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，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。

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。

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)。

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，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。

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)。

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。