“散改集”糧食倉庫裝卸工藝方案

王曉琨

中交第二航務工程勘察設計院有限公司

1 引言

由于集裝箱運輸便攜、成本低，“散改集”作業在碼頭及物流園區越來越常用。集裝箱運輸散糧提高了糧食中轉的能力，降低了糧食流通成本，采用集裝箱運輸散裝糧食可避免糧食交納周期不穩、貨物質量難以控制、存儲成本過高等散貨運輸模式帶來的弊端。散裝糧食裝卸時易產生大量粉塵，作業時需考慮其物料特殊性。結合某物流園區項目，對散改集及糧食倉庫存儲工藝方案進行分析，比選常用的散糧翻箱、堆高、運輸工藝設備，提出幾點說明及建議，供類似工程設計參考。

2 項目概況

本工程建設內容包括集裝箱功能區、倉儲物流配送區及業務用房功能區等。其中倉儲物流配送區擬建1座散改集倉庫，對裝有大豆、玉米、稻谷等散裝糧食的集裝箱進行倒箱，倉庫內進行存儲作業及自卸車裝車作業。散裝糧食年進口量100萬t，在糧食倉庫內預計存儲時間約2～3天，根據運量及堆存天數，綜合考慮本工程總平面布置，設1座106 m×54 m散改集糧食倉庫，倉庫內堆存高度6 m，工藝凈空高要求不小于9 m，倉庫一側設25 m作業場地，進行集裝箱倒箱作業；另一側設12 m作業場地，進行散裝糧食運出倉庫及自卸車裝車作業。工藝流程為：集裝箱→倒箱→進倉→散改集倉庫→出倉→自卸車。工程總平面布置見圖1。

圖1 工程平面布置圖

3 設計關鍵點

本工程散裝糧食采用集裝箱運輸進入物流園后，按業主需求進行翻箱、進倉、存儲，出倉及裝車功能。其中，散裝糧食翻箱作業及進倉作業是本工程工藝設計的關鍵。

3.1 拆箱設備選擇

在集裝箱公路運輸中，其水平運輸采用可長距離運輸的集裝箱卡車，集裝箱卡車自帶能翻箱的液壓升降設備，不需再借助外部設備進行集裝箱倒箱作業。本工程集裝箱由水路及鐵路進園后，園區內采用集裝箱拖掛車進行水平運輸，將集裝箱運至散改集倉庫前作業場地處拆箱，因此需選用合適的拆箱設備。常用的拆箱作業設備包括單斗裝載機、集裝箱吊機、可傾斜式集裝箱正面吊等[1-2]。下面對各拆箱設備的使用工況進行分析。

3.1.1 單斗裝載機

采用單斗裝載機直接進箱卸料，優點是工藝流程簡單、投資小，只需單斗機即可實現拆箱作業；缺點是單斗裝載機在抓取過程中易破壞其物料特性，且效率過低，單機效率約60 t/h。若采用該工藝設備進行拆箱作業，倉庫前沿作業區域設5臺單斗裝載機，采用移動式升降臺輔助作業，單斗機通過移動式升降臺進入集裝箱內，拆箱后通過移動式皮帶機逐條落料進倉。

3.1.2 集裝箱吊機

采用集裝箱吊機進行集裝箱翻箱作業，吊機上的鋼絲繩提升集裝箱并倒箱。該設備簡易、投資小，但需人工輔助作業，保證設備吊具對準，拆箱效率低，存在安全隱患。

3.1.3 可傾斜式集裝箱正面吊

為改進傳統“散改集”拆箱作業工藝設備，提高作業效率，對集裝箱正面吊吊具進行優化，采用可傾斜式的集裝箱正面吊進行集裝箱翻箱作業(見圖2)。利用集裝箱正面吊的裝卸搬運功能，配置特殊的整體式集裝箱傾斜吊具，將集裝箱倒箱至倉庫前沿作業區域，通過移動式皮帶機逐條落料進倉。該工藝設備效率達30箱/h，其缺點為受設備吊具限制，僅適用于20 ft集裝箱拆箱作業，如需進行40 ft集裝箱拆箱作業，需更換框架式集裝箱傾斜吊具，拆卸復雜。若采用可傾斜的集裝箱正面吊，設2臺設備進行集裝箱吊箱、拆箱、落箱作業，拆箱后通過移動式皮帶機逐條落料進倉。

圖2 可傾斜式集裝箱正面吊拆箱

3.2 散糧倉庫設計

散糧倉庫僅考慮散糧的短期堆存，但由于散裝糧食裝卸時易產生大量粉塵，其工藝設計及防爆要求均需參考《糧食平房倉設計規范GB50320-2014》、《糧食加工、儲運系統粉塵防爆》。設4條工藝凈寬要求不小于4.5 m的通道，各通道間進行散糧的堆料作業。散糧倉庫工藝平面布置圖見圖3。散糧倉庫進出倉作業設備需采取粉塵控制措施。

圖3 散糧倉庫平面布置圖

3.3 散糧倉庫內堆高設備選擇

對于中小型散貨倉庫，可采用單斗裝載機、移動式皮帶機、散貨移動式堆高機等進行倉庫內堆高作業[3-4]。

(1)單斗裝載機堆高：單斗機在倉庫內進行散糧堆料過程中易產生大量粉塵，其為柴油發電，安全性低，易發生爆炸事故。且單斗機需多臺多次堆高，造成倉庫內設備多且雜，作業效率低，在抓取作業中對散裝糧食的多次碾壓易破壞其物料特性，糧食破碎量增加，降低散糧的品質，不利于后期儲運。因此糧食倉庫內不推薦單斗機堆高作業。

(2)移動式散料堆高機：該工藝設備為新型的中小型散貨倉庫堆料設備，其堆高能力最高可達3 000 t/h，由臂架系統、皮帶機系統、上坡平臺系統和行走系統組成。其優點除作業效率高、堆料高度高外，設備自帶上坡平臺系統，可實現自卸車直接卸料至散料堆高機上，卸料過程配有抑塵系統，在非工作狀態時該平臺可折疊收起。

(3)移動式皮帶機堆高：移動式皮帶機通過逐條落料進行堆高作業。由于作業時揚塵較大，對其配置PLC控制程序，保障其作業故障時進行聲光報警，從而實現倉庫內無人化操作，減少人工成本，增加安全性。借助PLC控制程序，組合伸縮系統、俯仰系統、回轉系統等不同運動，可使移動式皮帶機出料時在要求的扇形區域內達到堆糧作業范圍的三維立體全覆蓋，使糧堆平坦均勻，減少糧食分級和平倉工作量。

本工程采用3臺100 t/h移動式散料堆高機接料倒箱作業后的散糧，移動式散料堆高機接料后進倉，移動式皮帶機輔助堆高作業，移動式皮帶機單條效率50 t/h。本工程需堆高不小于6 m，因此設備輸送高度需不小于7 m，考慮散糧傾斜輸送時最大傾角14°限制，取水平輸送距離15 m，帶寬800 mm。為方便二次、三次堆高，共設10條移動式皮帶機。兩設備均考慮整機防爆。

3.4 粉塵控制措施

本工程貨種為散裝糧食，散糧拆箱、進倉、出倉作業均需采用移動設備，設備多且雜，在各設備的接卸口，糧食逐層拋料過程中由于落差高、沖擊速度大，導致產生大量粉塵。散裝糧食產生的粉塵流動性差，在水平運輸及拋料過程中極易與糧粒分離，成為濃度較高的懸浮顆粒，再加上環境空氣的流動，容易造成整個作業現場揚塵嚴重。因此，在散料堆高機、移動式皮帶機及扒糧機進出料口處設密封罩，密封罩上設進出料口及吸塵口，散糧從密封罩的進出料口拋料、接料，使散糧在密閉環境內逐層輸送，保證粉塵不外泄。

3.5 裝卸工藝

本工程物流園區內集裝箱牽引半掛車，在散糧倉庫外作業場地通過可傾斜式集裝箱正面吊進行倒箱作業，散糧倒至散料堆高機上，通過散料堆高機落料至移動式皮帶機，移動式皮帶機逐層搭接，完成一定距離的水平輸送，輸送至散糧倉庫內堆存。出倉作業由扒糧機及移動式皮帶機完成，散糧出倉后運至自卸車裝車運出。除散料堆高機、移動式皮帶機、扒糧機外，其余裝卸工藝設備不得進入散糧倉庫內，倉庫內的設備均考慮整機防爆。

進倉工藝流程為：集裝箱牽引平板車→可傾斜集裝箱正面吊→散料堆高機→移動式皮帶機→散糧倉庫；出倉工藝流程為：散糧倉庫→扒糧機→移動式皮帶機→自卸車→園區外。工藝布置見圖4。

1.移動式皮帶機 2.扒糧機 3.移動式皮帶機 4.散料堆高機 5.可傾斜集裝箱正面吊圖4 工藝流程示意圖

4 結語

結合工程實例，對“散改集”糧食倉庫的工藝方案進行分析，比選了倒箱作業、進倉作業的裝卸工藝設備，設計糧食倉庫布置，提出了更高效率的工藝方案，對類似工程具有參考意義。