港口散貨裝卸工藝分析

楊毅 廣州港工程設計院有限公司

1.前言

散貨是水路運輸中最重要的貨種之一，煤炭作為最主要的干散貨，煤炭與工業制造的聯系密切，我國煤炭流向具有“北煤南運”的特點，由此形成的煤炭裝卸港口分布表現為北方為煤炭裝船港（配備超大型的裝船設備設施），而南方沿海大多數是煤炭卸船港（配備大型高效的卸船設施設備）。

2.卸船工藝

2.1 間歇型卸船機

間歇型散貨卸船機主要包括船舶抓斗起貨機和抓斗卸船機等。

抓斗的工作原理：抓斗卸船機上的抓斗普遍采用繩索式抓斗，繩索式是抓斗依靠繩索滑輪組產生閉合力，使抓斗產生啟閉。一般有單繩抓斗、雙繩抓斗、四繩抓斗，目前后面兩種使用最為廣泛。

雙繩抓斗的工作原理：①抓斗下降：起升繩、開閉繩同步放出，空抓斗以張開狀態下降至貨堆上②抓取物料：兩繩均松弛，抓斗靠自重插入貨堆，收緊開閉繩，抓斗逐漸閉合③抓斗提升：抓斗完全閉合后兩繩同步收緊，抓斗上升④抓斗卸料：抓斗移至卸料點，放松開閉繩，在抓斗自重及料重作用下，抓斗自動打開卸料。

2.1.1 船舶抓斗起貨機

圖1 抓繩抓斗的結構與工作原理

圖2 四繩抓斗

圖3 門座抓斗卸船（單位：mm）

優點：不需要在碼頭上配置卸船機械，可節約碼頭的建設費用，港口的裝卸成本也可降低

缺點：起重量較小，卸貨效率較低，在大型專業化散貨碼頭應用不多。

2.2.2 抓斗卸船機

抓斗卸船機是目前應用較為廣泛的散貨卸船機。根據抓斗水平移動方式不同，可以分為門座抓斗卸船機和橋式抓斗卸船機。

（1）門座抓斗卸船機

結構：基本結構和門座起重機相似，只是在其門架上裝有漏斗和帶式輸送機系統。

圖4 鏈斗式卸船機

圖5 高架存倉裝車示意圖

特點：卸船效率高，這是由于一方面門架下的漏斗可根據抓斗行程調節伸縮，使抓斗帶貨運行的行程縮短，另一方面是因為帶斗門機的起升、變幅速度比普通門機高40%-50%，提高了裝卸效率。

（2）橋式抓斗卸船機

結構：在一般橋架型起重機的機構之外，在門架上裝設了有軌橋架，載重小車（抓斗小車）。

特點：可以承受較大的動量載荷，具有較高的起升和小車運行速度，機上的受料漏斗又靠近船艙，小車的作業行程較短，抓斗的起重量大

使用范圍：最小的起重量為5t，卸船生產率約400t/h；最大的起重量可達85t，卸船生產率高達4200-5100t/h

2.2 連續型卸船機

鏈斗卸船機和斗輪卸船機是兩種常見的煤炭、礦石連續型卸船機。

2.2.1 鏈斗卸船機

主要特點：（1）使用范圍廣。可用于輕物料和重物料的卸船祖業，也可使用于從河駁到大、中型海船的卸載。（2）卸船效率較高。平均卸船效率可達到額定生產率的55%-60%，抓斗卸船機只有45%-50%（3）工作穩定。工作中沒有頻繁的起制動，噪聲較小。（4）物料損失小，能耗低。相比于抓斗起重機，其卸船物料損失量低于2%，能量消耗也低1%-2%（5）易于實現卸船作業自動化（6）對環境污染小。

2.2.2 斗輪卸船機

斗輪卸船機幾乎可以用來卸任何散粒物料，從經濟方面考慮，斗輪卸船機更適合用來卸那些易于堆快、堆積密度大、磨琢性大等性能的物料，如煤炭、礦石。

分類：內河型斗輪卸船機（分為固定式和自行式）和海港型斗輪卸船機兩類

特點：（1）對物料的適應性好，斗輪挖取力強，可以作業各種散粒物料；（2）對船型的適應性好（3）卸船效率高。平均生產率較高（4）能耗較低。斗輪卸船機除了機頭取料裝置之外，其余主要部分是帶式輸送機和斗式提升機，故其能耗較低。（5）環境污染小。（6）由于斗輪卸船機一般用于接卸較難挖取的重散粒物料，故其整機剛度較大，整機重量及制造成本也比其他機械式連續卸船機高。

2.2.3 自卸船

船舶本身具有卸貨設備，以連續輸送方式將貨物卸出。與一般的散貨船不同之處：裝料船艙底部呈V形，并有船艙漏斗和控制匣門，在V形船艙底和船底之間布置有帶式輸送系統。

優點：船舶可以完全機械化、高效率卸貨，可完全消除船舶清艙作業；可節省碼頭建造專用卸貨設備的費用；有利于解決煤炭和礦石卸船時的環境污染問題。

缺點：自卸船結構復雜，造價高，維修困難。

3.裝車工藝

陸運出港一般由火車或貨車運輸，在港口需要進行裝車作業。裝車作業的方法主要有：高架存倉裝車、懸臂裝車機裝車、流動機械裝車

3.1 高架存倉裝車

在裝車量較大的港口，可使用高架存倉、漏斗和帶式輸送機構成的裝車系統。

特點：容易實現自動化控制，裝車速度快、裝車精度高、裝車質量好、對環境污染小。

3.2 懸臂裝車機裝車

裝車效率高，最大裝車能力可達3600t/h，裝車質量好，車廂表面物料平整，無偏載，完全符合鐵路運行要求。但設備投入大，制造成本高。適用于裝車量大的專業化碼頭。

3.3 流動機械裝車

機動性能好，作業范圍大。但裝車效率低、物料容易灑落、揚塵嚴重。一般用于對裝車量不大、非專業化碼頭。

4.結語

煤炭港口裝卸工藝的系統通常包括裝卸船舶作業、水平運輸作業、堆場作業，本文以煤炭作為散貨代表，對港口裝卸工藝進行分析，主要包括卸船工藝、裝車工藝和清艙工藝，以期為散貨碼頭裝卸工藝提供參考。