摘要 本文通过对福建可门港物流有限责任公司现有的混配工艺系统进行整理分析，设计出一套新的混配工艺，并对新旧工艺的效率和效益进行对比，方案实施后的优势，以及对今后的散货码头的设计愿景。
关键词 混矿工艺 工艺改造 能力设计 效益分析 改造提升
引言
福州港罗源湾港区是福建省沿海港口总体规划中明确的“两集两散”重要港区，是福建省重点建设的港区之一，未来将在罗源湾岸线形成具有散货吞吐能力2 亿至3 亿吨的散货转运中心。为满足腹地经济发展对煤炭、铁矿石的消费和多元化采购需要，福建可门港物流有限责任公司于2008 年开工建设了罗源湾港区可门作业区4#、5#泊位，其中4#泊位为30 万吨级散货卸船泊位，5#泊位 为5 万吨级散货装船泊位。2011年10月建成并投入运营后填补了福建省内大型专业化散货码头的空白，吞吐量增长较快，取得了良好的经济效益和社会效益。
近年来可门作业区4#泊位年接卸量在1000 万吨以上，20～30 万吨级矿石船 到港靠泊已经成为常态化，其载货量占同年到港铁矿石运输船总载货量的50% 以上。另外为充分利用可门作业区4#泊位优质的深水资源、便捷的集疏运辐射条件和保税堆场的政策优势，2016 年起巴西淡水河谷已将可门4#、5#泊位作为重要的矿石混配分销基地，混矿作业量呈现逐年递增态势，2018 年已完成混矿作业量300万吨。为进一步提高混矿作业量并降低运营成本，以提升企业经济效益，彻底改变受已有设备安装条件的限制，特开展混配工艺改造，为实现混配作业的专业化、高效化和低成本。
1、原混矿工艺系统情况
目前可门作业区 4#、5#泊位工程采用的混矿工艺流程为：利用二区堆场BC5D 作业线上的 4#斗轮堆取料机和 BC5E 作业线上的 5#斗轮堆取料机分别取不同品味的铁矿石后，通过臂架高精度电子皮带秤进行实时流量监测，控制斗轮取料能力，按混料比例要求进行取料，然后转运至堆场南侧端部的出场流程BC21、BC22 带式输送机，在#18 转运站卸料至 BH1 带式输送机，抛料至堆场进行临时堆存。由于受已有布置条件限制，BH1 带式输送机提升高度较低，自然抛料形成圆锥形料堆容量仅约 80m3，储存能力非常小，需及时通过卡车及时转场，导致作业无法连续，总体混矿效率较低，平均能力仅达到 2000～2500t/h，使得混矿作业量无法充分发挥。
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现有混矿工艺图（1）
2、新混矿工艺改造方案及工艺流程
二区堆场BC5D 作业线上的4#斗轮堆取料机和BC5E 作业线上的5#斗轮堆取料机分别取不同品味的铁矿石后，通过臂架高精度电子皮带秤进行实时流量监测，司机操作控制斗轮取料能力，按混料比例要求进行取料，然后转运至堆场北侧端部的出场流程BC19、BC20带式输送机。原BC20带式输送机在2#转运站内直接落料给BC12带式输送机，进行出场装船作业流程。现对BC20带式输送机头部区域进行改造，将原布置在2#转运站内二层的头部卸料点改造布置至三层，而驱动装置保持不变，另外增设爬高钢廊道，在头部卸料点处增加三通分叉装置，从而实现在混矿作业时，BC20 带式输送机上的物料转卸至堆场BC5C带式输送机，进而通过3#斗轮堆取料机进入堆场105/106堆存，工艺流程图如图（2）所示；装船作业时，BC20带式输送机上的物料可转卸至装船流程上的BC12带式输送机，进而至装船码头。
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工艺流程图（2）
在改造过程中，BC20 带式输送机原头部驱动装置保持不动，以减少不必要的工程改造，因此输送机回程带面即支架仍保留在原有混凝土廊道内。BC20带式输送机头部卸料点由2#转运站二层改造至三层后，只需对输送机的胶带承载面需进行改造，在原 BC20 混凝土结构廊道上设置钢结构封闭廊道，布置如图（3）所示。
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布置图（3）
本次混矿工艺改造后，利用二区堆场取料 ，进入一区堆场 3#斗轮堆取料机进行堆存。由于 3#斗轮堆取料机覆盖的 2 块料堆堆存容量大，不需要混矿作业过程中的转场，使得作业可连续进行，另外混矿能力可达到系统额度能力 5000t/h，不但可以维持稳定作业能力，提高作业效率，而且也使得混矿作业量得到充分发挥，预计可达 800～1000 万吨/年。
3、改造后混矿作业能力估算
原装卸工艺系统中，堆料、取料及输送机的额定作业能力均为5000t/h，按此能力测算，并考虑设备利用率、作业效率系数等，估算混配工艺系统改造后， 混矿作业量可达800-1000万吨/年。
在混矿作业过程中，应做好3#、4#、5#斗轮堆取料机对应堆场料堆的科学调度工作，尽可能避免由于料堆压港导致混矿作业无法开展。另外在作业过程中，应做好堆场作业线的合理安排，避免3#斗轮堆取料机出现堆料、取料作业冲突。
4、效益分析
4.1经济效益
经济效益分析主要对设备运行电费、汽车移场堆高费、司机操作等直接运行费用进行分析，经过统计分析，改造后新的混配系统运行费用只有原来系统的20%，大大节省运行费用，短期内便可实现投资费用的回收。
4.2维保费用分析
混矿改造后主要增加3#斗轮机及BC5C皮带机运行，由于新系统减少了设备的频繁启停，相关设备配件使用寿命延长，因此，预计系统改造前后设备维护费用不变或降低。
4.3堆场利用
新的混矿系统改造完成后，同时可实现二区堆场物料通过斗轮机直接转场一区堆场，堆起料直接由斗轮机完成，提高堆场使用灵活度及利用率。
4.4其它效益分析
改造后提高了机械化作业程度，最大限度的减少了人工的参与，安全环境进一步改善；汽车移场作业的停止也降低了场内扬尘的产生，符合当前的企业环保要求，增强企业可持续发展竞争力。
5、新方案在施工过程及改造完成后的几大优势
5.1新的混矿系统改造完成后可进一步提升混矿作业效率和作业量。
5.2新的混矿系统改造完成后运行费用主要为用电费用支出，大大节省运行及转运费用，提高企业经济效益。
5.3新的混矿系统改造完成后可进一步提高环保效果，提升安全管理水平。
5.4新的混矿系统改造完成后可进一步提升混矿品质，提高竞争力。
5.5新的混矿系统改造完成后，同时可实现二区堆场物料通过斗轮机直接转场一区堆场，堆起料直接由斗轮机完成，提高堆场使用灵活度及利用率。
7、结束语
散货码头的工艺设计已经成为企业竞争力重点，为了满足腹地经济发展对煤炭、铁矿石的消费和多元化采购需要日益增长，大型专业化散货码头越来越重要，吞吐量不断增长，为了取得更好的经济效益和社会效益。在散货码头的工艺设计上，应该充分考虑：效益优化、能耗优化、环保优化、功能优化，在功能优化的同时，建议在设计上要满足堆场所有货物实现场内循环，达到卸、装、混配、移场的全方位覆盖。
参考文献
[1] 《海港总体设计规范》（JTS 165-2013）
[2] 周国庆 主编. 机械设计手册. 工业出版社, 2007
[3] 罗源湾港区可门作业区4#、5#泊位设计手册.中交第三航务工程勘察设计院
作者简介:钟耀兴,1984.10,工作单位及职务：福建可门港物流有限责任公司，技术设备部机械专工,工程师 （职称）,专业：机械设计，港口设备管理及港口工艺设计。