散货码头装卸工艺及设备研究

2010-08-15夏建旺

山西建筑 2010年9期

关键词：趸船堆料装船

夏建旺

1 概述

根据散货的特性、散货进口、出口的年货运量,并结合码头所处水陆域条件,对散货码头装卸工艺主要装卸船作业、库、场——码头前沿运输作业、堆场堆取作业等方面进行论述。

2 装卸船作业

2.1 装船作业

1)带式输送机装船主要有固定转盘式散货装船机、桅杆转盘式散货装船机、弧线轨道式散货装船机、移动式散货装船机等。

固定转盘式散货装船机内河多安装在墩座直立式码头上,1个泊位应选用两台,两台的间距不应小于设计船长的2/3,该工艺适用于水位差10 m左右的中小水位差和船型较大的散货码头。

桅杆转盘式散货装船机结构简单、造价低,但不能伸缩,装船覆盖面较小,一般适用于沿海港口。

弧线轨道式散货装船机主要用于直立式码头和斜坡码头,川江及三峡库区由于水位差较大,弧线轨道式散货装船机安装在斜坡码头趸船上,装卸效率较高,内河由于散货码头年货运量不是很大,一般选用500 t/h,800 t/h及1 000 t/h的装船机装船。

移动式散货装船机一般安装在直立式码头或斜坡码头趸船上,装船作业时不需要移船,但是安装在趸船上时对趸船的纵倾和横倾要求较高。

2)抓斗起重机装船主要适用于通用性的直立式码头,专业性散货出口码头,特别是散货运量较大时,一般都不采用这种形式。

3)专业散货装船机主要是针对散装水泥、熟料、散装化肥等粉体货物进行装船的设备,均为连续输送设备。粉体散货装船机运输形式主要有皮带机、空气斜槽、气力管道等。

2.2 卸船作业

1)桥式抓斗卸船机类似于龙门起重机和装卸桥,安装在直立式码头和斜坡码头的趸船上。桥式抓斗卸船机原先选用于中、小水位差的直立式码头卸大型船舶,随着武钢港船用桥式抓斗卸船机的投入使用,表明在大水位差斜坡码头也可以选用桥式抓斗卸船机进行散货卸船作业。2)浮式起重机布置在斜坡码头趸船上,趸船上还应布置接料料斗及相对应的皮带机输送系统。川江及三峡库区一般选用起重量10 t,幅度30 m的全回转浮式起重机。3)链斗卸船机是一种连续的卸船机械,适用于直立式码头和斜坡码头。内河斜坡码头安装在趸船上,通过卸船机上的链斗将船舱内的散货连续不断的提升至皮带机上,经皮带机运输至后方堆场。4)船舶自卸为船舶本身自己带有卸船设备,船舶到港以后直接将散货卸至码头接料点,节省能力和减少港口机械投资。

3 库、场——码头前沿运输作业

3.1 上下坡输送作业

1)皮带车是皮带机的一种特殊形式,是一种长度较大的移动式皮带机,适用于水位差变化较大且变化频繁的斜坡码头。主要特征是在整机采用多节分段铰接的挠性机架组成,机架下有行车轮,采用卷扬机系统移动皮带车,使用方便,适应性好,减少码头对航道的影响,其工艺流程为:后方堆场→固定皮带机→皮带车→钢引桥皮带机→浮式起重机、装船机、卸船机。2)钢引桥皮带机主要适用于浮码头形式。皮带机安装在钢引桥上,通过改变钢引桥坡度以适应水位变化,其工艺流程为:后方堆场→固定皮带机→钢引桥皮带机→浮式起重机、装船机、卸船机。3)移动皮带机适用于中、小水位差且变化不频繁、斜坡道短而缓的斜坡码头,为使移机方便,宜在坡顶设置手摇铰车牵引,但这种形式不如皮带车方便,一般不宜采用。4)斜坡缆车与前面散货码头作业方式基本一致,区别在于须在斜坡缆车上设置专用货斗,其工艺流程为:后方堆场→汽车→叉车或轮胎起重机→斜坡缆车加货斗→浮式起重机。这种工艺环节繁多、操作麻烦,一般不宜采用。

3.2 堆场作业

堆场作业是堆料、取料、喂料、转堆等作业的统称,其方式主要是地面作业。地面作业主要从货堆高度、货堆间距、堆场地面及排水、防尘和消防等方面确定地面作业的机械类型。地面作业机械主要有堆料机、取料机、堆取料机、推土机、装载机、装卸桥等。

1)堆料机主要有双翼(或单翼)堆料机、悬臂堆料机。双翼(或单翼)堆料机一般于堆场内固定皮带车配套使用,其悬臂皮带机只能在垂直面内俯仰,同时由于受尾车架长度的影响,在进行堆料作业时,有20 m长的堆场不能用来堆货,只能依靠其他机械转堆。悬臂堆料机可以在水平面内转动,适用于大面积堆场,堆高一般可以达到9 m以上,能充分利用堆场,但设备造价较高。2)取料机主要用于堆场货堆上取料,并供给地面或坑道皮带机,以使散货至堆场运出的连续性专用机械。堆料机主要有斗轮取料机和滚轮机。斗轮取料机结构形式与悬臂堆料机相似,不同的是在悬臂末端设有旋转的斗轮一遍取料。滚轮机是在斗轮取料机形式上的一种发展,主要用于取料供给地面固定皮带机出场。3)堆取料机是兼有堆料和取料双重性能的连续性专用堆场作业机械,但是堆、取不能同时进行。主要有悬臂式斗轮堆取料机和门式滚轮堆取料机,适用于大、中散货进出口码头。悬臂式斗轮堆取料机实际上就是悬臂堆料机和斗轮取料机的联合形式,特点是悬臂皮带机能够正反两项转动,取料能力为堆料能力的一半左右。门式滚轮堆取料机是在滚轮机基础上的一种发展形式,它的堆、取机构是相对独立的。4)装载机、推土机在散货堆场中作为辅助堆码的设备,机动灵活,便于转场。5)装卸桥适用于中小运量的堆场装卸作业,能完成车—场装卸作业,机型单一,维修保养方便,堆场面积有效利用率高,一般选用5 t-40 m机型。

4 工程实例

装卸工艺设计时应根据货运量、货物流量流向及自然条件,综合考虑港口总图工程、水工工程加以选择。下面仅以玖龙纸业(重庆)码头有限公司散货进出口码头工程为例介绍带式输送机在散货进出口装卸设计中的应用。玖龙纸业(重庆)码头有限公司散货进出口码头工程位于重庆市江津区珞璜工业园区,地处武陵山区川东平行岭谷长江谷坡地带,长江上游南岸,为构造剥蚀、侵蚀低山丘陵地貌及坡向长江的单面山顺向坡地形,地形陡度为1∶3～1∶4,地质构造简单,港区场地总体稳定,无不良地质现象。根据玖龙纸业(重庆)有限公司生产需求,需建设散货进出口码头,拟建散货进出口泊位1个,设计代表船型为3 000 t级干散货船,年吞吐量进口90万t,出口 90万t。

4.1 主要技术参数

年吞吐量:散货进口:90万t;散货出口:90万t。货种:煤炭、金属矿石等。流向:进出口。设计船型:3 000 t干散货船舶(总长×型宽×型深×吃水=92.0 m×16.2 m×4.7 m×3.5 m)。年营运天数:330 d。作业班制:三班制/昼夜。日工作小时:24 h。港口生产不平衡系数:1.3。集疏运方式:与厂区皮带机相连。

4.2 装卸工艺设计

根据年货运量、货种及流向,玖龙纸业(重庆)码头有限公司拟建散货出口码头,泊位数1个,鉴于该港区地处长江上游库区,高低水位差较大,因此,码头采用趸船、钢引桥、顺岸斜坡道浮码头形式较为适宜,同时在码头前方趸船上布置浮式装船机及浮式起重机不失为一种经济合理和安全可靠的选择,而大宗散货运输采用皮带机输送系统是最经济的方式。斜坡道下坡输送工艺采用皮带车,为便于高水位时皮带车收入至码头陆域,并受陆域纵深的限制,顺岸斜坡道上皮带车设计为两台,即1号皮带车和2号皮带车,平台陆域设置两台固定皮带机,固定皮带机与厂区皮带机系统相接。

4.3 工艺流程

散货进口:干散货船→趸船浮式起重机→钢引桥1号皮带机→2号皮带车→3号固定皮带机→后方厂区皮带机→厂区堆场。

散货出口:厂区堆场→后方厂区皮带机→6号固定皮带机→5号皮带车→4号钢引桥皮带机→趸船弧形轨道装船机→干散货船。

4.4 装卸工艺特点

本设计根据玖龙纸业(重庆)码头有限公司散货进出口码头工程的货运量及自然条件,装卸工艺采用带式输送机形式,以满足其设计年吞吐量180万t(散货进出口各90万t)的要求,同时本次设计具有以下特点:1)陆域固定皮带机顺岸布置,陆域用地较少;2)与后方厂区直接相连,减少了散货的转运环节;3)受陆域纵深的限制,斜坡道上皮带车设计为两台,且顺岸布置,随山区河流水位化的升降,2号,5号皮带车可顺岸整体收入至陆域平台或放入斜坡道,操作简单,使用方便。