东莞麻涌港区3#泊位仓储及配套装卸工艺分析研究

◎ 李 勇，张 晗

（1.深圳赤湾港口发展有限公司，广东 深圳 518068；2.郑州中粮科研设计院有限公司，河南 郑州 450001）

1 工程概况

深圳赤湾港口发展有限公司现拥有麻涌港区2#—5#泊位，岸线总长度为1 250.86 m（其中3＃泊位岸线：300 m），码头停靠等级7万t级；2#、3#泊位为粮食类专用码头，后方已配建仓储设施有117万t。本项目拟建筒仓的堆场面积约为2.3 m2，在此区域规划建设仓容达到50万t以上筒仓，在已建的2条1 500 t/h卸船进仓输送线的基础上，在码头前沿及后方预留位置增加一条1 500 t/h输送线，同步升级码头卸船设备（增加带斗门机和连续式卸船机）。

卸船进仓工艺流程主要为3#泊位、4#泊位（临时兼顾）来粮，通过岸边专业卸船设备，将货物由顺岸和垂岸皮带机，经前沿漏斗、岸边支架、设备转接支架、提升塔、栈桥至仓顶皮带机输送进仓[1]。

2 筒仓建设方案分析

2.1 仓型选择分析

2.1.1 从仓型材质上分，有钢板仓和钢筋混凝土仓两大类。其优缺点分析如下：

（1） 钢板仓

优点：造价低，防雨防尘效果好，使用寿命长，外形美观，装配简单，施工周期短。选用平底钢板仓，配备通风系统、测温系统、料位计和清仓设备。

缺点：目前使用的钢板仓大多为装配式钢板仓，所用的装配螺栓在反复加载和卸载的过程中，容易疲劳断裂，存在安全隐患；不太方便在侧壁上开孔做侧壁发放；仓容不能太大，否则安全性大大降低；但在海边盐雾地区容易受腐蚀，使用寿命较钢筋混凝土仓短很多，整体造价高。

（2） 钢筋混凝土仓

优点：耐火性好，运营中维护工作量少使用寿命较长，约50~70年；保温性能好，粮食结露少，适合储存和中转；刚性和稳定性好，在反复装载和卸载的复杂受力环境下适应性强；可在筒仓侧壁开孔，直接装汽车发放；相对于同容量的钢板仓群布置可节约30%~40%的土地。

缺点：造价高；施工比较复杂，结构自重大，建设周期长。

由于本项目是大型粮食物流项目，粮食中转量大而且非常频繁，对仓体的结构力学特性和安全性要求很高，因而选择钢筋混凝土仓更能满足本项目的功能需求。

2.1.2 从仓型结构上分，有立筒仓、浅圆仓两大类

浅圆仓单仓仓容大，出仓时间较长，一般在完全清仓结束前无法新进物料，导致中转效率较低，港区已建设有42万t（单仓1.5万t）的大直径筒仓，为了提高中转效率，合理搭配仓型配置，本项目整体宜搭配建设单仓较小的立筒仓，同时立筒仓占地小，有利于提高土地利用率[2]。

2.1.3 单仓仓容的选择

由于3#泊位停靠来粮船舶大部分为5万至7万t级，单舱口货量较大；在总仓容一致的情况下，采用大容量立筒仓所需要的筒仓数量就会少，用于构建仓壁的钢筋混凝土数量就会大大减少，其仓下桩基的数量也会降低；大部分仓可具备无动力侧壁发放功能，大大减少运营成本。

经以上分析，立筒仓单仓容量选择较大一点的仓能够与船舶单舱匹配、有效降低立筒仓的吨粮造价。因此，本项目拟采用直径15 m的立筒仓，单仓仓容5 000 t。

2.2 工艺方案分析

2.2.1 总体方案（见图1）

图1 本项目总图布置方案图

该方案每组立筒仓端部设置工作塔或提升塔，并设置发放仓，发放仓设置在塔与塔之间，装车时互不影响。在提升塔发放仓处设置集装箱翻转机，可进行集装箱装箱。

工作塔东侧设置汽车卸粮站，设置三车道，卸车产量达到1 000 t/h，本项目预计最大同时进仓产量可达4 500 t/h。

出仓通过提升后进入塔内转接皮带机，并与原三期出仓皮带机搭接，实现去3#泊位装船的功能。

通过本项目的建设，3#泊位后方总仓容约为96万t[3]。

2.2.2 工艺流程

（1） 进仓流程

原已建三期进仓线延长至4#提升塔、4#工作塔及5#提升塔，并转接至仓顶多点卸料皮带机进仓。

本项目汽车卸粮站接收后通过地沟输送至4#工作塔，经过提升、计量后，再提升至仓顶皮带机。

（2） 出仓流程

立筒仓仓底皮带机出仓至仓前塔提升，提升后输送至出转接皮带机并搭接原三期皮带机至三期3#工作塔，利用三期装船输送线装船发放。

同时立筒仓仓前塔都配备有发放仓，可实现装车发放。

立筒仓有6排仓可直接通过侧壁发放装车，仓内70%物料可实现无动力发放。

发放仓和侧壁发放均设置可计量抑尘斗，实现定量发放。

3 码头前沿配套设备方案分析

对于7万t级散粮船，可同时使用7台设备对7个船舱进行卸船。目前3#泊位采用门机作业，考虑门机作业的抓斗回转，门机间需留出约30 m的作业间距，只能有6台设备作业。因此，本次对3#泊位进行升级改造，引入连续式卸船机和带斗门机进行作业，可同时使用7台设备对7个船舱进行卸船，大大提高卸船效率，增加码头输送设备产量的利用率[4]。

原3#泊位顺岸栈桥预留有一条1 500 t/h的输送线，本期项目实施该预留线，使码头接粮输送效率达到4 500 t/h。

为最大限度利用顺岸栈桥输送设备产量，考虑3#泊位设置卸船设备为4台门机（单机最大产量500 t/h）、1台带斗门机（单机最大产量700 t/h）和2台连续式卸船机（单机最大产量1 200 t/h），位置如图2所示。

图2 3#泊位卸船开始阶段设施布置示意图

通过上图卸船设备匹配布置方案，对不同作业时段进行作业模拟，模拟综合考虑船舶停靠时间段，从卸船开始、卸船7 h、卸船12 h、卸船15 h的卸船情况分析，分析卸船作业效率实际是否满足预计整个码头年作业量的要求（见表1）。

表1 3#泊位卸船开始阶段卸船设施布置情况表

3.1 卸船开始阶段

经过7 h后，舱内物料两侧和中间较多，并不会出现头重脚轻的情况，一定程度上保证了船的平衡。

3.2 卸船7 h后

经过7 h卸船作业后，卸船机对应的船舱3和船舱5内余料800 t，需要清仓，继续使用卸船机作业会对卸船机的产量造成浪费，为了最大限度发挥卸船机的能力，可对设备布置进行调整，最外侧两个门机移走，卸船机和内侧门机向两侧移动，卸船机开始卸船舱2和船舱6，根据舱内余粮情况，设备产量会相应减少[5]。

经过12 h后，舱内物料两侧和中间较多，仍能保证船体的平衡（见表2）。

表2 3#泊位卸船7小时卸船设施布置情况表

3.3 卸船12 h后

经过12 h卸船作业后，卸船机对应的船舱2和船舱6内余料700 t，需要清仓，继续使用卸船机作业会对卸船机的产量造成浪费，为了最大限度发挥卸船机的能力，可再次对设备布置进行调整，最外侧两个门机移走，不再作业，卸船机继续向两侧移动，卸船机开始卸船舱1和船舱7，根据舱内余粮情况，设备产量会进一步减少（见表3）。

表3 3#泊位卸船12 h卸船设施布置示意表

在卸船15 h后，每个船舱内物料均余粮不足1 000 t，总余粮为4 560 t，进入清仓阶段。

通过模拟分析，在整个卸船阶段，卸船机和带斗门机均发挥了较大的产量，不会因为舱内粮食减少到一定程度而减产，同时能够较为均衡地保障船体平衡。

3.4 物流计算

根据《河港工程总体设计规范》，3#泊位年卸船能力可按照下列公式计算：

Pt=（T×ρ×G）/（tz/（td-∑t）+tf/td）（万t）（见表4）

表4 3#泊位年卸船量值表

码头考虑雨天无法作业等情况，按照年工作时间300 d计算。

卸船设备在半舱以下状态时无法达到最大产量，因此船时效率按照连续式卸船机60%，带斗门机50%和普通门机35%（门机未全程参与卸船作业，因此船时效率按35%计算）计算，1 200×0.6×2+700×0.5+500×0.35×4=2 490 t/h。

根据了解，公司码头作业时间为17 h/d，因此昼夜非生产时间之和设为7 h。

通过以上计算，3#泊位年卸船量可达715.81万t，与公司预计年计划卸船量700万t的目标基本吻合。

4 结语

通过以上分析研究，拟在码头后方新建50万t左右立筒仓是合理的，同步增设卸船输送设备（1 500 t/h输送线）和岸边接卸设备（连续式卸船机、带斗门机）可以满足港区接收、输送使用需求。

通过预测，若整个2#、3#两个专业粮食专用泊位的年散粮接卸能力将达到1300万t时，接卸作业可能会出现偏紧的状态，甚至某些时段船舶集中到港，会有无法高效作业情况。在2#、3#泊位升级卸船设备、提高卸船效率，同时调整4#泊位功能定位，实现辅助卸船功能，可以有效解决此项问题。

通过以上分析，为有类似升级改造需求的码头提供借鉴和参考。