專業(yè)化散糧碼頭工藝方案優(yōu)化

林 奎 莫麗麗

中交水運(yùn)規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司

1 引言

秘魯錢凱港新一期工程擬建4個(gè)泊位，其中1個(gè)7萬t級泊位擬用于散糧卸船泊位。泊位原設(shè)計(jì)方案由秘魯方提供，散糧泊位為突堤式布置，泊位長度295 m，寬度22 m，端部局部加寬至30 m(見圖1)。碼頭卸船作業(yè)采用2臺(tái)固定式卸船機(jī)，單臺(tái)卸船機(jī)額定卸船能力800 t/h。倉儲(chǔ)區(qū)由1座糧食平房倉和2組共12座糧食筒倉組成，糧食平房倉容積37 500 m3/個(gè)，筒倉容積5 250 m3/個(gè)，倉儲(chǔ)區(qū)散糧儲(chǔ)存總?cè)莘e100 500 m3(見圖2)。

圖1 碼頭區(qū)布置圖

圖2 倉儲(chǔ)區(qū)布置圖

待項(xiàng)目建成后中資企業(yè)將具體負(fù)責(zé)整個(gè)港口的生產(chǎn)運(yùn)營，因原設(shè)計(jì)方案不適合中資企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)習(xí)慣及運(yùn)營管理模式，不利于港口生產(chǎn)效率的提升，因此需要對原有的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。為了避免調(diào)整后的方案需再次報(bào)環(huán)評，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案不能更改原有方案碼頭區(qū)及倉儲(chǔ)區(qū)大體的平面布局，但可對裝卸工藝方案局部進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2 主要設(shè)計(jì)參數(shù)

本工程擬建1個(gè)7萬t級散糧泊位，年設(shè)計(jì)吞吐量400萬t，主要作業(yè)貨種為大麥、小麥、大豆和玉米，物料特性詳見表1。

表1 散糧物料特性表

集疏運(yùn)方式為：集港，100%水運(yùn)；疏港，60%的散糧卸船后在港內(nèi)糧食倉儲(chǔ)區(qū)儲(chǔ)存后經(jīng)汽車出港，40%的散糧通過散糧輸送系統(tǒng)直接運(yùn)送至港外的糧食加工廠。

3 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

3.1 裝卸船作業(yè)

原設(shè)計(jì)采用的2臺(tái)固定式卸船機(jī)方案對不同噸級船舶的適應(yīng)性較差，可能會(huì)出現(xiàn)“移船換倉作業(yè)”或2臺(tái)設(shè)備不能同時(shí)作業(yè)1艘船舶的工況，限制工藝設(shè)備能力的發(fā)揮。同時(shí)，根據(jù)市場盡調(diào)的反饋，短期內(nèi)散糧的實(shí)際貨運(yùn)量增長較緩慢，為充分發(fā)揮碼頭作用，碼頭需兼顧件雜貨的作業(yè)。

因此，裝卸船作業(yè)方案擬將2臺(tái)額定能力800 t/h的固定式卸船機(jī)優(yōu)化為3臺(tái)額定能力500 t/h的門座起重機(jī)(以下簡稱門機(jī))(見圖3)。門機(jī)機(jī)動(dòng)靈活，其沿碼頭上設(shè)置的固定軌道行走，裝卸作業(yè)可以覆蓋船舶所有艙口。對不同噸級船舶作業(yè)的適應(yīng)性均較好，通過更換吊具能夠較好地兼顧散貨與件雜貨的裝卸作業(yè)，比較符合中方使用習(xí)慣及生產(chǎn)運(yùn)營管理要求。

圖3 碼頭平面布置方案

考慮裝卸貨種和作業(yè)船型等相關(guān)參數(shù)，選用的門機(jī)軌距12 m，規(guī)格型號40 t-37 m。為配合散糧卸船作業(yè)，碼頭配備軌行式移動(dòng)漏斗，移動(dòng)漏斗同門機(jī)共軌并與其剛性連接。軌內(nèi)布置1條帶式輸送機(jī)和1道散糧“直裝作業(yè)”通道，移動(dòng)漏斗跟隨門機(jī)同步移動(dòng)，完成帶式輸送機(jī)或“直裝作業(yè)”卡車的給料(見圖4)。同時(shí)在門機(jī)后軌后側(cè)布置1條車輛通行通道，用于保證碼頭交通組織順暢。

圖4 碼頭斷面布置方案

3.2 水平運(yùn)輸系統(tǒng)

考慮系統(tǒng)能力匹配，入倉系統(tǒng)帶式輸送機(jī)額定能力與3臺(tái)卸船門機(jī)總額定能力相同為1 500 t/h。原設(shè)計(jì)方案采用的普通三托輥皮帶機(jī)能耗較高、密封環(huán)保性較差、托輥發(fā)熱較難檢測、安全度較低，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案帶式輸送機(jī)考慮選擇氣墊帶式輸送機(jī)和單托輥帶式輸送機(jī)，3種類型帶式輸送機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)對比見表2。

表2 帶式輸送機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)對比表

結(jié)合本工程實(shí)際情況及散糧入倉方式，物料在提升至倉頂前的入倉帶式輸送機(jī)采用氣墊帶式輸送機(jī)，物料在提升至倉頂后，經(jīng)單托輥帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)后進(jìn)糧食筒倉和糧食平房倉。

3.3 垂直提升系統(tǒng)

散糧垂直提升系統(tǒng)主要有斗式提升機(jī)、雙帶式提升機(jī)、埋刮板提升機(jī)、帶式輸送機(jī)等，不同的提升設(shè)備各有優(yōu)缺點(diǎn)，詳見表3。

表3 垂直提升設(shè)備優(yōu)缺點(diǎn)對比表

目前，糧食行業(yè)的垂直提升設(shè)備以斗式提升機(jī)和帶式輸送機(jī)最為常見。本工程因受碼頭區(qū)與倉儲(chǔ)區(qū)場地限制，不具備帶式輸送機(jī)爬坡的條件，因此擬采用斗式提升機(jī)作業(yè)。因斗式提升機(jī)能力超過1 000 t/h的較少，而為了與碼頭卸船能力1 500 t/h相匹配，優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)考慮將1 500 t/h的輸送機(jī)來料通過數(shù)控電動(dòng)閘門均分為兩路750 t/h，分別對應(yīng)2臺(tái)800 t/h的斗式提升機(jī)，待糧食提升至倉頂后匯流與倉頂1 500 t/h的皮帶機(jī)能力相匹配。

3.4 入倉方案

散糧入倉方案常見的主要有輸送機(jī)搭接模式、普通輸送機(jī)+卸料小車模式、單托輥皮帶機(jī)+犁式卸料器模式、埋刮板輸送機(jī)模式，不同模式各有優(yōu)缺點(diǎn)，適用范圍也不同(見表4)。

表4 入倉方案優(yōu)缺點(diǎn)對比表

因倉頂糧食水平輸送均選擇單托輥皮帶機(jī)，則對應(yīng)的入倉方案均選擇犁式卸料器匹配單托輥皮帶機(jī)方式。

3.5 倉儲(chǔ)方案

3.5.1 平房倉方案

平房倉維持原設(shè)計(jì)不變，主尺度123.3 m×48 m，糧食最大堆高16 m，總儲(chǔ)存容量37 500 m3，平房倉頂設(shè)置4臺(tái)犁式卸料器和皮帶機(jī)頭部一起共5個(gè)卸料點(diǎn)，用于實(shí)現(xiàn)散糧入筒倉存儲(chǔ)(見圖5)。

圖5 平房倉立面方案

3.5.2 筒倉方案

筒倉布置維持原方案，共布置2組糧食筒倉，每組6座共12座，兩組筒倉間距19 m，筒倉直徑16.38 m，單個(gè)筒倉儲(chǔ)存容量5 250 m3，總?cè)萘?3 000 m3。

3.6 出倉方案

糧食平房倉出倉主要通過單斗裝載機(jī)實(shí)現(xiàn)散糧裝車作業(yè)，筒倉出倉通過倉底螺旋卸料機(jī)出倉后，經(jīng)帶式輸送系統(tǒng)及提升系統(tǒng)，通過裝車樓裝汽車出港，或直接通過隧道皮帶機(jī)達(dá)到后方糧食加工廠。

4 優(yōu)化后主要裝卸工藝流程

(1)卸船入筒倉流程：門機(jī)+移動(dòng)漏斗→碼頭氣墊帶式輸送機(jī)→斗式提升機(jī)→單托輥皮帶機(jī)→犁式卸料器→糧食筒倉。

(2)卸船入平房倉流程：門機(jī)+移動(dòng)漏斗→碼頭氣墊帶式輸送機(jī)→斗式提升機(jī)→單托輥皮帶機(jī)→犁式卸料器→糧食平房倉。

(3)出筒倉裝車流程：糧食筒倉→倉底螺旋卸料機(jī)→倉底氣墊皮帶機(jī)→斗式提升機(jī)→單托輥皮帶機(jī)→埋刮板輸送機(jī)→糧食裝車倉→港外汽車。

(4)出平房倉裝車流程：糧食平房倉→單斗裝載機(jī)→港外汽車。

(5)卸船直接出港流程：門機(jī)+移動(dòng)漏斗→氣墊帶式輸送機(jī)→隧道皮帶機(jī)→港外加工廠散糧輸送系統(tǒng)。

(6)出筒倉直接出港流程：糧食筒倉→倉底螺旋卸料機(jī)→倉底氣墊皮帶機(jī)→斗式提升機(jī)→單托輥皮帶機(jī)→氣墊帶式輸送機(jī)→隧道皮帶機(jī)→港外加工廠散糧輸送系統(tǒng)。

5 結(jié)語

基于秘魯港務(wù)局已批復(fù)的工藝平面布置，對整個(gè)工藝系統(tǒng)方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以滿足業(yè)主的使用和運(yùn)營要求，提升港口的裝卸效率。