油品輸送站裝車棧橋鶴管布局的優(yōu)化

黃芙蓉，李 勤

（沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)，遼寧 遼陽(yáng) 111000）

0 引言

一直以來(lái)，石油煉化企業(yè)的成品油大部分是通過(guò)鐵路罐車將產(chǎn)、供、銷這三個(gè)部門銜接起來(lái)，其業(yè)務(wù)流程是通過(guò)集團(tuán)公司下達(dá)的年度運(yùn)輸計(jì)劃、月度運(yùn)輸計(jì)劃向下屬單位分配調(diào)度單，鐵路部門根據(jù)使用單位需求合理分配鐵路裝車調(diào)度單，合理分配罐車走向，避免造成罐車阻滯現(xiàn)象。由于鐵路車皮資源有限，導(dǎo)致鐵路運(yùn)輸能力與運(yùn)輸數(shù)量不成比例，這讓本就緊張的鐵路運(yùn)力更為緊張。由此可見(jiàn)，在鐵路運(yùn)輸中，不僅調(diào)度管理非常重要，各個(gè)銜接部門的工作也很重要，而鐵路罐車裝車作業(yè)作為儲(chǔ)運(yùn)物流調(diào)度管理的銜接紐帶尤為重要。所以，如何高效快速裝車，實(shí)現(xiàn)鐵路罐車裝車自動(dòng)化就顯得頗為迫切。

1 裝車現(xiàn)狀

1.1 油品輸送站煉油廠裝車現(xiàn)狀

遼陽(yáng)市某公司油品輸送站于1997 年獨(dú)立運(yùn)行，因油品輸送站主要負(fù)責(zé)鐵路物流運(yùn)輸調(diào)度工作，所以它與很多公司有著業(yè)務(wù)往來(lái)，工作鏈條十分龐大。

公司下屬煉油廠西油品車間背負(fù)著全公司原油進(jìn)廠、原料輸送、中間產(chǎn)品收付、產(chǎn)品調(diào)度及產(chǎn)品裝車出廠等生產(chǎn)任務(wù)，車間的裝車棧臺(tái)主要承擔(dān)著公司柴油、汽油的火車裝車任務(wù)[1]。其中西油品車間目前大鶴管裝車共分1、2、3 道3 個(gè)裝卸車道，每個(gè)裝卸車道各有5 個(gè)車位，其中1、2 道共用1 個(gè)裝車棧橋；3 道獨(dú)自有1 個(gè)裝車棧橋，共有裝車鶴管46 個(gè)。所以鶴管高效快速對(duì)位裝車在目前油品輸送站煉油廠運(yùn)輸中占有很重要的地位和作用。

1.2 鶴管裝車作業(yè)簡(jiǎn)述

一批罐車入廠后，由機(jī)車分批牽引罐車進(jìn)入裝車棧臺(tái)，注意要在裝車作業(yè)前檢查好棧臺(tái)各項(xiàng)設(shè)施的安全，準(zhǔn)備工作完成后開始準(zhǔn)備裝車，打開鶴管內(nèi)壁鎖緊機(jī)構(gòu)，移動(dòng)臂到罐車罐口，對(duì)位完成打開鶴管操作外臂，使垂管完全插入罐車罐口開始裝車，這個(gè)過(guò)程是采用PLC 實(shí)現(xiàn)中控室自動(dòng)裝車控制鶴管對(duì)位。裝車作業(yè)完畢后慢慢拔出垂管，使臂與罐車脫離。每臺(tái)鶴管殘留油品通過(guò)定量裝車系統(tǒng)的油氣回收裝置管道自流進(jìn)入回收罐后，通過(guò)泵重新回到系統(tǒng)管道中進(jìn)行裝車。注意鶴管只能在裝車作業(yè)時(shí)打開，其余時(shí)間是復(fù)位鎖緊狀態(tài)，鶴管沒(méi)有復(fù)位前，罐車不可以進(jìn)入或駛離裝車區(qū)，在油品裝車作業(yè)時(shí)罐車不能移動(dòng)。

PLC 控制器是整個(gè)定量裝車系統(tǒng)的核心部分，根據(jù)棧臺(tái)的裝車實(shí)際情況控制鶴管的定量裝車，通過(guò)PLC 監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)泵的條件停止與狀態(tài)監(jiān)控，保證鶴管裝車達(dá)到設(shè)定量時(shí)準(zhǔn)確反饋給裝車控制器，實(shí)現(xiàn)鶴管定量裝車、流量精確控制。

由于采用定量裝車系統(tǒng)，在整個(gè)裝車操作流程可以通過(guò)PLC 將所有的工藝變量進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用于裝車的實(shí)時(shí)控制、報(bào)警；生成各種控制、顯示和報(bào)警畫面。為鶴管裝車自動(dòng)化、優(yōu)化鶴管裝車效率提供必要的硬件技術(shù)。

2 鶴管問(wèn)題優(yōu)化

2.1 鶴管數(shù)的計(jì)算

油品輸送站煉油廠西油品車間裝車棧臺(tái)長(zhǎng)度約150 m，臺(tái)面寬2 m，棧臺(tái)面高3.5 m，有3 個(gè)裝卸車道，一共46 個(gè)鶴管。如何在一個(gè)鐵路裝卸棧臺(tái)上合理的布置裝卸車鶴管，從而提高鐵路罐車裝車效率，是本文的重點(diǎn)內(nèi)容。

根據(jù)裝車棧臺(tái)現(xiàn)有情況，西油品車間一共有1、2、3 道3 個(gè)裝卸車道，每個(gè)裝卸車道各有5 個(gè)鶴位，其中1、2 道共用一個(gè)裝車棧臺(tái)，3 道獨(dú)自有1 個(gè)裝車棧臺(tái)[2]。

1、2 道鐵路裝卸車棧臺(tái)的車位數(shù)量如下：

精制0#柴油裝車10 個(gè)，每側(cè)各5 個(gè)；常壓0# 柴油裝車10 個(gè)，每側(cè)各5 個(gè)（其中有4 個(gè)裝卸車兩用）；加氫0#柴油裝車7 個(gè)；共計(jì)：27 個(gè)。

3 道鐵路裝卸車棧臺(tái)的車位數(shù)量如下：

-35# 柴油裝車7 個(gè)；石腦油裝車4 個(gè)；蠟油裝車4 個(gè)；尾油裝車4 個(gè)；共計(jì)19 個(gè)。

根據(jù)《石油化工鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》（SHT 3090-2017）的規(guī)定[3]，大鶴管液體裝卸線長(zhǎng)度：

式中：

L—大鶴管液體裝卸線直線段長(zhǎng)度，m；煉油廠西油品儲(chǔ)運(yùn)車間鐵路裝車棧臺(tái)的鐵路直線段長(zhǎng)度為84.465 m；

Lo—一輛罐車的平均長(zhǎng)度，取12 m；

Lj—機(jī)車全長(zhǎng)，m；根據(jù)實(shí)際情況采用；

La—最后一個(gè)停車位的末端距車擋的距離，取20 m；

n—罐車的個(gè)數(shù)。

式中：

L0—一輛罐車的平均長(zhǎng)度，取12 m；

Lc—最后一個(gè)停車位的末端距車擋的距離，取20 m；

由上式推導(dǎo)計(jì)算得出n=4（取整數(shù)位），故1、2、3 道鐵路只能布置4 個(gè)車位。

目前，車間的鶴管是桁架式上裝大鶴管，操作靈活，密封性好，但是占地面積較大，考慮到裝車棧臺(tái)有限的占地面積，以及在一個(gè)車位上盡可能多的布置鶴管，采取兩臺(tái)鶴管共用一個(gè)鶴位，以背靠背、頭對(duì)頭的布置方式，可使兩臺(tái)鶴管共用一個(gè)活動(dòng)梯，以減少占地，節(jié)省工程投資。

鶴管主要是由內(nèi)臂、外臂、垂管和平衡設(shè)施組成。內(nèi)臂、外臂和垂管的長(zhǎng)度決定鶴管的大小，是根據(jù)鶴管與罐車的距離、棧臺(tái)高度、鶴管法蘭接口高度以及罐車罐口高度計(jì)算得出的，要在棧臺(tái)上盡可能多地布置鶴管，就要使收回到棧臺(tái)后的鶴管投影長(zhǎng)度最小，這要求鶴管內(nèi)臂和外臂有一個(gè)合理的長(zhǎng)度[4]。

式中：

L1—外臂長(zhǎng)度，mm；

h1—鶴管垂管長(zhǎng)度，3600 mm；

h2—鶴管入口法蘭與外臂的距離，920 mm；

h3—鶴管入口法蘭與棧橋頂面距離，1260 mm；

H1—罐車口高度，3400 mm；

H2—棧橋高度，2500 mm。

式中：

L2—內(nèi)臂長(zhǎng)度，mm；

L3—鶴管漂移范圍，3000 mm；

L—鶴管入口與鐵路中心線距離，2600 mm。內(nèi)、外臂長(zhǎng)度驗(yàn)算：

鶴管收回到棧橋后最小投影長(zhǎng)度a（mm）：

一個(gè)車位安裝鶴管數(shù)量n：

式中：

L0—一輛罐車的平均長(zhǎng)度，12000 mm；

c—活動(dòng)梯安裝需要寬度，1500 mm；

b—鶴管收回到棧臺(tái)后相鄰內(nèi)臂最小距離，400 mm。

從上述計(jì)算得知，一個(gè)車位最多可布置4 個(gè)鶴管?，F(xiàn)1、2、3 道各有4 個(gè)車位，每個(gè)車道可布置16 個(gè)鶴管。

原1、2 道裝卸車棧橋上的鶴管總數(shù)為26，3道鐵路裝卸車棧臺(tái)上的鶴管數(shù)量為20。由此可見(jiàn)，3 道鶴管數(shù)量已經(jīng)超出最大安裝數(shù)量，而1、2道還有富余，需將3 道的部分油品裝卸車鶴管移到1、2 道裝卸車棧臺(tái)上，可以適當(dāng)增加鶴管以提高裝車效率。

2.2 鶴管分布

根據(jù)油品輸送站的發(fā)展規(guī)劃和西油品車間鐵路裝卸車棧臺(tái)的現(xiàn)狀，對(duì)1、2、3 道鐵路裝卸車棧臺(tái)的現(xiàn)狀，對(duì)1、2、3 道鐵路裝卸車棧臺(tái)的油品品種和車位分布情況進(jìn)行重新分配如下：

1 道：精制0# 柴油裝車4 個(gè)；常壓0# 柴油裝車4 個(gè)；加氫0#柴油裝車4 個(gè)；-35#柴油裝車4個(gè)；共計(jì)16 個(gè)。

2 道：精制0# 柴油裝車4 個(gè)；常壓0# 柴油裝車4 個(gè)；加氫0#柴油裝車4 個(gè)；-35#柴油裝車4個(gè)；共計(jì)16 個(gè)。

3 道：精制0# 柴油裝車2 個(gè)；常壓0# 柴油裝車2 個(gè)；蠟油裝車4 個(gè)；石腦油裝車4 個(gè)；尾油裝車4 個(gè)；共計(jì)：16 個(gè)。

3 結(jié)論

經(jīng)改造后，1、2、3 道鐵路裝卸車棧臺(tái)共有裝卸車鶴位48 個(gè)，1 個(gè)車位對(duì)應(yīng)4 個(gè)鶴管，增加了1 個(gè)加氫0#柴油裝車和1 個(gè)-35#柴油裝車，盡可能讓一個(gè)品種在一個(gè)裝車棧橋上，同時(shí)滿足計(jì)算要求。