油品输送站装车栈桥鹤管布局的优化

一直以来，石油炼化企业的成品油大部分是通过铁路罐车将产、供、销这三个部门衔接起来，其业务流程是通过集团公司下达的年度运输计划、月度运输计划向下属单位分配调度单，铁路部门根据使用单位需求合理分配铁路装车调度单，合理分配罐车走向，避免造成罐车阻滞现象。由于铁路车皮资源有限，导致铁路运输能力与运输数量不成比例，这让本就紧张的铁路运力更为紧张。由此可见，在铁路运输中，不仅调度管理非常重要，各个衔接部门的工作也很重要，而铁路罐车装车作业作为储运物流调度管理的衔接纽带尤为重要。所以，如何高效快速装车，实现铁路罐车装车自动化就显得颇为迫切。

辽阳市某公司油品输送站于1997年独立运行，因油品输送站主要负责铁路物流运输调度工作，所以它与很多公司有着业务往来，工作链条十分庞大。

公司下属炼油厂西油品车间背负着全公司原油进厂、原料输送、中间产品收付、产品调度及产品装车出厂等生产任务，车间的装车栈台主要承担着公司柴油、汽油的火车装车任务[1]。其中西油品车间目前大鹤管装车共分1、2、3道021007620个装卸车道，每个装卸车道各有75620个车位，其中1、2道共用1007620个装车栈桥；3道独自有1007620个装车栈桥，共有装车鹤管55620个。所以鹤管高效快速对位装车在目前油品输送站炼油厂运输中占有很重要的地位和作用。

一批罐车入厂后，由机车分批牵引罐车进入装车栈台，注意要在装车作业前检查好栈台各项设施的安全，准备工作完成后开始准备装车，打开鹤管内壁锁紧机构，移动臂到罐车罐口，对位完成打开鹤管操作外臂，使垂管完全插入罐车罐口开始装车，这个过程是采用PLC实现中控室自动装车控制鹤管对位。装车作业完毕后慢慢拔出垂管，使臂与罐车脱离。每台鹤管残留油品通过定量装车系统的油气回收装置管道自流进入回收罐后，通过泵重新回到系统管道中进行装车。注意鹤管只能在装车作业时打开，其余时间是复位锁紧状态，鹤管没有复位前，罐车不可以进入或驶离装车区，在油品装车作业时罐车不能移动。

PLC控制器是整个定量装车系统的核心部分，根据栈台的装车实际情况控制鹤管的定量装车，通过PLC监控系统实现泵的条件停止与状态监控，保证鹤管装车达到设定量时准确反馈给装车控制器，实现鹤管定量装车、流量精确控制。

由于采用定量装车系统，在整个装车操作流程可以通过PLC将所有的工艺变量进行数据处理，用于装车的实时控制、报警；生成各种控制、显示和报警画面。为鹤管装车自动化、优化鹤管装车效率提供必要的硬件技术。

油品输送站炼油厂西油品车间装车栈台长度约150 m，台面宽2 m，栈台面高3.5 m，有021007620个装卸车道，一共55620个鹤管。如何在一个铁路装卸栈台上合理的布置装卸车鹤管，从而提高铁路罐车装车效率，是本文的重点内容。

根据装车栈台现有情况，西油品车间一共有1、2、3道021007620个装卸车道，每个装卸车道各有75620个鹤位，其中1、2道共用一个装车栈台，3道独自有1007620个装车栈台[2]。

1、2道铁路装卸车栈台的车位数量如下：

精制0#柴油装车1863个，每侧各75620个；常压0#柴油装车1863个，每侧各75620个（其中有3963个装卸车两用）；加氢0#柴油装车7663个；共计：27663个。

3道铁路装卸车栈台的车位数量如下：

-35#柴油装车7663个；石脑油装车3963个；蜡油装车3963个；尾油装车3963个；共计78个。

根据《石油化工铁路设计规范》（SHT 3090-2017）的规定[3]，大鹤管液体装卸线长度：

式中：

L—大鹤管液体装卸线直线段长度，m；炼油厂西油品储运车间铁路装车栈台的铁路直线段长度为84.465 m;

Lo—一辆罐车的平均长度，取12 m;

Lj—机车全长，m；根据实际情况采用；

La—最后一个停车位的末端距车挡的距离，取20 m;

n—罐车的个数。

式中：

L0—一辆罐车的平均长度，取12 m;

Lc—最后一个停车位的末端距车挡的距离，取20 m;

由上式推导计算得出n=4（取整数位），故1、2、3道铁路只能布置3963个车位。

目前，车间的鹤管是桁架式上装大鹤管，操作灵活，密封性好，但是占地面积较大，考虑到装车栈台有限的占地面积，以及在一个车位上尽可能多的布置鹤管，采取两台鹤管共用一个鹤位，以背靠背、头对头的布置方式，可使两台鹤管共用一个活动梯，以减少占地，节省工程投资。

鹤管主要是由内臂、外臂、垂管和平衡设施组成。内臂、外臂和垂管的长度决定鹤管的大小，是根据鹤管与罐车的距离、栈台高度、鹤管法兰接口高度以及罐车罐口高度计算得出的，要在栈台上尽可能多地布置鹤管，就要使收回到栈台后的鹤管投影长度最小，这要求鹤管内臂和外臂有一个合理的长度[4]。

式中：

L1—外臂长度，mm;

h1—鹤管垂管长度，3600 mm;

h2—鹤管入口法兰与外臂的距离，920 mm;

h3—鹤管入口法兰与栈桥顶面距离，1260 mm;

H1—罐车口高度，3400 mm;

H2—栈桥高度，2500 mm。

式中：

L2—内臂长度，mm;

L3—鹤管漂移范围，3000 mm;

L—鹤管入口与铁路中心线距离，2600 mm。

内、外臂长度验算：

鹤管收回到栈桥后最小投影长度a(mm):

一个车位安装鹤管数量n:

式中：

L0—一辆罐车的平均长度，12000 mm;

c—活动梯安装需要宽度，1500 mm;

b—鹤管收回到栈台后相邻内臂最小距离，400 mm。

从上述计算得知，一个车位最多可布置3963个鹤管。现1、2、3道各有3963个车位，每个车道可布置3583个鹤管。

原1、2道装卸车栈桥上的鹤管总数为26,3道铁路装卸车栈台上的鹤管数量为20。由此可见，3道鹤管数量已经超出最大安装数量，而1、2道还有富余，需将3道的部分油品装卸车鹤管移到1、2道装卸车栈台上，可以适当增加鹤管以提高装车效率。

根据油品输送站的发展规划和西油品车间铁路装卸车栈台的现状，对1、2、3道铁路装卸车栈台的现状，对1、2、3道铁路装卸车栈台的油品品种和车位分布情况进行重新分配如下：

1道：精制0#柴油装车3963个；常压0#柴油装车3963个；加氢0#柴油装车3963个；-35#柴油装车3963个；共计3583个。

2道：精制0#柴油装车3963个；常压0#柴油装车3963个；加氢0#柴油装车3963个；-35#柴油装车3963个；共计3583个。

3道：精制0#柴油装车620个；常压0#柴油装车620个；蜡油装车3963个；石脑油装车3963个；尾油装车3963个；共计：3583个。

经改造后，1、2、3道铁路装卸车栈台共有装卸车鹤位0075个，1007620个车位对应3963个鹤管，增加了1007620个加氢0#柴油装车和1007620个-35#柴油装车，尽可能让一个品种在一个装车栈桥上，同时满足计算要求。