一種港口“散改集”散糧作業(yè)新工藝研究

◎ 陳 藝，趙瑞營

（鄭州中糧科研設計院有限公司，河南 鄭州 450001）

目前，傳統(tǒng)的糧食進口碼頭主要對糧食采取“散進散出”的集疏港工藝形式，存在對周邊環(huán)境污染嚴重、糧食易受潮損耗大、周轉(zhuǎn)運輸效率低、裝卸運輸成本高及易出現(xiàn)盜貨偷貨現(xiàn)象等問題。因此，我國正積極推廣“散改集”的作業(yè)模式，即將散糧裝集裝箱進行運輸[1]。“散改集”可以應對運價波動及維持航線進出平衡的需要，發(fā)展“散改集”運輸可以起到“削峰填谷”、緩解運價波動的作用。集裝箱運輸及交付具有個性化、小批量、多批次和高頻率等特點，為貨主提供運輸安全保障[2]。有關數(shù)據(jù)顯示，采用集裝箱運輸糧食的周轉(zhuǎn)時間要比散裝運輸糧食的周轉(zhuǎn)時間縮短近70%，降低了物流成本[3]。總之，“散改集”對提高生產(chǎn)效率、改善工作環(huán)境、減少環(huán)境污染、提升港口企業(yè)的市場競爭力和構(gòu)建綠色交通體系都有一定的意義[4]。

國內(nèi)采用集裝箱運輸糧食的比例越來越大，港口企業(yè)積極爭取大宗散貨貿(mào)易商采用“散改集”運輸模式和交易模式，大力開拓和培育市場，切實提高市場對“散改集”運輸模式的認可度和滿意度[5]。某港口庫在港內(nèi)平房倉中儲存著大量散糧，需要在港內(nèi)進行“散改集”作業(yè)再發(fā)放，目前港口“散改集”作業(yè)采用集裝箱翻轉(zhuǎn)機進行裝箱作業(yè)，裝箱效率低，粉塵污染嚴重，急需一種高效環(huán)保的“散改集”作業(yè)工藝替代。該港口庫的技術(shù)需求是集裝箱裝箱能力能達到8～10箱/h，“散改集”設計日處理量可達到4500 t；作業(yè)綠色環(huán)保；智能高效；在每年海水倒灌期間海水不能倒灌到作業(yè)系統(tǒng)里等。筆者根據(jù)該港口庫的需要，提出一種“散改集”散糧裝箱新工藝，來提高裝箱作業(yè)效率，同時在設計時特殊考慮，滿足庫方的各項要求。

1 “散改集”散糧作業(yè)新工藝

1.1 “散改集”主要設備選擇

根據(jù)該港口庫所提供的數(shù)據(jù)，目前來糧汽車為港口內(nèi)的自卸車，每車裝糧的重量23 t[6]，自卸車卸一整車糧食的時間為5 min，卸車能力約為 276 t·h-1；散糧集裝箱裝箱站為雙工位作業(yè)，產(chǎn)量為8～10箱/h，每個集裝箱裝糧量為25 t，裝糧能力為200～250 t·h-1，“散改集”設計日處理量可達 5000 t，滿足港口的日處理需求。散糧集裝箱裝箱站應配置一條卸糧生產(chǎn)線來為集裝箱裝箱站提供散糧。

考慮到自卸車卸糧效率為12車/h，5 min完成一個卸車流程作業(yè)，除去開入、開出汽車卸糧位置的時間（按2 min計），即需在3 min內(nèi)卸糧23 t。汽車卸車流量約為460 t·h-1，考慮瞬時流量會偏大，選用產(chǎn)量為500 t·h-1的彎刮板機及配套斗提機。

此外，本項目配備1套除塵系統(tǒng)，除塵風網(wǎng)安裝在汽車卸糧坑兩側(cè)及提升機的進料口和出料口處，將有效控制汽車卸糧時粉塵的外逸，改善工作環(huán)境。整套散糧集裝箱裝箱工藝如圖1、圖2和圖3所示。

圖1 “散改集”散糧作業(yè)工藝立面圖

圖2 “散改集”散糧作業(yè)工藝俯視圖

圖3 汽車卸車間工藝側(cè)視圖

1.2 “散改集”創(chuàng)新工藝

1.2.1 汽車卸糧新工藝

自卸車從倉庫運出糧食，開進卸糧坑罩棚，到達作業(yè)位置后，將糧食卸入彎刮板機上方的接糧斗中，糧食經(jīng)彎刮板機運至斗提機，斗提機再通過溜管將糧食轉(zhuǎn)送至集裝箱裝箱站的一個暫存斗。當這個暫存斗裝滿時，暫存斗內(nèi)的料位器發(fā)出信號，電控系統(tǒng)控制電動三通，將溜管通道換通至另一個暫存斗，繼續(xù)裝糧。當兩個暫存斗都裝滿時，電控系統(tǒng)接收到信號，將依次停止彎刮板機、斗提機工作。

在卸糧坑罩棚，設置有2套作業(yè)指示燈，分別對應1#暫存斗、2#暫存斗的高低料位，低料位為黃燈，高料位為紅燈。當指示燈其中一個亮紅燈，一個亮黃燈時，說明暫存斗還有2～3 t即將裝滿，卸車司機和操作人員應注意，準備停止作業(yè)；當指示燈中兩個亮紅燈時，暫存斗已經(jīng)裝滿，禁止再進行卸糧作業(yè)。

1.2.2 集裝箱裝糧新工藝

集裝箱車稱重后開入裝箱站的作業(yè)位置，散糧集裝箱裝箱站上的集裝箱吊具將空的集裝箱移動至翻轉(zhuǎn)平臺，操作人員打開箱門并固定后，翻轉(zhuǎn)平臺升起到工作位置，打開暫存斗的出料門，開始裝糧。集裝箱裝滿后，操作人員關上暫存斗的出料門，再關上集裝箱門。地面操作人員操作翻轉(zhuǎn)平臺回落至水平位置，再利用吊具將重集裝箱移回集裝箱車上，一個裝箱過程便可完成。裝箱過程完成后，集裝箱車重新開到地磅承重。

2 新舊設備、人員、工藝等方面的對比

2.1 港口原來的“散改集”工藝

（1）投入設備。正面吊、自卸車、集裝箱車、裝載機、皮帶機和翻轉(zhuǎn)機。

（2）人員。正面吊司機1名，自卸車司機1名，集裝箱車司機1名，裝載機司機1名，皮帶機操作人員1名，翻轉(zhuǎn)機操作人員2名，現(xiàn)場指揮協(xié)調(diào)1名，共計8名人員。

（3）裝糧工藝。①糧流流動方向：自卸車從倉庫運出糧食→自卸車將糧食倒在作業(yè)場地→裝載機將糧食鏟入皮帶機→皮帶機輸送到集裝箱內(nèi)。②集裝箱流動方向：集裝箱空車→正面吊將空箱放至翻轉(zhuǎn)機上→翻轉(zhuǎn)機翻轉(zhuǎn)90°→工人開箱門→裝糧→工人關廂門→翻轉(zhuǎn)機翻轉(zhuǎn)至水平→正面吊將重箱吊至集裝箱車上→集裝箱車將集裝箱運輸至堆場上。

（4）裝糧效率。3箱/h[7]。

2.2 “散改集”散糧作業(yè)新工藝

（1）投入設備。自卸車、集裝箱車、彎刮板機、集裝箱裝箱站、斗提機、直刮板機及配套除塵設施。

（2）人員。集裝箱裝箱站操作人員2名，電氣控制人員1名（兼現(xiàn)場指揮協(xié)調(diào)），共計3名人員。

（3）裝糧工藝。①糧流流動方向：自卸車從倉庫運出糧食→卸糧坑→彎刮板機→斗提機→直刮板機→裝箱機暫存斗→集裝箱內(nèi)。②集裝箱流動方向：汽車上的空集裝箱→移至集裝箱裝箱站翻轉(zhuǎn)平臺→翻轉(zhuǎn)平臺翻成75°→集裝箱裝糧→集裝箱關 門→翻轉(zhuǎn)平臺恢復成水平狀態(tài)→重集裝箱移回集裝箱車上→集裝箱車將集裝箱運輸至堆場上。

（4）裝糧效率。8～10箱/h。

2.3 人員分工與裝糧效率詳細分析

在新建集裝箱裝箱系統(tǒng)中，自卸車卸糧作業(yè)和裝糧作業(yè)同時進行。中間通過裝箱站暫存斗作為暫存，暫存斗容量為35 t，按玉米容重0.75 t·m-3測算。集裝箱裝箱站如圖4所示。

圖4 集裝箱裝箱站示意圖

（1）自卸車卸糧作業(yè)流程：自卸車來糧→暫存斗過程。自卸車從倉庫運出糧食，到作業(yè)位置，從進入裝箱作業(yè)區(qū)域開始計算作業(yè)時間。如圖5所示，場地可滿足自卸車連續(xù)作業(yè)，自卸車進入作業(yè)區(qū)域，開到卸糧位置并調(diào)整好方位（此過程計 1 min），開始卸糧，時間為3 min，總卸糧為23 t。卸完糧后，自卸車翻斗恢復水平位置并開出卸糧位置（此過程計1 min），一輛自卸車卸糧過程完成，下一個自卸車開入。每車的卸車時間為5 min。

圖5 卸糧作業(yè)時人員分工及工藝、操作時間圖

自卸車卸糧過程為3 min，卸23 t糧，流量約為460 t·h-1，配備500 t·h-1彎刮板機，500 t斗提機及直刮板機，然后糧流進入暫存斗。

進糧過程需要自卸車司機全職工作（1人），電氣控制人員在作業(yè)開始時開啟設備。

（2）裝糧作業(yè)流程：集裝箱車空箱→裝箱→裝箱完成→集裝箱車載重箱駛離。操作分工中，人員站位如圖1和圖2所示。①操作人員1常駐在集裝箱裝箱站二層平臺，負責開關料倉閘門和關閉集裝箱門。②操作人員2常駐在集裝箱裝箱站地面層，負責操作吊具及關閉箱門。吊具作用為從集裝箱車上移動空集裝箱到翻轉(zhuǎn)平臺和將裝糧后的重箱移動到集裝箱車上。③集裝箱車司機負責將集裝箱車開入、開出工作位置；與操作人員2溝通站車位置，方便吊具吊起集裝箱；在吊具與集裝箱對位后，應由司機，進行集裝箱車的鎖件與集裝箱鎖緊或松開的操作。④電氣控制人員（與卸糧作業(yè)流程過程中的電氣控制人員為同一人）負責操作集裝箱裝箱站液壓系統(tǒng)，控制翻轉(zhuǎn)平臺的起升與降落；與操作人員1對接，當操作人員1發(fā)出集裝箱即將裝滿信號時，啟動振箱裝置振箱，當操作人員1確認裝糧完畢并關閉好箱門后，將翻轉(zhuǎn)平臺降落至水平位置；與操作人員2對接，當操作人員2確認空箱在翻轉(zhuǎn)平臺上，開啟箱門并固定后，將翻轉(zhuǎn)平臺起升至裝箱位置。

（3）整套工藝。裝糧作業(yè)階段工藝如圖6所示。

圖6 裝糧作業(yè)時人員分工及工藝、操作時間圖

如果采用單集裝箱車裝箱，單車裝箱流程為 12 min，2個工位同時工作，流程剛好可以錯開。 2個工位在1 h內(nèi)可裝10箱。如果采用雙集裝箱車裝箱，裝箱流程持續(xù)15 min，1 h可裝8箱。

2.4 對比小結(jié)

（1）投入設備方面對比。新工藝不需要使用裝載機和正面吊，應減少這些大型設備的投資。

（2）人員投入方面對比。新工藝使用人員為 3人，舊工藝使用人員為8人，大幅減少了操作人員。

（3）工藝對比。①舊工藝中沒有配置除塵系統(tǒng)，在作業(yè)過程中，會有粉塵飛揚問題。新工藝在卸糧坑兩側(cè)粉塵容易外逸的部位，采取除塵措施，作業(yè)綠色環(huán)保。②舊工藝中操作人員，各工種容易形成交叉作業(yè)，現(xiàn)場人員配置較多，不利于安全生產(chǎn)。新工藝在可以機械化的部分均采用機械化設計，提高了作業(yè)的安全性。③舊工藝中，糧食在作業(yè)過程中接觸地面、裝載機斗、皮帶機等3個部分，這 3個部分均沒有采取密封，會在糧食中混入灰塵、雜質(zhì)等。舊工藝為全露天系統(tǒng)，并不能在雨天作業(yè)。新工藝中，除了卸糧處和出糧口，其他全部為密閉結(jié)構(gòu)，不會對糧食造成二次污染。新工藝中的主要作業(yè)區(qū)域均采用鋼罩棚覆蓋，可以進行雨天作業(yè)。④新工藝裝箱效率可達8～10箱/h，舊工藝裝糧效率為3箱/h，新工藝是舊工藝的2倍多，可為港口帶來巨大的經(jīng)濟效益。

3 結(jié)論

本文提出的“散改集”散糧作業(yè)新工藝，對比目前采用集裝箱翻轉(zhuǎn)機方式，在設備投入方面可減少設備投資，在人員方面可以減少操作人員數(shù)量，并提高作業(yè)效率，改善現(xiàn)場工作環(huán)境，也可以在雨天作業(yè)，在智能先進、綠色集約、經(jīng)濟高效等方面都具有優(yōu)勢，是一種值得推廣的“散改集”散糧作業(yè)新工藝。