專業化散糧碼頭工藝方案優化

林 奎 莫麗麗

中交水運規劃設計院有限公司

1 引言

秘魯錢凱港新一期工程擬建4個泊位，其中1個7萬t級泊位擬用于散糧卸船泊位。泊位原設計方案由秘魯方提供，散糧泊位為突堤式布置，泊位長度295 m，寬度22 m，端部局部加寬至30 m(見圖1)。碼頭卸船作業采用2臺固定式卸船機，單臺卸船機額定卸船能力800 t/h。倉儲區由1座糧食平房倉和2組共12座糧食筒倉組成，糧食平房倉容積37 500 m3/個，筒倉容積5 250 m3/個，倉儲區散糧儲存總容積100 500 m3(見圖2)。

圖1 碼頭區布置圖

圖2 倉儲區布置圖

待項目建成后中資企業將具體負責整個港口的生產運營，因原設計方案不適合中資企業的生產作業習慣及運營管理模式，不利于港口生產效率的提升，因此需要對原有的設計方案進行優化。為了避免調整后的方案需再次報環評，優化設計方案不能更改原有方案碼頭區及倉儲區大體的平面布局，但可對裝卸工藝方案局部進行優化設計。

2 主要設計參數

本工程擬建1個7萬t級散糧泊位，年設計吞吐量400萬t，主要作業貨種為大麥、小麥、大豆和玉米，物料特性詳見表1。

表1 散糧物料特性表

集疏運方式為：集港，100%水運；疏港，60%的散糧卸船后在港內糧食倉儲區儲存后經汽車出港，40%的散糧通過散糧輸送系統直接運送至港外的糧食加工廠。

3 優化設計方案

3.1 裝卸船作業

原設計采用的2臺固定式卸船機方案對不同噸級船舶的適應性較差，可能會出現“移船換倉作業”或2臺設備不能同時作業1艘船舶的工況，限制工藝設備能力的發揮。同時，根據市場盡調的反饋，短期內散糧的實際貨運量增長較緩慢，為充分發揮碼頭作用，碼頭需兼顧件雜貨的作業。

因此，裝卸船作業方案擬將2臺額定能力800 t/h的固定式卸船機優化為3臺額定能力500 t/h的門座起重機(以下簡稱門機)(見圖3)。門機機動靈活，其沿碼頭上設置的固定軌道行走，裝卸作業可以覆蓋船舶所有艙口。對不同噸級船舶作業的適應性均較好，通過更換吊具能夠較好地兼顧散貨與件雜貨的裝卸作業，比較符合中方使用習慣及生產運營管理要求。

圖3 碼頭平面布置方案

考慮裝卸貨種和作業船型等相關參數，選用的門機軌距12 m，規格型號40 t-37 m。為配合散糧卸船作業，碼頭配備軌行式移動漏斗，移動漏斗同門機共軌并與其剛性連接。軌內布置1條帶式輸送機和1道散糧“直裝作業”通道，移動漏斗跟隨門機同步移動，完成帶式輸送機或“直裝作業”卡車的給料(見圖4)。同時在門機后軌后側布置1條車輛通行通道，用于保證碼頭交通組織順暢。

圖4 碼頭斷面布置方案

3.2 水平運輸系統

考慮系統能力匹配，入倉系統帶式輸送機額定能力與3臺卸船門機總額定能力相同為1 500 t/h。原設計方案采用的普通三托輥皮帶機能耗較高、密封環保性較差、托輥發熱較難檢測、安全度較低，優化設計方案帶式輸送機考慮選擇氣墊帶式輸送機和單托輥帶式輸送機，3種類型帶式輸送機優缺點對比見表2。

表2 帶式輸送機優缺點對比表

結合本工程實際情況及散糧入倉方式，物料在提升至倉頂前的入倉帶式輸送機采用氣墊帶式輸送機，物料在提升至倉頂后，經單托輥帶式輸送機轉運后進糧食筒倉和糧食平房倉。

3.3 垂直提升系統

散糧垂直提升系統主要有斗式提升機、雙帶式提升機、埋刮板提升機、帶式輸送機等，不同的提升設備各有優缺點，詳見表3。

表3 垂直提升設備優缺點對比表

目前，糧食行業的垂直提升設備以斗式提升機和帶式輸送機最為常見。本工程因受碼頭區與倉儲區場地限制，不具備帶式輸送機爬坡的條件，因此擬采用斗式提升機作業。因斗式提升機能力超過1 000 t/h的較少，而為了與碼頭卸船能力1 500 t/h相匹配，優化設計時考慮將1 500 t/h的輸送機來料通過數控電動閘門均分為兩路750 t/h，分別對應2臺800 t/h的斗式提升機，待糧食提升至倉頂后匯流與倉頂1 500 t/h的皮帶機能力相匹配。

3.4 入倉方案

散糧入倉方案常見的主要有輸送機搭接模式、普通輸送機+卸料小車模式、單托輥皮帶機+犁式卸料器模式、埋刮板輸送機模式，不同模式各有優缺點，適用范圍也不同(見表4)。

表4 入倉方案優缺點對比表

因倉頂糧食水平輸送均選擇單托輥皮帶機，則對應的入倉方案均選擇犁式卸料器匹配單托輥皮帶機方式。

3.5 倉儲方案

3.5.1 平房倉方案

平房倉維持原設計不變，主尺度123.3 m×48 m，糧食最大堆高16 m，總儲存容量37 500 m3，平房倉頂設置4臺犁式卸料器和皮帶機頭部一起共5個卸料點，用于實現散糧入筒倉存儲(見圖5)。

圖5 平房倉立面方案

3.5.2 筒倉方案

筒倉布置維持原方案，共布置2組糧食筒倉，每組6座共12座，兩組筒倉間距19 m，筒倉直徑16.38 m，單個筒倉儲存容量5 250 m3，總容量63 000 m3。

3.6 出倉方案

糧食平房倉出倉主要通過單斗裝載機實現散糧裝車作業，筒倉出倉通過倉底螺旋卸料機出倉后，經帶式輸送系統及提升系統，通過裝車樓裝汽車出港，或直接通過隧道皮帶機達到后方糧食加工廠。

4 優化后主要裝卸工藝流程

(1)卸船入筒倉流程：門機+移動漏斗→碼頭氣墊帶式輸送機→斗式提升機→單托輥皮帶機→犁式卸料器→糧食筒倉。

(2)卸船入平房倉流程：門機+移動漏斗→碼頭氣墊帶式輸送機→斗式提升機→單托輥皮帶機→犁式卸料器→糧食平房倉。

(3)出筒倉裝車流程：糧食筒倉→倉底螺旋卸料機→倉底氣墊皮帶機→斗式提升機→單托輥皮帶機→埋刮板輸送機→糧食裝車倉→港外汽車。

(4)出平房倉裝車流程：糧食平房倉→單斗裝載機→港外汽車。

(5)卸船直接出港流程：門機+移動漏斗→氣墊帶式輸送機→隧道皮帶機→港外加工廠散糧輸送系統。

(6)出筒倉直接出港流程：糧食筒倉→倉底螺旋卸料機→倉底氣墊皮帶機→斗式提升機→單托輥皮帶機→氣墊帶式輸送機→隧道皮帶機→港外加工廠散糧輸送系統。

5 結語

基于秘魯港務局已批復的工藝平面布置，對整個工藝系統方案進行優化設計，以滿足業主的使用和運營要求，提升港口的裝卸效率。