內(nèi)河煤炭中轉(zhuǎn)港裝卸工藝設(shè)計(jì)

楊振宇 向鵬

摘 要：在我國(guó)內(nèi)河水運(yùn)物流系統(tǒng)中，煤炭流量占相對(duì)較大的比重。以徐州港邳州港區(qū)邳州作業(yè)區(qū)搬遷工程為工程實(shí)例，結(jié)合已建舊碼頭的生產(chǎn)情況及擬建碼頭的水、陸域環(huán)境，對(duì)新建港區(qū)中煤炭從入港到出港的整個(gè)過程進(jìn)行專業(yè)化、系統(tǒng)化的裝卸工藝設(shè)計(jì)。通過比選裝船設(shè)備，讓本工程裝卸工藝設(shè)計(jì)方案滿足科學(xué)、高效、經(jīng)濟(jì)的要求，同時(shí)可為類似煤炭碼頭的出口裝卸提供參考。

關(guān)鍵詞：煤炭中轉(zhuǎn)港;配煤;設(shè)備;裝卸工藝設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U693? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2020）10-0090-02

1引言

隨著煤炭碼頭的發(fā)展，煤炭港區(qū)內(nèi)裝卸工藝、設(shè)備以及信息化程度都取得了很大的進(jìn)步[1]。與此同時(shí)各個(gè)港口之間的競(jìng)爭(zhēng)也愈加激烈，未能及時(shí)發(fā)展的港口其吞吐量逐年下降。徐州港是全國(guó)內(nèi)河流域中的主要口岸，年吞吐量即將超億噸。邳州作業(yè)區(qū)是徐州港重要的煤炭中轉(zhuǎn)港，主要生產(chǎn)定位是充分利用隴海鐵路優(yōu)勢(shì)，為客戶提供煤炭轉(zhuǎn)運(yùn)服務(wù)。老邳州作業(yè)區(qū)修建在京杭運(yùn)河與隴海鐵路交匯處，邳州核心城區(qū)的西南部。貨種主要以煤炭轉(zhuǎn)運(yùn)為主，承擔(dān)著北煤南運(yùn)的重要生產(chǎn)，2012年實(shí)現(xiàn)煤炭吞吐量達(dá)369萬噸，對(duì)國(guó)家“北煤南運(yùn)”計(jì)劃的落實(shí)及華東地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了較大貢獻(xiàn)。

隨著邳州市城市范圍的不停擴(kuò)展，由于邳州港緊鄰城市中央?yún)^(qū)域，港口周邊地區(qū)實(shí)際已被城市建筑占用[2]。穿城而過的進(jìn)港鐵路及作業(yè)區(qū)內(nèi)的煤炭裝卸，與城市的環(huán)境、交通產(chǎn)生了巨大的矛盾。近年來邳州作業(yè)區(qū)的煤炭吞吐量呈下降趨勢(shì)，港口競(jìng)爭(zhēng)力逐年下降，迫切需要改變這一現(xiàn)狀。為此本工程擬將邳州作業(yè)區(qū)由老城區(qū)整體搬遷至京杭運(yùn)河右側(cè)岸大王廟下游1000米至2800米，建設(shè)13個(gè)2000t級(jí)泊位的碼頭[3]。設(shè)計(jì)港區(qū)的煤炭裝卸工藝系統(tǒng)，為本碼頭流量、流向穩(wěn)定及出口量較大的煤炭裝卸提供專業(yè)化工藝設(shè)計(jì)，滿足碼頭內(nèi)煤炭裝卸的經(jīng)濟(jì)性和高效性。

2主要工藝流程

本工程的主要作業(yè)節(jié)點(diǎn)在四個(gè)煤炭泊位，且四個(gè)泊位都將主要用于鐵路線到港煤炭的出口。依據(jù)碼頭煤炭中轉(zhuǎn)港的定位，港區(qū)裝卸工藝的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包含鐵路卸煤工藝、煤炭堆場(chǎng)、煤炭配煤工藝、水平運(yùn)輸工藝及裝船工藝，整個(gè)工藝流程在港區(qū)布置如圖1所示。

2.1鐵路卸煤工藝

本作業(yè)區(qū)鐵路線設(shè)翻車機(jī)卸煤線3股（1重1空1走行），另設(shè)螺旋卸煤線、人工卸煤線及存車線各1股，有效長(zhǎng)均按1050m設(shè)置;站坪西端設(shè)牽出線1股其有效長(zhǎng)230m，站坪東端設(shè)臨修線1股其有效長(zhǎng)150m。鐵路運(yùn)進(jìn)煤炭卸火車采用三種卸車方式，其中1股鐵路進(jìn)線進(jìn)入翻車機(jī)房?jī)?nèi)，通過翻車機(jī)系統(tǒng)卸車廂內(nèi)的煤炭，利用機(jī)房下的坑道傳動(dòng)帶運(yùn)至煤炭堆場(chǎng);1股鐵路進(jìn)線直接進(jìn)入鐵路場(chǎng)地，通過場(chǎng)地內(nèi)的螺旋卸車機(jī)將車廂內(nèi)的煤炭卸至地坑皮帶機(jī)，由皮帶機(jī)系統(tǒng)運(yùn)至煤炭堆場(chǎng);另外，布置1股人工卸車線卸至煤炭堆場(chǎng)。

2.2煤炭堆場(chǎng)

本工程4塊煤炭堆場(chǎng)均布置在煤炭裝船泊位的正后方，煤炭主要由碼頭后方的進(jìn)港鐵路運(yùn)進(jìn)，通過鐵路場(chǎng)站內(nèi)的皮帶機(jī)系統(tǒng)運(yùn)至港區(qū)內(nèi)的煤炭堆場(chǎng)，每塊煤炭堆場(chǎng)通過斗輪堆取料機(jī)進(jìn)行堆垛，煤炭裝船由斗輪堆取料機(jī)將煤炭取至皮帶機(jī)系統(tǒng)，采用裝船機(jī)裝船。

2.3煤炭配煤工藝

根據(jù)目前對(duì)邳州作業(yè)區(qū)堆場(chǎng)配煤情況的調(diào)研，港區(qū)配煤與碼頭來煤的品種有關(guān)。本港區(qū)來煤主要通過火車進(jìn)港，為山西、陜西、內(nèi)蒙等北方煤，按照客戶要求，目前所需配煤一般只需2-3種煤炭就能滿足配煤要求。港區(qū)建成后的配煤量占年吞吐量的30%左右，生產(chǎn)中有2種煤炭的配比將占總配煤量的40%，3種煤炭的配比占配煤量的60%。

根據(jù)上述煤炭堆場(chǎng)工藝方案，本作業(yè)區(qū)共設(shè)5個(gè)煤炭堆場(chǎng)，其中1#-4#煤場(chǎng)可進(jìn)行配煤，配煤主要考慮在煤炭堆場(chǎng)直接進(jìn)行，各個(gè)煤種分別堆存在不同的煤炭堆場(chǎng)，通過皮帶機(jī)輸送系統(tǒng)可將各個(gè)煤場(chǎng)不同的煤種運(yùn)至同一個(gè)堆場(chǎng)頭部的轉(zhuǎn)運(yùn)站，完成配煤，堆場(chǎng)通過堆取料機(jī)進(jìn)行堆存。本工程設(shè)置2個(gè)用于配煤裝船作業(yè)線的煤炭泊位。配煤堆場(chǎng)由斗輪堆取料機(jī)取料，利用在堆取料機(jī)皮帶機(jī)端部設(shè)短途皮帶機(jī)將四個(gè)配煤堆場(chǎng)連接，能夠?qū)崿F(xiàn)四個(gè)煤堆場(chǎng)的配煤裝船功能。

2.4 水平運(yùn)輸

根據(jù)堆場(chǎng)工藝方案，煤炭利用皮帶機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行水平輸送。本工程中皮帶機(jī)的能力與裝卸工藝系統(tǒng)的最大能力相匹配[4]。

2.5 裝船工藝

本工程共有4個(gè)2000t級(jí)煤炭裝船泊位，這4個(gè)泊位裝船工藝通過對(duì)額定生產(chǎn)效率為1200t/h的4臺(tái)圓弧軌道裝船機(jī)和2臺(tái)額定生產(chǎn)效率為1500t/h的移動(dòng)式裝船機(jī)進(jìn)行比選。

3 設(shè)備方案

3.1 圓弧軌道裝船機(jī)方案

為減少船舶的在港時(shí)間，加大港口的生產(chǎn)效率，方案一中4個(gè)煤炭裝船泊位裝船設(shè)備選用裝卸臂可以旋轉(zhuǎn)和伸縮的圓弧軌道裝船機(jī)作業(yè)，本裝船設(shè)備可基本覆蓋船艙，只需少量移船作業(yè)。煤炭通過斗輪堆取料機(jī)在煤炭堆場(chǎng)取料至皮帶機(jī)系統(tǒng)，再轉(zhuǎn)送到圓弧軌道裝船機(jī)上的帶式輸送機(jī)，連續(xù)地裝運(yùn)到船艙內(nèi)。每臺(tái)圓弧軌道裝船機(jī)的額定生產(chǎn)效率為1200t/h，具備一臺(tái)堆/取=1500/1000t/h斗輪堆取料機(jī)向其供煤的輸送能力。圓弧軌道裝船機(jī)斷面如圖2所示。

裝船工藝流程為：煤炭堆場(chǎng)→斗輪堆取料機(jī)→皮帶機(jī)系統(tǒng)→圓弧軌道裝船機(jī)→船。

3.2 移動(dòng)式裝船機(jī)方案

為了減少船舶移檔作業(yè)，提高岸線利用率，方案二中4個(gè)煤炭裝船泊位的裝船設(shè)備選用額定生產(chǎn)效率1500t/h的移動(dòng)式裝船機(jī)作業(yè)，本裝船設(shè)備可沿軌道移動(dòng)，全部覆蓋船艙，不需要船舶移檔。煤炭通過斗輪堆取料機(jī)在煤炭堆場(chǎng)取料至皮帶機(jī)系統(tǒng)，再轉(zhuǎn)送到移動(dòng)式裝船機(jī)上的帶式輸送機(jī)，連續(xù)地裝運(yùn)到船艙內(nèi)。移動(dòng)式裝船機(jī)斷面如圖3所示。

裝船裝卸工藝流程為：煤炭堆場(chǎng)→斗輪堆取料機(jī)→皮帶機(jī)系統(tǒng)→移動(dòng)式裝船機(jī)→船。

3.3 設(shè)備方案比選

本項(xiàng)目設(shè)備比選，主要將圓弧軌道裝船機(jī)和移動(dòng)式裝船機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)相比較。

圓弧軌道裝船機(jī)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且對(duì)碼頭水工結(jié)構(gòu)要求不高，工程總造價(jià)比較低[5]。相比其他裝船機(jī)，本方案設(shè)備自重較輕、購置費(fèi)用低、維護(hù)方便，比常見的轉(zhuǎn)盤式裝船機(jī)對(duì)船型的適應(yīng)性相對(duì)較好，裝船效率較高;泊位之間作業(yè)互不干擾，船舶不需等待作業(yè)，煤炭堆場(chǎng)、泊位之間可靈活調(diào)度，利用率高且適用于內(nèi)河中500t～2000t船舶。缺點(diǎn)是煤炭裝船需要少量的移位。

移動(dòng)式裝船機(jī)具有較高的靈活性，它的下部行走機(jī)構(gòu)可讓其在平行于碼頭前沿的軌道上任意移動(dòng)[6]。整機(jī)可沿碼頭前沿軌道全長(zhǎng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)定船移機(jī)作業(yè)，煤炭泊位裝船效率高，能充分發(fā)揮堆場(chǎng)斗輪堆取料機(jī)的取料能力。但因其構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，且自重較大，對(duì)碼頭結(jié)構(gòu)的要求高，需要經(jīng)常維護(hù)且價(jià)格昂貴，該裝船機(jī)對(duì)小船的適應(yīng)性較差，煤炭泊位裝船船舶需等待作業(yè)，可能造成泊位待工，影響調(diào)度。

圓弧軌道裝船機(jī)方案的裝船工藝設(shè)備投入資金及安裝費(fèi)用比移動(dòng)式裝船機(jī)方案低，也方便工藝的調(diào)度優(yōu)化。考慮到本工程所處地區(qū)水域及運(yùn)輸船型情況，結(jié)合碼頭對(duì)煤炭的適應(yīng)性，本工程的工藝設(shè)計(jì)將選用圓弧軌道連續(xù)裝船機(jī)作為碼頭煤炭的裝船設(shè)備。

4 結(jié)語

本文結(jié)合徐州港邳州港區(qū)邳州作業(yè)區(qū)搬遷工程現(xiàn)狀和經(jīng)隴海鐵路進(jìn)入港區(qū)煤炭出口的要求，針對(duì)煤炭出口設(shè)計(jì)裝卸工藝流程，在滿足煤炭預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)吞吐量及適應(yīng)各種場(chǎng)地限制情況下，實(shí)現(xiàn)鐵路輸煤系統(tǒng)和港區(qū)出口煤炭系統(tǒng)相銜接的一體化輸運(yùn)。進(jìn)一步對(duì)裝船設(shè)備進(jìn)行了選型，針對(duì)港區(qū)出口煤炭配煤要求提出在煤炭堆場(chǎng)直接進(jìn)行配煤的工藝，可為相似工程的建設(shè)給予參考和借鑒。

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