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干散货码头装卸起尘量计算方法研究

发表时间：2020/7/14 来源：《基层建设》2020年第6期作者：彭旭

[导读] 摘要：当前，世界经济处于深度调整期，国内经济发展进入新常态，港口运输需求增速放缓，我国港口正处于新的发展阶段，面临新的发展形势。

        中安联合煤化有限责任公司安徽省淮南市 232092
        摘要：当前，世界经济处于深度调整期，国内经济发展进入新常态，港口运输需求增速放缓，我国港口正处于新的发展阶段，面临新的发展形势。面对经济增长放缓的新常态以及社会对环保、安全等方面的新要求，诸多港口开始借助新技术实现转型，形成新的利益增长点和新的竞争优势。
        关键词：干散货码头；装卸
        引言
        随着我国智慧港口建设步伐的加快，干散货码头的智能化、智慧化建设速度明显提升。我国港口的智能化主要集中在集装箱码头，干散货码头的发展建设起步较晚，智慧港口的建设除集装箱码头外，也需大力提升沿海各干散货码头的智能化水平，逐步实现智能、绿色、安全、可持续发展的智慧港口总体格局。目前，我国港口的智能化主要集中在集装箱码头，干散货码头的智能化发展起步较晚，相关设备设施以及装卸储运水平还比较落后，相较国际先进水平存在效率低、能耗高、环保性差的缺点，因此，有必要加强干散货码头的自动化和智能化的研究和建设。
        1概述
        近年来，港口企业在智慧港口领域的研究应用逐渐转向干散货码头的自动化，在装卸工艺、关键技术等方面取得一些研究成果并成功应用。针对国内干散货码头堆场单机人工作业存在的生产效率不稳定、人员劳动强度大、工作环境恶劣、人员数量配置较多等问题，神华天津港煤码头在堆取料机自动化方面进行研究，实现堆场单机远程无人操控。在码头管控一体化领域，专业化干散货码头普遍通过将生产现场的工业控制网络、生产管理系统网络和通信网络等数据进行整合并统一处理，建立覆盖生产系统、管理系统、控制系统的一体化综合系统，实现信息共享。此外，我国的干散货码头在无人化堆取料系统的研究应用方面取得一定的社会效益和经济效益，在减轻劳动强度、改善作业环境和减少司机人力成本方面取得一定效果，但在卸船机等全自动化技术方面尚处于探索阶段，关键技术仍受到抓斗控制、船舶安全、作业效率等因素制约。与此同时，基于干散货专业码头全作业流程自动化的研究和应用较少，制约干散货码头自动化功能的建设。
        2干散货装船设备
        2.1固定式散货装船机
        固定式散货装船机为装船机本身不能移动的固定墩式装船机、桅杆式装船机等。装船机一般固定在墩柱码头上，悬臂带式输送机可通过悬臂伸缩，改变装船的幅度；通过悬臂的俯仰和回转，适应船型和水位的变化，以及非工作状态下可以避让船舶和使整机转回到码头岸线内。其结构紧凑、布置方便，可节省码头水工投资。但固定式装船机因机型的局限性，其作业覆盖范围较小，往往以增加装船机的台数来弥补。对于机台少的码头，必要时以移船来保证作业要求。
        2.2摆动式装船机
        大型摆动式装船机由一大跨度的钢制桥架和置于桥架上方的带有装船臂架的移动小车组成，在行走机构驱动下，可沿码头前沿的轨道往返运行，使整个桥架绕后铰点左右摆动。桥架上的带装船臂架的小车可沿桥架前后运行，桥架和小车上的装船带式输送机为一条完整的输送机，并适应小车移动。装船物料的供料点位于桥架后铰点处。摆动式装船机利用前腿移动使整机的装船点摆动，近似移动式装船机沿码头岸线行走的功能，而装船小车在桥架上移动形成了装船机臂架的伸缩功能。摆动式装船机根据前腿走行轨道的形状分为弧线式和直线式两种。在国外，大型摆动式装船机主要由巴西、澳大利亚、挪威、阿根廷、莫桑比克等国使用，作业与外海无掩护的大型散货码头上。装船机本体结构比较庞大，但码头水工结构工程简单，施工快，工程总造价比较低。而国内摆动式装船机主要应用在河港趸船浮码头或水位差较小的直立码头上，这种装船机的结构较为简单，质量较小。

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        2.3移动式装船机
        移动式装船机以其沿码头前沿行走为特征，是现代散货码头应用最为普遍的散货装船机。与固定式装船机相比，移动式装船机以门架和门架上的塔架为主体，行走台车装于门架上，驱动整个装船机沿轨道移动，从而大大提高了装载作业覆盖面和作业的灵活性。移动式散货装船机主要适用于直立式码头，可沿码头岸线行走。它具有较完善的工作机构，可以获得较高的装船效率。移动式散货装船机机构较复杂，质量较大，对码头结构要求较高，后方输送机系统也比较复杂。但其使用灵活，便于对准舱口位置，可在每个泊位上配置较少的台数。移动式装船机大致分为：臂架俯仰回转伸缩型移动式装船机、臂架俯仰伸缩型移动式装船机、臂架回转俯仰型移动式装船机。1）臂架俯仰回转伸缩型移动式散货装船机其臂架及臂架带式输送机可以伸缩、俯仰并可和回转平台、立柱一起回转。在作业时，通过臂架的伸缩、回转和行走机构的配合来改变溜筒的装料位置。这种形式需要复杂的回转支承装置和较大的结构，机构多，质量大。但因有较完善的功能，可有较大的作业覆盖面和较高的装船效率，对船型的适应性强。亦可用于双侧靠泊的码头，兼顾两个及以上泊位的装船作业。2）臂架俯仰伸缩型移动式散货装船机该装船机臂架只作俯仰和伸缩动作，取消了造价较为高昂的回转机构。作业时，通过臂架伸缩和整机行走的配合来改变溜筒的装料位置，作业覆盖面为一固定的长条形，故适用于较固定的船型。由于没有复杂的回转支承及驱动装置，结构较为简单，质量较小。在非工作状态下，臂架应有较大的仰角，以便船舶靠离码头。3）臂架回转俯仰型移动式装船机臂架回转俯仰型移动式装船机臂架为不伸缩的直臂架结构，简单轻巧，整机重量小。作业时，物料在回转中心转载，通过臂架的回转和导料溜筒或抛料装置将物料装到船舱内，一般适用中小型装船机。但由于缺少伸缩机构，落料点在垂直于码头前沿线方向的移动较为不便。
        2.4设备选型与比选
        经综合分析比较，泊位散货装船工艺选用移动式装船机——臂架俯仰伸缩型移动式散货装船机。
        3推荐采用方案
        东2#泊位配置1台移动式装船机，轨距16m（与门机同轨），装船带式输送机系统由B1-2等三条带式输送机组成，其中东2#码头装船带式输送机B1-2与一期B1-1B带式输送机一线布置，布置在16m门机轨内侧，装船机尾车与高架栈桥均布置在门机轨内。装船机布置较为简洁，同时预留装船带式输送机与卸船带式输送机连为一体的可能性，可有效增加卸船和装船作业范围。该方案的优点是码头装船带式输送机与卸船带式输送机各自独立布置，互不干扰，装船机尾车长度相对方案二小，有利于东2#泊位的长度利用。带式输送机门机轨内布置，减少带式输送机及其廊道在码头前沿的占地，节省工程投资，并预留实现码头直取装船的功能。通过综合比较，该方案布置简洁，便于后期改造，使用灵活方便，因此本工程推荐此方案。
        结语
        散货装船工艺向智能化、专业化方向发展。移动式装船机具有使用灵活，装船效率高等优点，在工程实际中得到广泛应用。直取装船方案具有节能、环保、货损少、成本低等特点，可提高设备利用率，对水水中转具有非常大的意义。但受限于采制样、检疫、计量等具体条件限制，目前还难以一步到位，故本工程预留实现码头直取装船的功能。本工程的装船机设备选型和装船工艺布置方案，对干散货装船码头工艺设计具有很好的借鉴作用。
        参考文献：
        [1]季雪元．散货码头大气污染源强计算中存在的问题研究［Ｊ］．科技视界，２０１５（２７）：２６３－２６４．
        [2]湄洲湾港东吴港区东吴作业区东1#、东2#泊位扩能工程初步设计[R].福州：福建省交通规划设计院，2018．
        [3]韩露，余艳英.氧化铝装船码头的装卸工艺设计[J].港工技术与管理，2017（2）：45-48.