內(nèi)河煤炭中轉(zhuǎn)港裝卸工藝設(shè)計

楊振宇 向鵬

摘 要：在我國內(nèi)河水運物流系統(tǒng)中，煤炭流量占相對較大的比重。以徐州港邳州港區(qū)邳州作業(yè)區(qū)搬遷工程為工程實例，結(jié)合已建舊碼頭的生產(chǎn)情況及擬建碼頭的水、陸域環(huán)境，對新建港區(qū)中煤炭從入港到出港的整個過程進行專業(yè)化、系統(tǒng)化的裝卸工藝設(shè)計。通過比選裝船設(shè)備，讓本工程裝卸工藝設(shè)計方案滿足科學(xué)、高效、經(jīng)濟的要求，同時可為類似煤炭碼頭的出口裝卸提供參考。

關(guān)鍵詞：煤炭中轉(zhuǎn)港;配煤;設(shè)備;裝卸工藝設(shè)計

中圖分類號：U693? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2020）10-0090-02

1引言

隨著煤炭碼頭的發(fā)展，煤炭港區(qū)內(nèi)裝卸工藝、設(shè)備以及信息化程度都取得了很大的進步[1]。與此同時各個港口之間的競爭也愈加激烈，未能及時發(fā)展的港口其吞吐量逐年下降。徐州港是全國內(nèi)河流域中的主要口岸，年吞吐量即將超億噸。邳州作業(yè)區(qū)是徐州港重要的煤炭中轉(zhuǎn)港，主要生產(chǎn)定位是充分利用隴海鐵路優(yōu)勢，為客戶提供煤炭轉(zhuǎn)運服務(wù)。老邳州作業(yè)區(qū)修建在京杭運河與隴海鐵路交匯處，邳州核心城區(qū)的西南部。貨種主要以煤炭轉(zhuǎn)運為主，承擔(dān)著北煤南運的重要生產(chǎn)，2012年實現(xiàn)煤炭吞吐量達369萬噸，對國家“北煤南運”計劃的落實及華東地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展作出了較大貢獻。

隨著邳州市城市范圍的不停擴展，由于邳州港緊鄰城市中央?yún)^(qū)域，港口周邊地區(qū)實際已被城市建筑占用[2]。穿城而過的進港鐵路及作業(yè)區(qū)內(nèi)的煤炭裝卸，與城市的環(huán)境、交通產(chǎn)生了巨大的矛盾。近年來邳州作業(yè)區(qū)的煤炭吞吐量呈下降趨勢，港口競爭力逐年下降，迫切需要改變這一現(xiàn)狀。為此本工程擬將邳州作業(yè)區(qū)由老城區(qū)整體搬遷至京杭運河右側(cè)岸大王廟下游1000米至2800米，建設(shè)13個2000t級泊位的碼頭[3]。設(shè)計港區(qū)的煤炭裝卸工藝系統(tǒng)，為本碼頭流量、流向穩(wěn)定及出口量較大的煤炭裝卸提供專業(yè)化工藝設(shè)計，滿足碼頭內(nèi)煤炭裝卸的經(jīng)濟性和高效性。

2主要工藝流程

本工程的主要作業(yè)節(jié)點在四個煤炭泊位，且四個泊位都將主要用于鐵路線到港煤炭的出口。依據(jù)碼頭煤炭中轉(zhuǎn)港的定位，港區(qū)裝卸工藝的設(shè)計內(nèi)容主要包含鐵路卸煤工藝、煤炭堆場、煤炭配煤工藝、水平運輸工藝及裝船工藝，整個工藝流程在港區(qū)布置如圖1所示。

2.1鐵路卸煤工藝

本作業(yè)區(qū)鐵路線設(shè)翻車機卸煤線3股（1重1空1走行），另設(shè)螺旋卸煤線、人工卸煤線及存車線各1股，有效長均按1050m設(shè)置;站坪西端設(shè)牽出線1股其有效長230m，站坪東端設(shè)臨修線1股其有效長150m。鐵路運進煤炭卸火車采用三種卸車方式，其中1股鐵路進線進入翻車機房內(nèi)，通過翻車機系統(tǒng)卸車廂內(nèi)的煤炭，利用機房下的坑道傳動帶運至煤炭堆場;1股鐵路進線直接進入鐵路場地，通過場地內(nèi)的螺旋卸車機將車廂內(nèi)的煤炭卸至地坑皮帶機，由皮帶機系統(tǒng)運至煤炭堆場;另外，布置1股人工卸車線卸至煤炭堆場。

2.2煤炭堆場

本工程4塊煤炭堆場均布置在煤炭裝船泊位的正后方，煤炭主要由碼頭后方的進港鐵路運進，通過鐵路場站內(nèi)的皮帶機系統(tǒng)運至港區(qū)內(nèi)的煤炭堆場，每塊煤炭堆場通過斗輪堆取料機進行堆垛，煤炭裝船由斗輪堆取料機將煤炭取至皮帶機系統(tǒng)，采用裝船機裝船。

2.3煤炭配煤工藝

根據(jù)目前對邳州作業(yè)區(qū)堆場配煤情況的調(diào)研，港區(qū)配煤與碼頭來煤的品種有關(guān)。本港區(qū)來煤主要通過火車進港，為山西、陜西、內(nèi)蒙等北方煤，按照客戶要求，目前所需配煤一般只需2-3種煤炭就能滿足配煤要求。港區(qū)建成后的配煤量占年吞吐量的30%左右，生產(chǎn)中有2種煤炭的配比將占總配煤量的40%，3種煤炭的配比占配煤量的60%。

根據(jù)上述煤炭堆場工藝方案，本作業(yè)區(qū)共設(shè)5個煤炭堆場，其中1#-4#煤場可進行配煤，配煤主要考慮在煤炭堆場直接進行，各個煤種分別堆存在不同的煤炭堆場，通過皮帶機輸送系統(tǒng)可將各個煤場不同的煤種運至同一個堆場頭部的轉(zhuǎn)運站，完成配煤，堆場通過堆取料機進行堆存。本工程設(shè)置2個用于配煤裝船作業(yè)線的煤炭泊位。配煤堆場由斗輪堆取料機取料，利用在堆取料機皮帶機端部設(shè)短途皮帶機將四個配煤堆場連接，能夠?qū)崿F(xiàn)四個煤堆場的配煤裝船功能。

2.4 水平運輸

根據(jù)堆場工藝方案，煤炭利用皮帶機系統(tǒng)進行水平輸送。本工程中皮帶機的能力與裝卸工藝系統(tǒng)的最大能力相匹配[4]。

2.5 裝船工藝

本工程共有4個2000t級煤炭裝船泊位，這4個泊位裝船工藝通過對額定生產(chǎn)效率為1200t/h的4臺圓弧軌道裝船機和2臺額定生產(chǎn)效率為1500t/h的移動式裝船機進行比選。

3 設(shè)備方案

3.1 圓弧軌道裝船機方案

為減少船舶的在港時間，加大港口的生產(chǎn)效率，方案一中4個煤炭裝船泊位裝船設(shè)備選用裝卸臂可以旋轉(zhuǎn)和伸縮的圓弧軌道裝船機作業(yè)，本裝船設(shè)備可基本覆蓋船艙，只需少量移船作業(yè)。煤炭通過斗輪堆取料機在煤炭堆場取料至皮帶機系統(tǒng)，再轉(zhuǎn)送到圓弧軌道裝船機上的帶式輸送機，連續(xù)地裝運到船艙內(nèi)。每臺圓弧軌道裝船機的額定生產(chǎn)效率為1200t/h，具備一臺堆/取=1500/1000t/h斗輪堆取料機向其供煤的輸送能力。圓弧軌道裝船機斷面如圖2所示。

裝船工藝流程為：煤炭堆場→斗輪堆取料機→皮帶機系統(tǒng)→圓弧軌道裝船機→船。

3.2 移動式裝船機方案

為了減少船舶移檔作業(yè)，提高岸線利用率，方案二中4個煤炭裝船泊位的裝船設(shè)備選用額定生產(chǎn)效率1500t/h的移動式裝船機作業(yè)，本裝船設(shè)備可沿軌道移動，全部覆蓋船艙，不需要船舶移檔。煤炭通過斗輪堆取料機在煤炭堆場取料至皮帶機系統(tǒng)，再轉(zhuǎn)送到移動式裝船機上的帶式輸送機，連續(xù)地裝運到船艙內(nèi)。移動式裝船機斷面如圖3所示。

裝船裝卸工藝流程為：煤炭堆場→斗輪堆取料機→皮帶機系統(tǒng)→移動式裝船機→船。

3.3 設(shè)備方案比選

本項目設(shè)備比選，主要將圓弧軌道裝船機和移動式裝船機的優(yōu)缺點相比較。

圓弧軌道裝船機不僅結(jié)構(gòu)簡單，且對碼頭水工結(jié)構(gòu)要求不高，工程總造價比較低[5]。相比其他裝船機，本方案設(shè)備自重較輕、購置費用低、維護方便，比常見的轉(zhuǎn)盤式裝船機對船型的適應(yīng)性相對較好，裝船效率較高;泊位之間作業(yè)互不干擾，船舶不需等待作業(yè)，煤炭堆場、泊位之間可靈活調(diào)度，利用率高且適用于內(nèi)河中500t～2000t船舶。缺點是煤炭裝船需要少量的移位。

移動式裝船機具有較高的靈活性，它的下部行走機構(gòu)可讓其在平行于碼頭前沿的軌道上任意移動[6]。整機可沿碼頭前沿軌道全長運行實現(xiàn)定船移機作業(yè)，煤炭泊位裝船效率高，能充分發(fā)揮堆場斗輪堆取料機的取料能力。但因其構(gòu)造相對復(fù)雜，且自重較大，對碼頭結(jié)構(gòu)的要求高，需要經(jīng)常維護且價格昂貴，該裝船機對小船的適應(yīng)性較差，煤炭泊位裝船船舶需等待作業(yè)，可能造成泊位待工，影響調(diào)度。

圓弧軌道裝船機方案的裝船工藝設(shè)備投入資金及安裝費用比移動式裝船機方案低，也方便工藝的調(diào)度優(yōu)化?？紤]到本工程所處地區(qū)水域及運輸船型情況，結(jié)合碼頭對煤炭的適應(yīng)性，本工程的工藝設(shè)計將選用圓弧軌道連續(xù)裝船機作為碼頭煤炭的裝船設(shè)備。

4 結(jié)語

本文結(jié)合徐州港邳州港區(qū)邳州作業(yè)區(qū)搬遷工程現(xiàn)狀和經(jīng)隴海鐵路進入港區(qū)煤炭出口的要求，針對煤炭出口設(shè)計裝卸工藝流程，在滿足煤炭預(yù)測設(shè)計吞吐量及適應(yīng)各種場地限制情況下，實現(xiàn)鐵路輸煤系統(tǒng)和港區(qū)出口煤炭系統(tǒng)相銜接的一體化輸運。進一步對裝船設(shè)備進行了選型，針對港區(qū)出口煤炭配煤要求提出在煤炭堆場直接進行配煤的工藝，可為相似工程的建設(shè)給予參考和借鑒。

參考文獻：

[1]劉巧斌，周強.煤炭中轉(zhuǎn)碼頭裝卸作業(yè)系統(tǒng)集成調(diào)度模型與優(yōu)化[J].物流技術(shù)，2017，36（04）：97-102+107.

[2]王辛，徐海賢.從邳州港搬遷看內(nèi)河航運的發(fā)展思路[J].上海城市管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2006（05）：56-57.

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