散货码头装卸钾肥的工艺研究

蒋志同

（中船第九设计研究院工程有限公司，上海 200090）

钾肥主要有氯化钾、硫酸钾、草木灰、钾泻盐、磷酸一氢钾等，均为水溶性，要求钾肥运输过程中防雨、防潮。本文以刚果钾肥出运码头为例，通过选择合理的装卸工艺和设备，来满足散货码头装卸钾肥的工艺要求。

1 工程概述

本工程散货码头是负责钾肥出运的配套工程，根据规划，拟建设一座5 万吨级散货钾肥专用码头，包括引桥、堆场以及码头上的装船机、带式输送机等附属设施。本工程装卸工艺主要考虑钾肥从陆域堆场到码头船舶的装卸工艺。

2 设计参数

（1）钾肥年装船量：120 万吨，远期200 万吨；

（2）设计船型：5 万吨级散货船；

（3）流向：由本港出运钾肥；

（4）工作时间：装船考虑三班制；

（5）码头年作业天数：243 天；

（6）设计代表船型（见表1）。

表1 设计船型表

3 装卸设备的选型及防护措施

3.1 码头装船作业设备选型

目前大型专业化散货码头的装船设备一般有固定式装船机和移动式装船机。由于钾肥属于水溶性的物料，整个输送过程需要保证一定的封闭性，因此，码头皮带机的布置，不适宜为敞开式布置，基本为封闭廊道布置。

3.1.1 固定式装船机

固定式装船机一般是指机身不能移动且固定在墩台上的装船机。固定式装船机设有臂架旋转、伸缩和俯仰机构以达到装船作业必要的覆盖面，这种装船机的底座就是坐落在码头靠船墩上，设有装船塔架、臂架，臂架由固定臂与伸缩臂组成，内设带式输送机，臂架端部设可伸缩溜管。其工作范围由臂架的伸缩行程和旋转的角度来决定，因作业范围较小，码头上一般需要布置多台固定式装船机。

3.1.2 移动式装船机

移动式装船机主要由大车行走机构、臂架、伸缩溜管、尾车等组成。码头上的带式输送机布置在装船机门架下面，尾车倾斜布置在码头带式输送机上方，并和装船机连接成一个整体。移动式装船机在垂直码头长度方向的工作范围主要由臂架的伸缩或者俯仰来确定，在沿着码头长度方向的工作范围主要由大车行走的距离来决定。物料装船由装船机尾车将码头前沿的带式输送机上的物料转接到装船机，再由装船机把物料装入船舱内。

3.1.3 装船作业设备的对比

固定式装船机结构相对简单，造价便宜，但作业覆盖范围较小，应用区域有局限性，适合小型码头，万吨级以上码头需布置多台固定式装船机来满足装卸要求。移动式装船机可顺着码头长度方向来回移动，作业范围较大，可适应多种吨级船舶，码头上部一般布置一台或两台移动式装船机即可满足要求，推荐采用移动式装船机。

3.2 水平运输设备

一般散货的水平运输采用带式输送机械或汽车，但对于专业钾肥装卸码头而言，带式输送机具有性能可靠、运输效率高、经济合理的特点。故钾肥的水平运输推荐带式输送机。

3.3 防护措施

因钾肥具有不耐潮、水溶性的特征，需要在运输过程中对设备进行合理布置，保障钾肥防雨防潮。在引桥带式输送机上加设用彩钢板制作的封闭式防雨罩（见图1），码头上部带式输送机由于装船机作业需要，采用半封闭断面（见图2）。

图1 引桥皮带机断面图

图2 码头上部皮带机断面图

3.4 其他辅助设备

其他辅助设备包括计量装置、防尘装置、设备保护装置等。

3.5 码头主要装卸设备表

码头主要装卸设备表见表2。

表2 码头主要装卸设备表

4 装卸工艺方案及流程

装卸工艺根据货种、运量、流向、设计船型及码头功能，装卸工艺设计包含：装船工艺、水平输送工艺、码头平台布置、引桥布置等环节。钾肥装船工艺考虑了多个方案，根据开敞式总平面布置，结合港区今后发展，装卸工艺可合并为方案一：单台装船机布置方案；方案二：双装船机布置方案。

4.1 装卸工艺方案一：单台装船机布置方案

本方案将来自陆域堆场的钾肥经带式输送机转卸到陆域2#转运站，然后通过引桥带式输送机BC9 把钾肥运输到码头转运站，再通过带式输送机BC10 转运钾肥到装船机上，由装船机SL 进行装船。

码头工程含一路两条带式输送机（BC9、BC10），其中码头部分为带式输送机BC10，沿装船机作业长度全程布置在高架廊道上，廊道布置在装船机轨道外侧。码头带式输送机BC10 的廊道为半封闭结构。

引桥带式输送机BC9 的廊道为全封闭结构，其中引桥根部及端部采用高架廊道结构，其余部分均布置在引桥面。为减少码头转运站的尺度及改善带式输送机头部区域的空间条件，将皮带机BC10 的驱动装置布置在高架廊道下，使码头设施的空间利用更合理。引桥廊道布置在引桥西侧。引桥带式输送机BC9 与码头带式输送机BC10 之间通过码头转运站过渡。

4.2 装卸工艺方案二：双装船机布置方案

来自陆域堆场的两条带式输送机把钾肥转卸到陆域2#转运站通过本工程中的引桥带式输送机BC9a、BC9b把钾肥运输到码头转运站，再通过带式输送机BC10a、BC10b 转运钾肥到装船机上的皮带机上，由装船机SL1、SL2 进行装船。

4.3 装卸工艺流程

4.3.1 装卸工艺流程（方案一）

陆域仓贮带式输送机 → 陆域2#转运站 → 引桥带式输送机BC9 → 码头转运站 → 带式输送机BC10 →2000t/h 装船机SL → 装船。

4.3.2 装卸工艺流程（方案二）

4.4 装卸工艺方案的对比

两个工艺方案都简单便捷，基本类似，其中方案一优点是引桥宽度窄，投资省。缺点是后续能力扩展余地小。

方案二增加装船机和皮带机数量，减少装船时间，后续扩展余地大，其中一条皮带机也可用于装卸其他货种，缺点是增加了设备数量及引桥宽度，前期投资增加太多。

根据规划此码头为钾肥专业运输码头，而方案一工艺简单，投资较少成本低，装卸工艺推荐方案一。图3为推荐方案的码头工艺平面图：

图3 码头工艺平面图

5 泊位通过能力计算

泊位通过能力根据《海港总体设计规范》（JTS165-2013）中有关规定，并按下列公式计算确定，各参数取值详见表3。

表3 泊位通过能力参数取值一览表

计算结果如下：

方案一的泊位通过能力Pt=355 万吨，方案二的泊位通过能力Pt=335 万吨，均满足设计120 万吨，远期规划200 万吨吞吐量要求。

6 装卸工艺主要技术指标

装卸工艺主要技术指标（推荐方案）见表4：

表4 装卸工艺主要技术指标表（推荐方案）

7 结束语

钾肥有易溶于水，易潮的特点，针对这一点通过选择合理的装卸工艺、设备及其防护措施，合理布置钾肥专用码头，达到满足运行要求、提高工作效率及降低运营成本的效果。本文的装卸工艺研究可以对散货码头装卸钾肥的设计和建设提供参考和技术支持。