港口碼頭散糧筒倉(cāng)進(jìn)倉(cāng)方案選擇

◎王斌興，荊海偉

（中糧工程科技（鄭州）有限公司，河南 鄭州 450053）

港口碼頭散糧筒倉(cāng)進(jìn)倉(cāng)方案選擇

◎王斌興，荊海偉

（中糧工程科技（鄭州）有限公司，河南 鄭州 450053）

以南方某散糧碼頭為例，分別從多點(diǎn)卸料方式、設(shè)備布置、風(fēng)網(wǎng)設(shè)計(jì)、可靠性和糧食破碎率等方面進(jìn)行對(duì)比分析，得出各自的優(yōu)缺點(diǎn)，以供在工程設(shè)計(jì)或建設(shè)中根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理配置。

港口碼頭；散糧筒倉(cāng)；多點(diǎn)卸料皮帶機(jī)；刮板機(jī)

隨著我國(guó)糧食物流行業(yè)的快速發(fā)展，港口碼頭散糧物流基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方興未艾。散糧碼頭的地理位置、接收發(fā)放能力、多客戶(hù)需求、多品種糧食同時(shí)到港中轉(zhuǎn)等，直接影響著散糧碼頭的發(fā)展。而多品種糧食同時(shí)到港、快速進(jìn)倉(cāng)，則是提升散糧碼頭競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素，散糧筒倉(cāng)具備多個(gè)圓倉(cāng)和星倉(cāng)，不同單倉(cāng)倉(cāng)容有利于滿(mǎn)足多客戶(hù)、多品種儲(chǔ)存中轉(zhuǎn)要求，提高倉(cāng)容利用率，因此散糧筒倉(cāng)在各港口碼頭較為常見(jiàn)，如何使來(lái)糧快速入倉(cāng)，減少輪船滯港時(shí)間，就需要采用機(jī)械化程度高的輸送設(shè)備及合理的工藝設(shè)計(jì)來(lái)滿(mǎn)足要求。

該文以南方某散糧碼頭為例，通過(guò)分析不同散糧進(jìn)倉(cāng)方案在進(jìn)倉(cāng)靈活性、工程造價(jià)、可靠性、糧食破碎率等優(yōu)劣，得出不同進(jìn)倉(cāng)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，以供工程設(shè)計(jì)和建設(shè)參考。

1　進(jìn)倉(cāng)方案

（1）方案一。倉(cāng)頂采用刮板機(jī)搭接卸料的方式。設(shè)計(jì)共3條作業(yè)線(xiàn)，每條線(xiàn)采用4臺(tái)刮板機(jī)搭接，其中南側(cè)2條線(xiàn)刮板機(jī)既能進(jìn)筒倉(cāng)，也能進(jìn)星倉(cāng)。

（2）方案二。倉(cāng)頂采用犁式多點(diǎn)卸料皮帶機(jī)。設(shè)計(jì)共3條作業(yè)線(xiàn)，每條線(xiàn)采用1臺(tái)犁式多點(diǎn)卸料皮帶機(jī)，其中南側(cè)2條線(xiàn)皮帶機(jī)既能進(jìn)筒倉(cāng)，也要求能進(jìn)星倉(cāng)。

2　技術(shù)參數(shù)

（1）糧食品種：玉米、大豆、菜籽、小麥。

（2）設(shè)備作業(yè)能力：每條線(xiàn)1 000 t/h，能力按糧食容重0.75 t/m3計(jì)算。

（3）作業(yè)條件：年中轉(zhuǎn)量225萬(wàn)t，最大3條線(xiàn)同時(shí)進(jìn)倉(cāng)作業(yè)。

（4）其他條件：2個(gè)方案均以相同的倉(cāng)容量、進(jìn)料口位置和作業(yè)環(huán)境作為參考條件，然后對(duì)比分析。

3　方案對(duì)比

3.1多點(diǎn)卸料方式

（1）方案一。刮板機(jī)的卸料是通過(guò)控制底板下的閘門(mén)開(kāi)閉實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)卸料的功能，可以在運(yùn)行過(guò)程中切換卸料點(diǎn)，不需要停機(jī)或斷料。此外，在某些應(yīng)用場(chǎng)合，可以同時(shí)開(kāi)啟多個(gè)卸料口同時(shí)卸料，實(shí)現(xiàn)分料的功能。

（2）方案二。犁式多點(diǎn)卸料皮帶機(jī)是通過(guò)控制皮帶上的犁頭和皮帶下的托板升降，截?cái)嗔狭?，利用多個(gè)犁式卸料器，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)卸料的功能。該皮帶機(jī)可以在運(yùn)行過(guò)程中順向切換卸料點(diǎn)，過(guò)程不需要停機(jī)或斷料；若要逆向切換入倉(cāng)，則需要停機(jī)或斷料。

3.2設(shè)備布置

（1）方案一。刮板機(jī)卸料點(diǎn)的間隔無(wú)特殊要求，可以根據(jù)工藝需要進(jìn)行調(diào)整。每個(gè)卸料點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)卸料口，卸料需通過(guò)短變徑調(diào)整至相應(yīng)產(chǎn)量的溜管尺寸。

（2）方案二。犁式多點(diǎn)卸料皮帶機(jī)卸料點(diǎn)的間隔一般為6 m以上（以產(chǎn)量1 000 t/h為例），因此不適用于直徑太小的倉(cāng)。每個(gè)卸料點(diǎn)共2個(gè)卸料口，一般在筒倉(cāng)設(shè)計(jì)中，因筒倉(cāng)與星倉(cāng)的中心線(xiàn)距離較遠(yuǎn)，為了實(shí)現(xiàn)筒倉(cāng)和星倉(cāng)的進(jìn)料，需將2個(gè)卸料口的溜管匯集后再分別入倉(cāng)，因此需要架設(shè)設(shè)備鋼平臺(tái)，滿(mǎn)足溜管匯集轉(zhuǎn)向所需的高度。

3.3除塵風(fēng)網(wǎng)設(shè)計(jì)

（1）方案一。刮板機(jī)密封性好，卸料方式為重力自然卸料，卸料點(diǎn)揚(yáng)塵小。因此，除塵吸風(fēng)點(diǎn)一般設(shè)置在頭部和進(jìn)料口處，除塵點(diǎn)少，布置簡(jiǎn)單（見(jiàn)圖1）。

（2）方案二。犁式多點(diǎn)卸料皮帶機(jī)密封性好，卸料時(shí)，通過(guò)犁頭截?cái)嗥C(jī)上的料流，使糧食改變方向，流入兩側(cè)的卸料口，會(huì)產(chǎn)生部分的揚(yáng)塵。因此，需要在每個(gè)卸料點(diǎn)處設(shè)置除塵吸風(fēng)點(diǎn)，并通過(guò)氣密蝶閥進(jìn)行切換控制，實(shí)現(xiàn)多處單點(diǎn)除塵，風(fēng)網(wǎng)布置較復(fù)雜，投資稍高（見(jiàn)圖2）。

圖1　刮板機(jī)風(fēng)網(wǎng)布置示意圖

圖2　犁式多點(diǎn)卸料皮帶機(jī)風(fēng)網(wǎng)布置示意圖

3.4可靠性

（1）方案一。刮板機(jī)為最常見(jiàn)的輸送設(shè)備，常用在糧油加工廠和部分港口設(shè)施中，技術(shù)成熟，運(yùn)行較穩(wěn)定。隨著不斷的優(yōu)化改進(jìn)，板材材質(zhì)和制造精度的提高，已能有效緩解卸料不凈、噪音大等問(wèn)題，除了進(jìn)口合資的設(shè)備，國(guó)產(chǎn)設(shè)備的可靠性也得到了市場(chǎng)認(rèn)可。刮板機(jī)相對(duì)于其他輸送設(shè)備，因其過(guò)載能力強(qiáng)、適用性強(qiáng)，常用于卸糧坑、接料斗等地方，但在使用過(guò)程中，仍需把好清理關(guān)，防止諸如磚塊等硬質(zhì)雜質(zhì)進(jìn)入設(shè)備，避免發(fā)生卡鏈、斷鏈等問(wèn)題。

（2）方案二。犁式多點(diǎn)卸料皮帶機(jī)是在單托輥皮帶機(jī)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的設(shè)備，安全可靠，產(chǎn)量大，并經(jīng)過(guò)這幾年的發(fā)展，初期出現(xiàn)的撒料、跑偏等問(wèn)題均已得到改善，目前已在部分大型港口及儲(chǔ)備庫(kù)推廣使用。但是，由于其卸料方式特殊，同時(shí)需考慮皮帶的耐用性，會(huì)存在皮帶上的灰卸不凈，殘留的灰聚集在設(shè)備頭部的問(wèn)題。因此，一般在設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)考慮在頭部卸料口處設(shè)單獨(dú)的灰倉(cāng)；或在運(yùn)行過(guò)程中，臨時(shí)使用位于頭部卸料口的倉(cāng)，作為臨時(shí)灰倉(cāng)，存放一定量后，通過(guò)倉(cāng)下皮帶機(jī)回流。

3.5糧食破碎率

（1）方案一。目前，東北玉米全部為烘干玉米，其易碎的特性使得刮板機(jī)的應(yīng)用受到懷疑，在經(jīng)過(guò)多年的實(shí)測(cè)后證實(shí)，玉米的增碎環(huán)節(jié)中，刮板機(jī)輸送也僅是其中的影響因素之一，而影響刮板機(jī)增碎的原因，主要與其線(xiàn)速度、制造精度及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)等有關(guān)系。因此，為了降低該輸送環(huán)節(jié)的破碎，刮板機(jī)廠家也做了很多相應(yīng)的改進(jìn)措施，如：降低刮板線(xiàn)速度，提高運(yùn)行穩(wěn)定性，是控制破碎率最有效的措施；提高設(shè)備制作精度，減少刮板與底板的間隙，保證底板的平整度，降低因跳鏈、擠壓引起增碎；增設(shè)鏈條清掃裝置，掃除滯留在刮板上的糧食，避免在機(jī)頭時(shí)刮板與齒輪嚙合使糧食破碎；增設(shè)和改進(jìn)回料裝置，及時(shí)清理因卸料不凈，聚集在頭部的糧食。

（2）方案二。采用犁式多點(diǎn)卸料皮帶機(jī)運(yùn)送烘干后的東北玉米時(shí)，為較理想的輸送方式，但在選型時(shí)，同樣要考慮降低糧流沖擊速度和延長(zhǎng)沖擊接觸時(shí)間等問(wèn)題。在設(shè)備選型時(shí)，帶速不宜過(guò)快，一般皮帶的線(xiàn)速度應(yīng)低于3.15 m/s。同時(shí)，需在機(jī)頭拋料罩里內(nèi)襯緩沖材料，或增加減速簾，以減輕糧食拋料碰撞引起的增碎。

針對(duì)如何降低和解決玉米破碎的問(wèn)題，其實(shí)是一個(gè)系統(tǒng)工程，輸送環(huán)節(jié)也只是其中一部分，同時(shí)也與糧食品質(zhì)、流程設(shè)置、入倉(cāng)條件等有關(guān)系。本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)中，已充分考慮了降碎的問(wèn)題，除了設(shè)備的選型、流程的優(yōu)化，同時(shí)也在筒倉(cāng)中設(shè)置降碎溜槽，將影響破碎的因素降到最低。此外，考慮到糧食自身特性和品質(zhì)，在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，應(yīng)充分利用港區(qū)的倉(cāng)型搭配，玉米首選入離碼頭最近的機(jī)械化平房倉(cāng)或淺圓倉(cāng)，這樣可以減少糧食提升和轉(zhuǎn)運(yùn)的次數(shù)，降低破碎。

3.6能耗分析

（1）方案一。按倉(cāng)頂刮板機(jī)的裝機(jī)容量

1 761（160×3+185×3+132×3+110×3）kW，年中轉(zhuǎn)量225萬(wàn)t計(jì)算。由于倉(cāng)頂刮板機(jī)采用搭接方式進(jìn)倉(cāng)，在計(jì)算耗電量時(shí)應(yīng)采用分組計(jì)算，即按四組筒倉(cāng)（筒倉(cāng)排列順序?yàn)?×3+4×3+3×3+3×3）遞進(jìn)式計(jì)算，計(jì)算公式如下：

其中：Q為年中轉(zhuǎn)量（萬(wàn)t）；q為入倉(cāng)效率（t/h）；k為來(lái)糧不平衡系數(shù)；W為年耗電量（度）；T為入倉(cāng)時(shí)間（h）；P為刮板機(jī)功率（kW）；η為功率平均系數(shù)。具體計(jì)算數(shù)據(jù)如表1所示。

表1　方案一倉(cāng)頂設(shè)備年耗電量表

經(jīng)計(jì)算，方案一年耗電90.14萬(wàn)度。建議在項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)時(shí)，入倉(cāng)應(yīng)根據(jù)不同的需求，合理安排進(jìn)出倉(cāng)計(jì)劃，適當(dāng)提高近端筒倉(cāng)的中轉(zhuǎn)量，能有效控制能耗，降低運(yùn)營(yíng)成本。

（2）方案二。按犁式多點(diǎn)卸料皮帶機(jī)的裝機(jī)容量

480（160×3=480）kW，年中轉(zhuǎn)量225萬(wàn)t計(jì)算。計(jì)算如下：

其中：Q為年中轉(zhuǎn)量（萬(wàn)噸）；q為入倉(cāng)效率（t/h）；k為來(lái)糧不平衡系數(shù)；W為年耗電量（度）；T為入倉(cāng)時(shí)間（h）；P為刮板機(jī)功率（kW）；η為功率平均系數(shù)。

經(jīng)對(duì)比，按每年中轉(zhuǎn)225萬(wàn)t計(jì)算，方案二比方案一節(jié)省48.15萬(wàn)度電。

3.7后期維護(hù)

（1）方案一。刮板機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，底板、側(cè)板內(nèi)側(cè)長(zhǎng)期受糧食和刮板的接觸摩擦，加上外側(cè)也受環(huán)境影響造成的腐蝕，往往用了多年后需要更換以上部件，為了解決這個(gè)問(wèn)題，目前國(guó)內(nèi)及合資的大產(chǎn)量刮板機(jī)除了使用高品質(zhì)鋼板、增設(shè)耐磨襯板、加強(qiáng)防腐措施外，機(jī)殼均使用模塊化設(shè)計(jì)，所有部件都由螺栓固定，易于后期拆卸和組裝。

（2）方案二。犁式多點(diǎn)卸料皮帶機(jī)的維護(hù)主要是皮帶的磨損和托輥軸承的損耗，其中托輥軸承的損壞造成托輥停轉(zhuǎn)，會(huì)存在很大的安全隱患。因此，要設(shè)置檢修巡視通道，加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)中的巡視檢查，相對(duì)提高了該部分的人工成本。鑒于此問(wèn)題，目前市場(chǎng)上已經(jīng)開(kāi)發(fā)出多點(diǎn)連續(xù)軸承溫度監(jiān)控系統(tǒng)，可以通過(guò)安裝檢測(cè)光纜實(shí)時(shí)監(jiān)控軸承的溫度，能提前預(yù)警，并指示該溫升軸承的位置，雖然增加了投資，但可以減少人工成本，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，排除隱患。

3.8綜合對(duì)比表

進(jìn)倉(cāng)方案綜合對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　進(jìn)倉(cāng)方案綜合對(duì)比表

4　結(jié)論

綜上所述，以上兩種方案均合理、可靠、可行。方案一的特點(diǎn)是投資較低，入倉(cāng)操作更簡(jiǎn)化，后期維護(hù)更簡(jiǎn)單，但動(dòng)力大、運(yùn)行成本高，破碎率相對(duì)方案二略高。方案二則動(dòng)力小，運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)營(yíng)成本低，增碎少；缺點(diǎn)是投資較高，入倉(cāng)操作有一定的局限性，后期維護(hù)需操作人員巡視。若項(xiàng)目投資較緊張和側(cè)重操作靈活性，建議采用方案一。在實(shí)施過(guò)程中可以通過(guò)優(yōu)選設(shè)備制造商、控制設(shè)備質(zhì)量等措施，降低動(dòng)力配備、控制增碎率，同時(shí)在后期運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，提高管理水平，合理安排入倉(cāng)計(jì)劃，降低運(yùn)營(yíng)成本。若考慮設(shè)備運(yùn)營(yíng)成本和穩(wěn)定性，建議采用方案二?？梢酝ㄟ^(guò)運(yùn)營(yíng)時(shí)的工作協(xié)調(diào)，合理安排入倉(cāng)計(jì)劃。同時(shí)，配備多點(diǎn)連續(xù)軸承溫度監(jiān)控系統(tǒng)，提高效率，減少人工成本。

[1]陳宏斌.糧食倉(cāng)庫(kù)輸送設(shè)備的選擇[J].糧食流通技術(shù).2006，12（5）：14-17.

[2]張明學(xué)，蘭延坤，李文紅，等.糧庫(kù)玉米破碎因素初探[J].糧食流通技術(shù)，2006,12（2）：20-22.

The Silos Intake Solution Selection for the Port Bulk Grain

Wang Binxing， Jing Haiwei
（COFCO Engineering & Technology （Zhengzhou） Co. Ltd.， Zhengzhou 450053， China）

In this paper， a bulk grain wharf in the south was taken for example， multi-point discharging methods， equipment layout， aspiration， reliability， grain crushing rate were analyzed to conclude the advantages and disadvantages of each solution. Taking this for reference， people can get reasonable configuration in engineering design and construction according to the actual situation.

Port and wharf； Bulk grain silo； Multi point unloading belt conveyor； Scraper

TS210.4

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.08.022

王斌興（1981-），男，工程師；專(zhuān)業(yè)方向?yàn)榧Z食倉(cāng)儲(chǔ)物流工藝和工程。