國外某散貨碼頭裝卸工藝系統設計總結

卜偉彬

摘 要：本文研究對象是散貨碼頭裝卸工藝系統設計，同時結合國外項目的技術特點，對散貨碼頭常見的裝卸機械設備及皮帶機輸送系統進行設計總結，希望對同類型的海外項目參與者能提供一定的參考借鑒。

關鍵詞：散貨碼頭 裝卸機械及技術 皮帶機輸送系統

1.項目背景

委內瑞拉玻利瓦爾共和國和中華人民共和國政府于2010年在北京簽署了合作協議，據此兩國共同確定了一系列的基礎并建立了長期融資協議機制，目的是增進雙方在委內瑞拉的基礎設施建設、社會發展，能源、礦業及農業發展和增加社會經濟發展等方面的大規模項目的合作。按照中委兩國合作協議，將帕魯阿港口年通過能力從350萬噸提高到年720萬噸的相關設計、供應材料、機械設備、施工、安裝、維護人員培訓以及新系統的運行，該系統主要負責粗、細鐵礦砂的收料、運輸、儲存以及發貨。

2.裝卸工藝系統設計

該項目主要是裝卸系統的改造，貨種主要為粗礦砂、細礦砂及面包鐵，工程內容主要包括碼頭裝載系統，堆場裝卸系統，列車卸載系統和皮帶輸送系統等的改造。

（1）火車卸載：由于項目采用底部開放式列車進行卸料，新增系統的相應端口卸載方法為底部開放式。 在原火車排放坑內安裝四個料斗，接收料斗的總容量不小于一個車廂的材料量。

（2）卸車后水平運輸：物料卸火車后，經過漏斗卸到電動板式給料機，再輸送到帶式輸送機，然后通過帶式輸送機送到新的堆場或堆放到原廠。 帶式輸送機規格為： 48”（基礎帶寬），V=3.15m/s（額定帶速），Q=3500t/h（額定效率）。

（3）堆場裝卸作業：結合本項目技術經濟特點，本項目堆場裝卸作業采用堆取分開方式，該方式在國內外廣泛應用，設計堆料效率3500噸/小時，臂長為35米，設計取料效率4500噸/小時，臂長55米。

（4）裝船水平運輸作業：物料裝船水平運輸采用皮帶機進行，皮帶機具有輸送效率高，經濟性好，運輸方便簡單的特點，在港口散裝物料裝卸中應用廣泛。

（5）裝船作業：根據靠泊船舶尺度、水位、碼頭噸級、裝卸工藝要求，在現有碼頭上安裝1臺額定效率4500噸/時的裝船機，使用功能及其性能參數能滿足設計靠泊船型裝船要求。

3.主要機械設備技術規格參數

（1）裝船機主要技術規格說明。機械額定生產能力為4500t/h，基距12米，軌距為55英尺（16.764米），海測軌中心距碼頭岸邊距離為3.048米，臂架工作幅度滿足8萬噸級巴拿馬型散貨船裝船要求，臂架俯仰范圍為裝船作業-12°～+12°，非裝船作業時收起臂架在碼頭岸側，不允許超出水域，懸臂皮帶機額定生產能力為4500t/h，尾車型式采用固定式，Z型導料槽可以在裝船機大臂上安裝與拆卸，工作范圍能覆蓋高水位及低水位時期船艙下部各個區域，能最大限度減少物料的損耗，門架凈空高度≥5.1米，供電電源采用AC4.16KV、60HZ、三相，供電方式為電纜卷筒。

（2）堆料機主要技術規格參數。機械額定生產能力為堆料3500t/h，堆高為軌面以上：17.5m（臂架仰起下料最高高度），軌面以下1.5m，懸臂最大俯仰角度為-120～+150，懸臂長度為35m，懸臂起升下降速度是5m/min，軌距為7m；行走速度為0-20m/min，最大工作輪壓為250 KN/輪，最大非工作輪壓為300 KN/輪，軌道型號為美國132RE型鋼軌，軌道基礎采用道砟式，供電電源采用AC4.16kV，60Hz，三相三線制。

（3）取料機主要技術規格參數。機械額定生產率為4500t/h，堆高在軌面以上17.5m（臂架仰起取料最高高度），軌面以下1.5m，回轉半徑：（自回轉中心到斗輪軸中心）為55m，回轉角度≥±1100，懸臂最大俯仰角度為-12o～+15o，軌距10m，行走速度0-20m/min （無級調速），最大工作輪壓為250 KN/輪，最大非工作輪壓為300 KN/輪，軌道型號采用美國132RE型鋼軌，供電電源采用AC4.16kV，60Hz，三相三線制。

（4）皮帶機系統主要技術規格參數。本項目改造的帶式輸送機主要規格為： 48”（入場基礎帶寬），V=3.15m/s（額定帶速），Q=3500t/ h（入場額定效率），52”（裝船基礎帶寬），V=3.15m/s（額定帶速），Q=4500t/h（裝船額定效率）。

為了保護輸送機系統的安全可靠，本項目設置了皮帶機保護裝置，主要包括皮帶跑偏、轉速測試、過載保護等十幾項保護裝置，這些保護裝置可以在中央控制室操控，同時在緊急情況下，也可以在系統現場進行操控，目的就是當發生緊急情況時，能對輸送系統起到最大限度保護作用。

4.裝卸工藝設備用電負荷

（1）本項目工藝設備用電負荷詳見表2。

5.碼頭裝船能力核算

本項目裝卸工藝系統改造后，碼頭按照靠泊5萬噸至8萬噸級船舶進行核算，根據《海港總體設計規范》（JTS165-2013）相關公式進行核算，本項目碼頭年裝船能力達到750萬噸，能滿足設計吞吐量的要求，對當地原材料的輸送起到了重要作用。

6.移動式裝船機裝船方案

本項目所采用的裝船機由國內廠家制造，整機吊裝發往項目現場安裝，吊裝部件主要有主機（約420噸），尾車（約35噸），溜槽及其固定架（約15噸），運輸船型自帶2臺克林吊（起重量分別為400噸和250噸）。準備工作時，應對吊機鋼絲繩進行驗算，確保鋼絲繩受力小于其正常破斷拉力。在吊裝過程中，首先在碼頭面鋪設滾裝軌道，利用滾裝軌道將裝船機前移到碼頭前沿，然后將大車運行機構旋轉90°，待運輸船舶靠岸后，臂架處于水平狀態，并由船上2臺克林吊將主機吊起放至指定位置，在起吊過程中，重點關注其平衡狀態，并及時進行調節。待主機在船舶甲板固定后，依次將尾車、溜槽等配件調只船上指定位置。

7.設計心得體會

本項目為中委兩國合作開發項目，主要建設內容包括改造碼頭、更換裝船機、新建后方堆場、配置堆料機和取料機、皮帶機系統改造以及相關配套設施設備、建構筑物的建造，本改造項目是EPC總承包項目，工程設計方面由于合同要求采用歐美標準，且委內瑞拉當地設計理念、設計思路、制圖表達方式都跟國內設計有較大區別，因此，項目初期也給設計人員帶來了很大的挑戰，但項目組人員團結一致，敢于擔當，克服一切阻力，歷時三年，終于圓滿完成了項目，為中委兩國人民真誠的合作貢獻了自己一份微薄的力量。

參考文獻：

[1]JTS165-2013.海港總體設計規范.

[2]交通部第一航務工程勘察設計院.海港工程設計手冊[M].北京：人民交通出版社，1994.

[3]GB/T 3811-1983.起重機設計規范.