南通港糧食碼頭陸域布局設計

郭兆珈，何繼紅，周俊

（中交第三航務工程勘察設計院有限公司，上海 200032）

0 引言

糧食安全是國家安全的重要基礎，完善糧食供應鏈，不斷增強糧食供應鏈抗風險能力，加快構建更高層次、更高質量、更有效率、更可持續的糧食安全保障體系，是新時期對糧食產供儲運銷等各環節提出的新要求。糧食運輸體系是我國糧食安全保障體系的重要一環，其中海運作為一種能力大、污染小的運輸方式，在我國糧食外貿進口和內貿“北糧南運”中發揮了重要作用[1]。

本次南通港某糧食碼頭的設計方案具有一定的代表性和特殊性，在滿足散糧、袋裝豆粕和食用油接卸的同時，近期需滿足少量散雜貨的過駁，同時還要對陸域的分期建設和遠期陸域規模拓展做好統籌規劃與設計預留。目前，相同類型糧食碼頭的研究和實例較少[2-4]，本文介紹了該碼頭總平面布置和裝卸工藝設計方案，為國內外其他同類型項目設計提供了一定的借鑒和參考意義。

1 工程設計方案

1.1 項目概況

為了對糧食貨種前景進行全面客觀的評估，工程在項目前期開展了糧食運輸市場調研及運量預測的專題研究，并于2018年5月形成了專題研究報告[5]。報告應用SWOT分析方法合理預測了本工程的設計吞吐量，并確定了建設規模。

本工程重點服務于糧食中轉運輸，同時兼顧袋裝豆粕和食用油的運輸服務，擬建設糧食碼頭1座（5 000噸級至10萬噸級泊位共9個）以及后方陸域配套設施，設計年吞吐量1 150萬t。裝卸貨種主要為散糧（玉米、大豆、小麥、散裝豆粕）、袋裝豆粕和食用油，近期需滿足少量散雜貨的過駁[6]。

1.2 總平面布置

擬建設“F”形碼頭1座，一線碼頭外檔布置1個10萬噸級通用泊位和1個3萬噸級通用泊位（水工結構按照10萬噸級）。一線碼頭內檔布置3個5 000噸級通用泊位，二線碼頭布置4個5 000噸級通用泊位?？偲矫娌贾米畲蠡昧藢氋F的長江岸線資源，同時也滿足了糧油中轉對不同等級泊位的需求。

陸域總面積33.040 2 hm2，縱深約756 m。本次主要利用江側（南側）16.561 5 hm2場地，縱深約369 m，由江側往岸側依次布置一線—七線場地。一線場地為生產輔助建（構）筑物和預留場地，布置有變電所、加壓泵房、蓄水池和油污水處理站等；二線—四線場地為筒倉區（其中四線場地為預留）。筒倉區每線場地布置24個直徑25 m的糧食淺圓倉，單倉容量5 000 t；五線—七線場地為平房倉區（其中六線、七線場地為預留），每線場地布置2個長150 m，寬40 m的平房倉。

岸側（北側）預留場地作為遠期新建筒倉、平方倉或油罐使用，可滿足項目擴容需要或吸引糧油企業的落戶及合作?？偲矫娌贾靡妶D1。

圖1 工可方案總平面布置圖Fig.1 General layout plan in engineering feasibility study

1.3 裝卸工藝

1.3.1 散糧裝卸

工程設計中充分把握糧食粉塵大、粉塵有爆炸危險性等作業特點，采用全封閉的散糧裝卸工藝系統，對卸船、運輸、裝船各作業環節的設備進行合理選型，從設計源頭為裝卸系統創造良好的環保條件。

1）卸船

一線碼頭外檔10萬噸級泊位主要用于散糧卸船，泊位上配置連續式卸船機。

2）裝船

二線碼頭5 000噸級泊位主要用于5 000噸級及以下駁船的裝船，泊位上配置移動式裝船機。

此外，考慮到長江運輸駁船的發展趨勢，一線碼頭外檔3萬噸級泊位預留移動式裝船機，與卸船機共軌，用于未來1萬～2萬t駁船的裝船。

3）存儲

本工程筒倉作為公用碼頭的糧食儲庫，具有糧食品種多、貨主多、批次多的特點，為提高倉容利用率，單倉容量不宜過大，需結合一次卸船進庫量和疏運船型等綜合確定。根據本工程上界高程限制條件和散糧中轉庫的功能特點，本項目不適合采用小直徑、相切布置的群倉形式，需適當加大筒倉直徑。經比選[7-8]，散糧儲存采用直徑為25 m的鋼筋混凝土淺圓倉，具有運營維護便利、使用壽命長、減少溫差引起的結露現象、保障儲糧品質安全的優點，單倉容量為5 000 t。本工程糧食儲庫為中轉庫性質，具有堆存期短，周轉快，出倉效率要求高的特點，適合采用帶錐斗的筒倉形式。結合筒倉直徑，為降低錐斗高度，盡量減少錐斗對倉容的損失，筒倉底部采用5個呈十字形布置、直徑6 m錐斗+回填形式。該形式的筒倉無需配置清倉設備、物料全部自流出倉，具有可靠性高、維保簡便的優勢。筒倉工藝布置見圖2。

圖2 糧食筒倉工藝布置圖Fig.2 Technological layout of grain silos

考慮到豆粕實際運輸有散裝的趨勢，且流動性較差，不適合在筒倉儲存，故采用平房倉用于散裝豆粕的堆存，并兼顧堆存袋裝豆粕。

4）水平運輸

工藝平面布置見圖3，其中虛線為遠期預留。采用密封的氣墊式帶式輸送機或加罩殼的帶式輸送機，散糧卸船泊位接卸輸送機和裝船泊位喂料輸送機均采用覆蓋帶封閉；需多點卸料的輸送環節采用全封閉雙犁式多點卸料單托輥皮帶機；垂直提升采用斗式提升機。

圖3 工藝平面布置圖Fig.3 Technological plan layout

卸船進倉系統設一路額定輸送能力2 000 t/h的輸送線，考慮遠期發展，另預留1路相同規格的輸送線。受目前糧食相關最大設備能力的限制，輸送線進L2號轉運站后，每路2 000 t/h的輸送系統分成2路額定能力1 000 t/h的輸送系統，先進2個散料秤計量，然后經2條短輸送機分別進斗式提升機垂直提升后，再由2路1 000 t/h的物料合并成1路2 000 t/h的物料，從筒倉群的西側，通過雙犁式多點卸料單托輥輸送機系統分配進入各個筒倉儲存。L2號轉運站的主要功能為取制樣、計量、輸送轉接和提升功能。

出倉裝船系統設2路額定輸送能力1 000 t/h的輸送線至二線碼頭?？紤]遠期發展，另預留2路相同規格的輸送線，其中一路至二線碼頭，另一路至一線碼頭外檔3萬噸級泊位。

此外，輸送系統還具有筒倉倒并倉功能，并預留了筒倉及平房倉擴建的接口。

1.3.2 袋裝豆粕

后方糧油企業的袋裝豆粕需利用本工程出運。袋裝豆粕裝船在一線碼頭外檔3萬噸級泊位上進行。3萬噸級泊位上配置門座起重機，與卸船機共軌。袋裝豆粕水平運輸采用牽引車+平板車，其港內堆存利用平房倉，庫內采用叉車進行裝卸車作業。

1.3.3 食用油

本工程食用油進口通過一線碼頭外檔3萬噸級泊位進行作業?？紤]到食用油出口的船型均在5 000噸級及以下，故食用油出運利用一線碼頭內檔2個5 000噸級泊位。食用油裝卸均采用金屬軟管。

1.3.4 散雜貨

近期，少量散雜貨利用一線碼頭外檔3萬噸級泊位的門座起重機進行船船直取作業。作業時，一線碼頭外檔和內檔同時停靠船舶，由門機將物料由外檔散貨船直接卸至內檔船舶上。

2 陸域優化方案

2.1 方案優化背景

根據權威研究數據，到“十四五”末期，我國有可能出現約1.3億t的糧食缺口[9]。胡小平等[10]總結提出我國糧食需求可以分為2大類、4大用途和4大品種。2大類是指食物用糧和非食物用糧。糧食品種結構中，稻谷、小麥、玉米、大豆4大品種大約占據了中國糧食消費總量的九成。

《江蘇省“十四五”糧食流通和物資儲備發展規劃》[11]也提出“統籌安全與發展，順應雙循環新發展格局下國家糧食安全布局、產業經濟發展需求和物資儲備重構發展態勢”，提出了優化糧食倉儲物流布局、優化糧食產業經濟布局和優化物資儲備設施布局著重優化的3個方面的發展布局，并提出了進一步鞏固、建立健全糧食儲備體系的要求，通過新建、遷建、重建、逐步淘汰的方式，推進承擔片區收儲功能的骨干庫建設，升級建設倉容5萬t以上中心庫，鼓勵建設淺圓倉和立筒倉。

基于上述背景，結合建設單位招商引資的意向情況，本工程擬增加散糧儲運需求，并相應降低豆粕的儲運能力。同時，兼顧遠期建設糧食產業園的能力。

2.2 設計方案優化

1）平房倉由原五線場地調整至二線場地。筒倉由原來的二線至四線調整至三線四線，北側場地均作為分期建設的筒倉、油罐等場地。L3號轉運站預留與陸域東側糧食產業園的接口。

2）少量散裝豆粕改為利用一線碼頭外檔3萬噸級泊位的門機進行裝卸作業，水平運輸采用自卸車運送至平房倉。

3）散糧輸送系統進倉路由調整，從東側進倉。卸船進倉輸送系統經L2號轉運站折向東并爬升至倉頂。卸船進倉系統沿引橋輸送至L2號轉運站后，每路分成2路進散料秤進行計量，然后再合成1路2 000 t/h的單托輥輸送機，沿著筒倉群的南側向東爬升，從筒倉群東側進入筒倉頂部卸料進倉，分配至每排筒倉的輸送機沿東側第1列筒倉倉頂布置。L2號轉運站的主要功能為取制樣、計量和輸送系統的轉接。

3 方案比選

工可方案：從西側進倉，卸船進倉輸送系統路由基本沿引橋延伸，進倉系統物料通過斗式提升機的垂直提升轉接到倉頂輸送系統；平房倉布置在散糧筒倉的陸側。工藝平面布置見圖3。

優化方案：從東側進倉，卸船進倉輸送系統經L2號轉運站折向東并爬升至倉頂，無需斗式提升機的垂直提升；平房倉布置在散糧筒倉的江側。優化方案陸域工藝平面布置見圖4。

圖4 優化方案陸域工藝平面布置圖Fig.4 Technological plan layout of land area in optimized plan

兩方案相比，優化方案從東側進倉，輸送路由較長，東側第1列筒倉的倉頂荷載較大，設備費用和土建費用略有增加。該方案通過延長進倉的輸送距離進行爬升，取消了進倉系統中的斗式提升機。雖然在工藝系統中增加了1個轉運站，但L2號轉運站平面尺度可由43.4 m×27 m減小至36.5 m×22.5 m。工可方案進倉輸送路由短，但轉接環節略多，進倉系統中需配置4臺1 000 t/h的斗式提升機，導致L2號轉運站平面尺度偏大，且內部工藝復雜。

優化方案用長距離輸送機替代垂直提升的斗式提升機。從實際使用情況看，斗式提升機的故障率相比輸送設備較高，故在設備可靠性、生產運營更流暢等方面也具有一定優勢。

另外，2個方案向散料秤的分料方式（即由1路2 000 t/h分為2路1 000 t/h）也不同。優化方案為輸送機寬度方向左右分料，工可方案為輸送機長度方向前后分料，兩者相比，優化方案分料更均勻。

此外，本工程陸域東側擬規劃建設糧食產業園，優化方案在L3號轉運站預留1個接口，未來可根據需要直接將散糧由碼頭向東側規劃的糧食產業園輸送。該方案對此遠景規劃的適應性亦更好。規劃發展區示意見圖5。

圖5 規劃發展區示意圖Fig.5 Schematic diagram of planned development area

優化方案平房倉布置在筒倉的江側，相比工可方案，總體布局較為緊湊，場地利用率更高。同時，優化方案根據遠期生產發展需要進一步擴建筒倉更具有靈活性。

4 結語

本次陸域布局設計針對性強，在介紹原工可總平面布置和裝卸工藝設計方案的同時，通過對原陸域總平面布置和工藝流程的優化，不僅使生產作業流程更順暢、降低了運營成本，還對北側分期建設和遠期往東拓展進行規劃和預留，盡量避免因分期建設、遠期規劃實施而對正常的生產運營產生不利影響，并減少已建工程的改造工程量。本文提出的糧食碼頭總體布局設計，對國內外其他同類型項目均有一定的借鑒和參考意義。