東莞麻涌港區3#泊位倉儲及配套裝卸工藝分析研究

◎ 李 勇，張 晗

（1.深圳赤灣港口發展有限公司，廣東 深圳 518068；2.鄭州中糧科研設計院有限公司，河南 鄭州 450001）

1 工程概況

深圳赤灣港口發展有限公司現擁有麻涌港區2#—5#泊位，岸線總長度為1 250.86 m（其中3＃泊位岸線：300 m），碼頭停靠等級7萬t級；2#、3#泊位為糧食類專用碼頭，后方已配建倉儲設施有117萬t。本項目擬建筒倉的堆場面積約為2.3 m2，在此區域規劃建設倉容達到50萬t以上筒倉，在已建的2條1 500 t/h卸船進倉輸送線的基礎上，在碼頭前沿及后方預留位置增加一條1 500 t/h輸送線，同步升級碼頭卸船設備（增加帶斗門機和連續式卸船機）。

卸船進倉工藝流程主要為3#泊位、4#泊位（臨時兼顧）來糧，通過岸邊專業卸船設備，將貨物由順岸和垂岸皮帶機，經前沿漏斗、岸邊支架、設備轉接支架、提升塔、棧橋至倉頂皮帶機輸送進倉[1]。

2 筒倉建設方案分析

2.1 倉型選擇分析

2.1.1 從倉型材質上分，有鋼板倉和鋼筋混凝土倉兩大類。其優缺點分析如下：

（1） 鋼板倉

優點：造價低，防雨防塵效果好，使用壽命長，外形美觀，裝配簡單，施工周期短。選用平底鋼板倉，配備通風系統、測溫系統、料位計和清倉設備。

缺點：目前使用的鋼板倉大多為裝配式鋼板倉，所用的裝配螺栓在反復加載和卸載的過程中，容易疲勞斷裂，存在安全隱患；不太方便在側壁上開孔做側壁發放；倉容不能太大，否則安全性大大降低；但在海邊鹽霧地區容易受腐蝕，使用壽命較鋼筋混凝土倉短很多，整體造價高。

（2） 鋼筋混凝土倉

優點：耐火性好，運營中維護工作量少使用壽命較長，約50~70年；保溫性能好，糧食結露少，適合儲存和中轉；剛性和穩定性好，在反復裝載和卸載的復雜受力環境下適應性強；可在筒倉側壁開孔，直接裝汽車發放；相對于同容量的鋼板倉群布置可節約30%~40%的土地。

缺點：造價高；施工比較復雜，結構自重大，建設周期長。

由于本項目是大型糧食物流項目，糧食中轉量大而且非常頻繁，對倉體的結構力學特性和安全性要求很高，因而選擇鋼筋混凝土倉更能滿足本項目的功能需求。

2.1.2 從倉型結構上分，有立筒倉、淺圓倉兩大類

淺圓倉單倉倉容大，出倉時間較長，一般在完全清倉結束前無法新進物料，導致中轉效率較低，港區已建設有42萬t（單倉1.5萬t）的大直徑筒倉，為了提高中轉效率，合理搭配倉型配置，本項目整體宜搭配建設單倉較小的立筒倉，同時立筒倉占地小，有利于提高土地利用率[2]。

2.1.3 單倉倉容的選擇

由于3#泊位停靠來糧船舶大部分為5萬至7萬t級，單艙口貨量較大；在總倉容一致的情況下，采用大容量立筒倉所需要的筒倉數量就會少，用于構建倉壁的鋼筋混凝土數量就會大大減少，其倉下樁基的數量也會降低；大部分倉可具備無動力側壁發放功能，大大減少運營成本。

經以上分析，立筒倉單倉容量選擇較大一點的倉能夠與船舶單艙匹配、有效降低立筒倉的噸糧造價。因此，本項目擬采用直徑15 m的立筒倉，單倉倉容5 000 t。

2.2 工藝方案分析

2.2.1 總體方案（見圖1）

圖1 本項目總圖布置方案圖

該方案每組立筒倉端部設置工作塔或提升塔，并設置發放倉，發放倉設置在塔與塔之間，裝車時互不影響。在提升塔發放倉處設置集裝箱翻轉機，可進行集裝箱裝箱。

工作塔東側設置汽車卸糧站，設置三車道，卸車產量達到1 000 t/h，本項目預計最大同時進倉產量可達4 500 t/h。

出倉通過提升后進入塔內轉接皮帶機，并與原三期出倉皮帶機搭接，實現去3#泊位裝船的功能。

通過本項目的建設，3#泊位后方總倉容約為96萬t[3]。

2.2.2 工藝流程

（1） 進倉流程

原已建三期進倉線延長至4#提升塔、4#工作塔及5#提升塔，并轉接至倉頂多點卸料皮帶機進倉。

本項目汽車卸糧站接收后通過地溝輸送至4#工作塔，經過提升、計量后，再提升至倉頂皮帶機。

（2） 出倉流程

立筒倉倉底皮帶機出倉至倉前塔提升，提升后輸送至出轉接皮帶機并搭接原三期皮帶機至三期3#工作塔，利用三期裝船輸送線裝船發放。

同時立筒倉倉前塔都配備有發放倉，可實現裝車發放。

立筒倉有6排倉可直接通過側壁發放裝車，倉內70%物料可實現無動力發放。

發放倉和側壁發放均設置可計量抑塵斗，實現定量發放。

3 碼頭前沿配套設備方案分析

對于7萬t級散糧船，可同時使用7臺設備對7個船艙進行卸船。目前3#泊位采用門機作業，考慮門機作業的抓斗回轉，門機間需留出約30 m的作業間距，只能有6臺設備作業。因此，本次對3#泊位進行升級改造，引入連續式卸船機和帶斗門機進行作業，可同時使用7臺設備對7個船艙進行卸船，大大提高卸船效率，增加碼頭輸送設備產量的利用率[4]。

原3#泊位順岸棧橋預留有一條1 500 t/h的輸送線，本期項目實施該預留線，使碼頭接糧輸送效率達到4 500 t/h。

為最大限度利用順岸棧橋輸送設備產量，考慮3#泊位設置卸船設備為4臺門機（單機最大產量500 t/h）、1臺帶斗門機（單機最大產量700 t/h）和2臺連續式卸船機（單機最大產量1 200 t/h），位置如圖2所示。

圖2 3#泊位卸船開始階段設施布置示意圖

通過上圖卸船設備匹配布置方案，對不同作業時段進行作業模擬，模擬綜合考慮船舶停靠時間段，從卸船開始、卸船7 h、卸船12 h、卸船15 h的卸船情況分析，分析卸船作業效率實際是否滿足預計整個碼頭年作業量的要求（見表1）。

表1 3#泊位卸船開始階段卸船設施布置情況表

3.1 卸船開始階段

經過7 h后，艙內物料兩側和中間較多，并不會出現頭重腳輕的情況，一定程度上保證了船的平衡。

3.2 卸船7 h后

經過7 h卸船作業后，卸船機對應的船艙3和船艙5內余料800 t，需要清倉，繼續使用卸船機作業會對卸船機的產量造成浪費，為了最大限度發揮卸船機的能力，可對設備布置進行調整，最外側兩個門機移走，卸船機和內側門機向兩側移動，卸船機開始卸船艙2和船艙6，根據艙內余糧情況，設備產量會相應減少[5]。

經過12 h后，艙內物料兩側和中間較多，仍能保證船體的平衡（見表2）。

表2 3#泊位卸船7小時卸船設施布置情況表

3.3 卸船12 h后

經過12 h卸船作業后，卸船機對應的船艙2和船艙6內余料700 t，需要清倉，繼續使用卸船機作業會對卸船機的產量造成浪費，為了最大限度發揮卸船機的能力，可再次對設備布置進行調整，最外側兩個門機移走，不再作業，卸船機繼續向兩側移動，卸船機開始卸船艙1和船艙7，根據艙內余糧情況，設備產量會進一步減少（見表3）。

表3 3#泊位卸船12 h卸船設施布置示意表

在卸船15 h后，每個船艙內物料均余糧不足1 000 t，總余糧為4 560 t，進入清倉階段。

通過模擬分析，在整個卸船階段，卸船機和帶斗門機均發揮了較大的產量，不會因為艙內糧食減少到一定程度而減產，同時能夠較為均衡地保障船體平衡。

3.4 物流計算

根據《河港工程總體設計規范》，3#泊位年卸船能力可按照下列公式計算：

Pt=（T×ρ×G）/（tz/（td-∑t）+tf/td）（萬t）（見表4）

表4 3#泊位年卸船量值表

碼頭考慮雨天無法作業等情況，按照年工作時間300 d計算。

卸船設備在半艙以下狀態時無法達到最大產量，因此船時效率按照連續式卸船機60%，帶斗門機50%和普通門機35%（門機未全程參與卸船作業，因此船時效率按35%計算）計算，1 200×0.6×2+700×0.5+500×0.35×4=2 490 t/h。

根據了解，公司碼頭作業時間為17 h/d，因此晝夜非生產時間之和設為7 h。

通過以上計算，3#泊位年卸船量可達715.81萬t，與公司預計年計劃卸船量700萬t的目標基本吻合。

4 結語

通過以上分析研究，擬在碼頭后方新建50萬t左右立筒倉是合理的，同步增設卸船輸送設備（1 500 t/h輸送線）和岸邊接卸設備（連續式卸船機、帶斗門機）可以滿足港區接收、輸送使用需求。

通過預測，若整個2#、3#兩個專業糧食專用泊位的年散糧接卸能力將達到1300萬t時，接卸作業可能會出現偏緊的狀態，甚至某些時段船舶集中到港，會有無法高效作業情況。在2#、3#泊位升級卸船設備、提高卸船效率，同時調整4#泊位功能定位，實現輔助卸船功能，可以有效解決此項問題。

通過以上分析，為有類似升級改造需求的碼頭提供借鑒和參考。