一種臨時轉水工程工藝技術

于新國 于 超 劉春陽

山東港口煙臺港集團有限公司

1 引言

隨著幾內亞1#、2#港區生產規模的擴大，原有的318#泊位不能滿足生產需要，為了提高裝卸效率，降低運行成本，計劃在318#泊位西側建設臨時轉水泊位，完成部分鋁土礦轉水裝船。本項目利用318#西側護岸布置2個8 000 t級臨時轉水泊位，其中，318#泊位(20萬t級泊位)停靠船舶可通過直取方式由皮帶機直接轉接輸送至轉水泊位裝船，場地鋁土礦裝船通過碼頭堆場皮帶機進行間歇作業完成。

2 工藝流程

原裝船工藝通過318#泊位的門座起重機(以下簡稱門機)先進行卸船作業，再用倒搬車將大部分礬土運至通用堆場存放，當進口大船卸完移走之后，停靠小船門機裝船轉水作業。采用該通用的作業模式對礬土進行作業，需要倒搬車搬運兩次，門機需要重復進行卸、裝作業，倒搬費增加、泊位利用率低。

改造后的裝船工藝分為直取裝船和堆場裝船兩種。

直取裝船工藝流程為：40 t門機→漏斗→BM1皮帶機→BJ1/BJ2轉接皮帶機→SL1/SL2裝船皮帶機→船舶。在318#泊位原有的7臺40 t門機下方布置1條長約330 m、帶寬1.8 m、帶速2.5 m/s、額定能力5 000 t/h的BM1皮帶機，BM1上方設7個漏斗，漏斗與門機共軌(見圖1)。在318泊位西側布置2條帶寬1.8 m、帶速2.5 m/s、額定能5 000 t/h的轉接皮帶機，卸船作業時鋁土礦通過BM1與轉接皮帶機給2臺裝船皮帶機喂料[1-3]。通過裝船機回轉、伸縮等動作將礬土均勻分布在船艙內。

圖1 318泊位堆場示意圖

堆場裝船工藝流程為：裝載機→堆場移動皮帶機→BC1/BC2堆場固定皮帶機→SL1/SL2裝船皮帶機→船舶。在堆場布置1條長度為50 m、帶寬1.6 m、帶速2 m/s、額定能2 500 t/h的固定皮帶機。另對應2條移動皮帶機，長約30 m，帶寬1.2 m、帶速2 m/s、額定能1 250 t/h，其尾部各設1個高3.1 m的料斗，漏斗上料口為8 m×2 m，每個料斗可由2臺10 t裝載機同時上料。

3 流程主要設備

流程設備主要有：7臺門機大漏斗、5條固定皮帶機、2臺裝船機、4條移動式皮帶機、中控操作系統等。

3.1 岸邊門機大漏斗

皮帶機上布置7個與門機共軌的移動漏斗，漏斗開口8 m×8 m，下出料口為1.5 m×1.5 m，深約4.6 m，側壁角度為55°，斗容約110 m3(見圖2)。漏斗下料口設有振動給料器，中控室操作人員可以根據皮帶秤瞬時流量及時更改振動給料器的頻率，控制料流速度，避免皮帶機堵料情況。通過無線系統將地面皮帶機的運行情況反饋給門機控制程序，確保皮帶與漏斗給料器的控制連鎖安全。

1.軌道輪 2.振動給料器 3.大漏斗 4.門機圖2 大漏斗示意圖

3.2 固定皮帶機系統

BM1皮帶機長約330 m、帶寬1.8 m、帶速2.5 m/s、額定能5 000 t/h，在門機軌道中間，皮帶機棧橋寬約6 m，棧橋下方凈高5 m(見圖3)。

1.轉接機房 2.固定皮帶機 3.大漏斗圖3 固定皮帶機示意圖

2條裝船皮帶機尾部均設1座17×8 m的3層懸挑式轉接塔(懸挑1.4 m)，裝船皮帶機布置在地面，集料溜管布置在第二層(13.9 m標高)，轉接皮帶機和堆場皮帶機布置在第三層(16.2 m標高)，轉接皮帶機和堆場皮帶機頭部的溜管均通過集料溜管給皮帶裝船機喂料(見圖4)。

1.固定皮帶機 2.裝船機圖4 皮帶機與裝船機對接示意圖

3.3 裝船機系統

裝船機布置在318#臨時轉水泊位，受料點在尾部回轉中心上方，通過膠帶將物料輸送至頭部溜筒裝船。裝船皮帶機長約53 m，仰角為5°，具有回轉、伸縮功能，回轉角度為-60°～60°，伸縮長度為6 m，裝船皮帶機外伸長度為48 m,伸出碼頭前沿18 m。行走輪采用雙排輪胎，輪胎之間采用驅動橋連接，通過均衡梁保證2個支撐點的輪壓均勻(見圖5)。

機身主要由桁架和臂架組成，臂架可在桁架內伸縮，實現更大范圍裝船，減少人工平倉工作量。伸縮驅動位于桁架結構前段，以齒輪齒條的嚙合來傳遞運動，工作時將臂架伸出，非工作或機身行走時將其收回，避免和船體產生碰撞。

頭部溜筒采用可伸縮、回轉、拋料的結構，安裝在頭部漏斗下面用于導料。溜筒能夠適應水位變化、不同船型以及船舶空載到滿載的吃水變化，通過控制伸縮長度，能夠很大程度上控制裝載散料產生的揚塵；同時，溜筒底部設置拋料板和回轉機構，當物料下落時，通過控制回轉機構和伸縮機構來調整落料的高度和位置，起到平倉的作用(見圖6)。

1.伸縮溜筒 2.拋料彎勺圖6 伸縮溜筒示意圖

3.4 無線通信系統

為了滿足中控室與門機間的通信，組建了一套無線網絡系統，通過光纖將318#中控室與5號變電所建立有線網絡，再利用無線基站等方式與門機組網(見圖7)。

圖7 無線通信系統示意圖

4 流程控制系統

控制系統主要由可編程序控制器(PLC)、監控操作站(CGP)、系統處理器等組成，主要完成工藝流程操作所要求的流程順序啟動、順序停止、故障停機、流程切換、控制系統操作、監控、狀態信息采集、故障信息采集和信息管理等功能。控制系統主要控制對象為皮帶機高壓電機、皮帶機制動器、皮帶機電機加熱器、與裝船機通訊聯鎖、與門機漏斗通訊聯鎖、液壓張緊裝置、除鐵器、機房漏斗電動翻板、皮帶沿線照明等。

控制系統網絡主要完成數據采集、流程控制、數據傳送、監視、操作、生產作業管理、報表輸出、數據處理、信息查詢以及圖形拷貝等功能。網絡中包括：控制系統PLC、裝船機、門機、系統處理器、控制室的監控操作站和工業以太網交換機、打印機等設備。

5 結語

318#西護岸臨時轉水工程的改造完成，實現同時卸船和裝船作業，作業效率大幅提高，貨物直取比例達到47%以上，滿足了幾內亞礬土的接卸要求，減少船舶平倉過程，增加泊位利用率，提高貨物轉運效率和散貨碼頭整體自動化作業水平。通過核，算直取流程單噸能耗僅為0.25 kWh/t，綜合成本較搗搬每噸節約2.5元，僅直取流程每年可節約成本600萬元以上，具有較大的經濟效益和環保意義。