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東莞麻涌港區3#泊位倉儲及配套裝卸工藝分析研究

2023-07-17 03:17:48勇,張
現代食品 2023年8期
關鍵詞:皮帶機產量作業

◎ 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。

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