵路部門要求只能少裝，因此而造成虧噸現(xiàn)象，以內(nèi)蒙古地區(qū)煤炭為例，每噸煤的運費按100元/噸計算，每節(jié)車廂少裝2～6煤炭，給企業(yè)造成的經(jīng)濟損失就是200～1600元，每運輸1億噸煤炭造車的經(jīng)濟損失就是1.4～4.2億元。國內(nèi)所有煤炭企業(yè)都面臨此問題，損失巨大，而且因為虧噸還造成鐵路運力的浪費。
目前，我國在鐵路運輸煤炭方面推廣應(yīng)用了一種煤炭抑塵技術(shù)，即在煤炭裝車后在煤炭表面噴灑一層抑塵劑，使煤炭表面形成一個厚1～2公分的硬殼，從而避免了煤塵的產(chǎn)生，達(dá)到安全環(huán)保的目的。但對于粒度較大的煤炭效果不佳，噴灑抑塵劑后煤炭由于顆粒大粘接面積小，粘不牢，火車在運行過程中產(chǎn)生的震動使煤炭變松散，不能形成硬殼，最終沒有達(dá)到安全環(huán)保的效果，還是會產(chǎn)生煤塵等，給鐵路運輸帶來隱患。
二、煤炭裝車整形、壓實方法及存在問題
1.火車運煤裝車及平整方法
一是用裝載機進(jìn)行裝車；二是采用現(xiàn)代化的定量裝車系統(tǒng)進(jìn)行煤炭裝車，此種方法快速安全，裝車效果好，一般都能達(dá)到鐵路要求，無需平車作業(yè)，但對于密度較低的煤炭存在虧噸問題；三是將用裝載機或快速定量裝車系統(tǒng)裝載到規(guī)定噸位（即不虧噸）的車廂煤炭用碾壓滾進(jìn)行碾壓，對煤炭的平整；四是用平煤刮板對煤炭表面進(jìn)行刮平。
2.存在的問題
（1）第一和第二種煤炭方式平整方式，存在勞動強度大、達(dá)不到鐵路運輸要求、工作效率低以及存在虧噸的問題。第三種煤炭平整方式對車廂損害較大，還引起車廂兩幫漲鼓變形，甚至車門損壞，對鐵路安全運行帶來危害。第四種方法，煤炭裝車高度高于車廂100毫米以上時，不能達(dá)到裝車高度不高于車廂和車廂兩側(cè)煤炭低于車廂5公分的要求，存在虧噸現(xiàn)象。操作不當(dāng)還容易將煤炭刮到車廂外，灑落在鐵軌上，存在安全隱患，增加了人工清掃的工作量。
（2）平車刮板或滾筒均采用的是人工現(xiàn)場操作，控制不當(dāng)會造成煤炭灑落到車廂外和車幫上，因此必須每班配備專門人員清理車幫以及地面的落煤；室外操作環(huán)境惡劣，人員在火車運行中操作存在很大的安全隱患；人工操作不當(dāng)，提升或下放滾筒不及時還會發(fā)生撞車現(xiàn)象，影響裝車和噴淋作業(yè)。
（3）目前國內(nèi)的平車器包括防撞式平車器都存在撞車隱患，即：人員誤操作，溜號忘操作，電器和液壓系統(tǒng)故障，自動化控制系統(tǒng)故障，意外停電等原因的存在，都不可避免的會出現(xiàn)平車器不能及時提起從而造成與火車皮相撞的現(xiàn)象，造成重大損失。
三、火車車廂噴灑防凍液和抑塵劑的方法及存在問題
1.目前，對煤炭表面進(jìn)行封塵劑噴灑主要采用人工噴灑和通過封塵劑自動噴灑裝置進(jìn)行噴灑兩種方法。
2.存在的問題
（1）人工噴灑時，由于噴灑控制操作頻繁，操作人員很難實現(xiàn)噴灑泵、電磁閥和滾筒之間的配合，造成封塵劑噴灑流量和噴灑位置的不穩(wěn)定，影響噴灑質(zhì)量和固化效果。
（2）采用封塵劑自動噴灑裝置，雖然實現(xiàn)了對封塵劑噴灑的自動控制，但為了避免因兩節(jié)車廂之間噴灑泵短時間之內(nèi)頻繁開啟、關(guān)閉而造成噴灑泵損壞，通常讓封塵劑自動噴灑裝置一直處于工作狀態(tài)，直到整個噴灑過程完成為止。這樣會導(dǎo)致從第二節(jié)車廂起到最后一節(jié)車廂的頭部所噴灑的封塵劑量過多，造成浪費，增加成本。
（3）噴淋防凍液、抑塵劑系統(tǒng)，各自獨立，多人在操作室分別控制各自系統(tǒng)。雖然噴淋實現(xiàn)了自動控制，但是風(fēng)大時噴淋效果不佳，防凍液、抑塵劑灑落到地面和鋼軌上，造成污染和腐蝕等。
（4）沖洗車箱間的掛鉤，人工手動沖洗，站在室外操作，風(fēng)雨和寒冷天氣作業(yè)，人員清掃鐵路上的積水，費時費力，勞動強度大，效果無法保證。
（5）裝車和壓實、整形過程中，產(chǎn)生大量的煤塵和落煤，灑落在鐵軌、枕木、路基上；沖洗車箱連接掛鉤和噴灑防凍液抑塵劑過程中，大量的水和少量的防凍液、抑塵劑灑落到鐵軌處。這都需要人員及時清掃，以免對鐵軌產(chǎn)生腐蝕，影響行車安全，工作量大，環(huán)境差。
（6）五項工作同時進(jìn)行，需要的人員多，安全隱患也多。人工操作，效果不穩(wěn)定，無法完全達(dá)到鐵路運輸規(guī)定，造成裝車延時，不達(dá)標(biāo)還會受到鐵路部門處罰。加大了企業(yè)負(fù)擔(dān)。
四、“五合一”方案特點
1.對國內(nèi)各個裝車站的噴淋、整形、壓實系統(tǒng)進(jìn)行改造升級，全部實現(xiàn)自動控制，一人操作即可。
2.使用安全型自動整形器專利技術(shù)，解決了傳統(tǒng)設(shè)備安全隱患多，一旦出現(xiàn)故障造成車皮或系統(tǒng)損壞，影響鐵路運輸?shù)碾y題；還可將車幫上的落煤自動清掃進(jìn)車廂。
3.減少人員數(shù)量，保證裝車、噴淋、平車質(zhì)量，安全可靠實現(xiàn)一次性通過，全部滿足鐵路要求。
4.對抑塵劑、防凍液噴灑系統(tǒng)方面進(jìn)行了改進(jìn)，解決了風(fēng)大時抑塵劑灑落到車廂外的問題。
5.在煤炭裝車和平車作業(yè)過程中灑落的煤炭和產(chǎn)生的煤塵清掃方面，研制專用清掃設(shè)備，提高清掃速度和效率，減輕勞動強度，改善作業(yè)環(huán)境。
6.占地面積小，造價低，運行可靠，維護(hù)簡單；減少人員一半以上，節(jié)能環(huán)保。
五、方案設(shè)計
設(shè)計方案示意圖
六、項目產(chǎn)業(yè)化前景
1.推廣對象
全國各個鐵路局管轄范圍內(nèi)的所有煤炭生產(chǎn)、裝車運輸企業(yè)。
2.推廣方案
本公司與鐵路局合作開發(fā)和推廣，公司派專人負(fù)責(zé)設(shè)備生產(chǎn)、安裝、使用、維護(hù)與日常經(jīng)營管理。鐵路局負(fù)責(zé)項目推廣立項的相關(guān)工作，即將本項目與現(xiàn)有的噴灑站項目相結(jié)合，在每個有噴灑站的地方設(shè)立一個整形站。
七、運營模式
雙方簽訂長期合同，項目建設(shè)資金全部由本公司投入。項目人員和日常管理由本公司負(fù)責(zé)。鐵路局負(fù)責(zé)本項目實施情況監(jiān)督工作和整形效果質(zhì)量檢查工作，向煤炭生產(chǎn)運輸企業(yè)收取2元/噸的噴淋、整形、壓實清掃費，其中付給本公司1元/噸的服務(wù)費。
八、效益分析
2018年一季度全國鐵路煤炭日均裝車9.34萬車，其中至少50%是快速裝車站裝車，平均一個裝車站日裝車500車計算，全國裝車站數(shù)量至少為9.34萬×50%/500車=93.4個。如果其中三分之一的裝車站有改造需求，則需要改造的裝車站數(shù)量為31個，改造一個裝車站需要的費用100～400萬元（小改和新建的費用有所不同），則改造裝車站的投資為3100萬元～12400萬元。
1.設(shè)備生產(chǎn)銷售的效益測算
生產(chǎn)和銷售一套設(shè)備的純利潤率按30%計算，一套的利潤為30萬元～120萬元。全部31個項目改造完可實現(xiàn)利潤930萬～3720萬元。
2.按照噴淋、整形作業(yè)總承包方式的效益預(yù)測
總投資31個裝車站，平均一個站建設(shè)資金改造一個裝車站成本費用70～280萬之間，全部改造需要資金2170萬～8680萬。
31個裝車站，平均年裝車量為1000萬噸的話，噴淋和降高的收費標(biāo)準(zhǔn)為2元/噸，年收入為：31×1000萬×2元/噸=6.2億元。運行成本為0.5元/噸，噸煤可實現(xiàn)利潤1.5元，年利潤為1.5元/×31×1000萬=4.65億元。
若與鐵路或電氣化局合作推廣，公司與鐵路電氣化局的利潤分配比例為4：6的話，則鐵路電氣化局無需投入一分錢，就可獲得年利潤2.79億元，我公司可獲得年利潤1.86億元。
九、項目推廣的意義
1.所有鐵路煤炭裝車可以達(dá)到真正的裝車標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)環(huán)保安全的要求。
2.煤炭生產(chǎn)和運輸企業(yè)實現(xiàn)安全快速高效裝車，每年還可為企業(yè)減少因虧噸造成的損失20億元左右。以內(nèi)蒙古地區(qū)煤炭為例，每噸煤的運費按100元/噸計算，每節(jié)車廂少裝2～6噸煤炭，給企業(yè)造成的經(jīng)濟損失就是200～1600元，每運輸1億噸煤炭造車的經(jīng)濟損失就是1.4～4.2億元。
3.實施該項目可解決2500人的就業(yè)問題。
4.因鐵路煤炭運輸實現(xiàn)了不虧噸，相當(dāng)于間接提高了鐵路煤炭運輸能力，減輕了鐵路煤炭運輸壓力，鐵路、企業(yè)、國家同時受益，產(chǎn)生巨大的社會價值。
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小編評論
我國鐵路運輸煤炭以敞篷車為主，運輸過程中面臨著經(jīng)濟損失、運力浪費等眾多問題。本節(jié)能安全型火車運煤自動整形器有著能耗低、安全高效、效果佳、節(jié)省人力物力財力等多方面的優(yōu)勢，產(chǎn)業(yè)化前景廣闊，經(jīng)濟效益不凡，具有很大的推廣意義。
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