關于黃驊港三四期卸車最大化及四期堆場卸車必要性的研究

神華黃驊港務公司 河北 滄州 061113

一、研究背景及目的

黃驊港煤炭港區三四期工程自2011年開工建設,主要由48座儲煤直徑40米、高43米的大型儲煤筒倉,四臺0型4翻式翻車機,四臺回轉式裝船機,20座轉接機房,41條皮帶機組成,單個筒倉可裝煤炭3萬噸,建設規模創國內港口之最。卸車工藝系統有4條作業線,單條作業線的額定能力8000t/h；裝船工藝系統有4條作業線,單條作業線的額定能力8000t/h。進、出倉工藝采用的是倉頂進料和倉底出料的工藝型式。每排筒倉倉頂布置2條進倉皮帶機,額定能力與卸車系統統一為8000t/h,通過倉頂卸料小車卸料進倉,每排筒倉倉底布置2條出倉皮帶機,單條皮帶機額定能力為4000t/[1]。

自2020年6月份開始,煤炭港區生產逐漸恢復并且作業屢創新高,進入7月份來到車量節節攀升,在7月份,公司整體完成卸車1983.4萬噸,超歷史最高紀錄108萬噸,裝船1963萬噸,較月初追回年進度欠量269萬噸,超歷史最高紀錄153萬噸。其中,三期完成煤炭裝船950.5萬噸,卸車928萬噸,在此期間BF10皮帶撕裂影響2.5天,碼頭軌道維修影響22天,說明無論在裝卸哪個方面,三四期都有可提升的空間,而三四期裝船能力最大瓶頸則在卸車,如何能提升三四期筒倉的最大入倉量同時保證公司卸車全部流程的高效運轉是本次研究的主要目的,其次三四期翻車機如不給四期堆場卸車,理論上則能保證三四卸車最大化,但不能保證煤炭港區卸車流程最大化,四期堆場的卸車必要性是本次研究的第二目的。

二、四期堆場卸車的必要性

2019年一期卸車3272萬噸,一期裝船(除400泊位)3825萬噸,二期卸車6552萬噸,二期裝船4646萬噸,三期卸車10230萬噸,三期裝船10474萬噸,400泊位1026萬噸,一二期卸車總量9824萬噸,一二期裝船總量8471萬噸,一二期差量1353萬噸,三期裝卸差量244萬噸。

按2019年作業數據分析,一二期卸車量總量較裝船量總量多出1353萬噸,三期卸車較裝船量少244萬噸,一二期堆場可堆存約250萬噸左右,按能消化一半能力算,且一二期的卸車富余量除堆場外,只能由三期消耗,即三期筒倉日均需接卸二期卸車3.4萬噸、共8列車,為減小對三期四臺翻車機接卸能力的影響,接卸二期8列車需空出一條流程給二期卸車。

按2020年七月數據分析,一二期卸車量總量較裝船量總量多出163萬噸,三期卸車較裝船量少22萬噸,按此水平一二期整年卸車總量應比裝船總量多1956萬噸,則更需要向四期堆場卸車以保證卸車量可以被消耗。

日期 四期堆場卸車三期筒倉卸車一二期卸車二期卸三期 直裝1月15日 0 68列 63列 2列 5列1月21日 0 66列 74列 8列 6列7月19日 0 70列 79列 10列 2列日期 四期堆場卸車三期筒倉卸車一二期卸車二期卸三期 直裝8月8日 14 78列 91列 10列 6列8月9日 12 74列 90列 11列 11列7月30日 14 75列 90列 9列 8列

通過對四期堆場卸車和不卸車對比,按現有能力看在四期堆場不卸車的情況下,全港最高卸車量在149列,其中三期70列,一期25列,二期54列,二期卸三期10列,三期直裝4列；按現有日最大卸車能力169列看,其中三期78列,一期28列,二期63列,二期卸三期11列,三期卸四期14列,三期直裝5列。

按日最大卸車列數和七月份管控分析,需要保持卸車流程最大化,則需要把四期堆場流程用起來,為二期對三期留出一條流程對筒倉作業。

三、三四期卸車入倉最大化

1.三四期翻車機只卸筒倉最大化計算。因除三四期翻車機外,所有翻車機的卸車效率都要小CD10-CD13[2],若不考慮對四期堆場作業和二期對筒倉作業,三四期四臺翻車機都對筒倉作業則為入倉最大化,按七月破紀錄的各類時間算,把流程提前準備好,取消流程沖突,理論上每大列單機運行時間在88分鐘,鐵路作業時間為55分鐘,每大列綜合作業時間99分鐘,按下列公式計算：

L=Td/Tz

Tz=T作+T鐵

T作=單日可作業時間L每臺翻車機單日作業列數Tz=綜合作業時間T鐵=鐵路作業時間。

則每臺翻車機單臺作業最大列數為20列,四臺翻車機總共入倉80列。

2.跨期作業入倉最大化計算。在考慮四期堆場及二期對筒倉作業的前提下,需找到一個切入平衡點,則該切入點為400泊位的年裝船能力,按照400年裝船設計能力1020萬噸計算,日均裝船約28000噸,即按設計能力四期堆場卸車量滿足日均裝船即可。按日均28000噸,單列標重4320噸計算,日均CD13將向四期堆場卸車7列。

CD13卸四期堆場七月份平均流程效率為4800噸/小時,則單列卸車時間為54分鐘,單列鐵路作業時間(平均到小列)27.4分鐘,綜合作業時間81.4分鐘,CD8、CD9卸筒倉效率平均流程效率4100噸/小時,單列卸車時間67分鐘,鐵路作業時間48分鐘,綜合作業時間115分鐘。直裝卸車平均流程效率4900噸/小時,單列卸車作業時間53.5分鐘,單列作業時間27.4分鐘,綜合作業時間81.9分鐘,與CD13卸四期堆場流程效率幾乎一樣。

設備名稱 卸車列數 用時(分鐘)三期對四期堆場 7列 569二期對三四期筒倉 5列 569 CD13剩余時間 11.5列 871 CD10-CD12可卸 20*3=60列 4320筒倉總入倉量為 60+11.5+5=76.5列 5760

四期堆場單日卸7列,共需569分鐘,則二期卸三期筒倉相同時間下可卸5列,CD13剩余時間可卸11.5列,四臺入倉總共可卸20*3+11.5+5=76.5列,三四期總卸車量為76.5列,此為按七月份作業時間計算,年卸車作業量為11905萬噸,則日均33萬噸,年度入倉能力為12062萬噸,裝船能力為12062萬噸。

若增加二期對三期卸車量,假設CD9全部對三期筒倉卸車作業,按CD9綜合作業時間計算,日均可卸12列車,則需增加CD13對四期堆場作業車數或者插空在CD10-CD13鐵路作業時間內作業。

設備名稱 卸車列數 用時(分鐘)二期對三四期筒倉 7列 805鐵路作業時間 55 CD8>作業時間 67作業時間差值12影響時間總和 2列 84 CD10-CD13可卸 73列 5250二期作業筒倉 12列 1380筒倉總入倉量為 73-2+12=83列

二期卸車綜合時間115分鐘,則每日最大卸車為12列,除去CD13卸四期堆場時的5列還剩7列,因三期大列鐵路作業時間平均在55分鐘,假設二期再卸7列車,插空在鐵路作業時間內卸,因二期卸車時間為67分鐘,與三期鐵路作業時間相差12分鐘,7列車共差84分鐘,會影響三期少卸2列車,最終三期入倉量為73-2+12=83列,則日均入倉能力35.8萬噸,年度入倉即裝船能力為13087萬噸。

如二期剩余7列車,用直裝流程或者卸四期堆場流程去匹配,不插空鐵路作業時間去卸車,三四期可卸57列,直裝或卸四期堆場可卸10列,二期對筒倉可卸12列,則最大入倉量為60+10+12=82列。

四、研究結論及總結

1.本研究結果未考慮其他影響因素,若在實際作業中能消除其他流程準備,流程沖突等影響因素則本研究結果具有參考價值,若實際作業中增加其他影響因素,結果會存在偏差。

2.四期堆場卸車流程的運行將會作為公司卸車最大化的重要組成部分,提升整個煤炭港區的卸車能力。

3.三四期筒倉入倉最大化的卸車原則為：排車充分考慮流程沖突的影響,優先保障三期四臺翻車機卸車最大化；二期卸三期優先利用CD13堆四期堆場時作業,剩余時間插空卸車；插空卸車時應根據空閑流程、可接卸煤種進行排車；直裝作為流程沖突的調劑,實現CD9卸車能力最大化。

4.關于提升三四期卸車作業能力,有以下幾點建議：建議從源頭增加大列同煤種比例,減少移倉次數。2019年大列不同煤種占比47.3%,2020年上半年大列不同煤種占比48.4%,平均移倉時間15.8分鐘；優化流程控制,實現移倉不停流程；四期堆場可以提前上料,減少流程準備及移垛影響；建議取消空車列檢及翻車機最后兩推,壓縮鐵路作業時間；最后兩推用時為4.5分鐘,按去年11800大列計算可節省885小時,36.8天。