粉状物料锚地水转水过驳工艺的探讨

罗金波

摘 要：抓斗起重船作业的散货锚地水转水过驳工艺，粉状物料作业扬尘大，不能满足环保要求，必须用新的工艺来代替。本文论述了解决粉装物料锚地水转水过驳作业环保问题的连续螺旋卸船装船过驳工艺及过驳设备船设计使用的关键点。

关键词：起重船 卸船 装船 工艺 设备船

1.连续螺旋卸船装船过驳工艺概述

设备船一舷系靠大船，另一舷系靠小船，利用设备船上连续螺旋卸装船过驳设备，将大船上的散装粉状物料卸、装到小船上，完成货物水转水流程。过驳设备由一台固定回转式连续螺旋卸船机、一台船载固定回转式连续装船机、一台气力流化床输送机组合而成。粉状物料全程封闭输送，避免了粉尘的泄漏和污染。

2.过驳设备船设计和使用的关键点

船舶在锚地水面装卸作业时，由于受波浪影响，会产生左右、前后摇摆（横摇和纵摇）和升沉运动。该摇摆产生的加速度对装卸设备的强度、工艺和操作提出一定的要求。因此，过驳设备设计和使用需重点把握如下几点：

（1）卸船机水平螺旋输送管跨距大，容易变形，使螺旋对中产生偏差，要考虑垂向加速度下的附加弯矩强度和变形。

（2）设备各转动点的构件、液压设备和起重桅的强度要考虑横向加速度下的强度。

（3）卸船机螺旋头部在卸货快完时，要离大船的货舱内底板要有一定的距离，否则会由于船舶的升沉而容易撞击内底板，使设备损坏。

（4）气力流化床输送机的布置，流化槽有一定的斜度，在船舶横摇时（按不大于5°），该斜度会消失，要考虑此时对流化输送的影响。

（5）装船机若采用流化输送，出料头吸尘装置要能吸收大量粉尘，否则会产生二次扬尘。

（6）卸船机水平梁强度建议进行有限元校核。

（7）卸船机、装船机的回转支承选型建议参照门式起重机的标准。

3.实践案例

为满足广州港水渣粉货物锚地水转水过驳需要，我司2015年成功在16吨抓斗起重船——穗港起重五号上加装了一套ATXL700D型船载式螺旋卸船装船机械过驳系统为停靠锚地的50，000～76，000DWT散货船与2，000～5，000DWT散货船之间执行过驳作业，额定生产能力550m3/h。使用效果，基本达到了设计预期。见图1。

3.1.卸船机部分

卸船机取料器为多管套装，互相支承，内层高速旋转，中层静止，外层低速旋转，取料器旋转时具有强大的主动取料功能，而其在料中缓慢的转速又不会造成扬尘，所以充分显示出节能环保的高品质。

独特配置了卸船机抗风浪随动式取料系统，其自由关节螺旋与双管垂直螺旋下端自由铰接，确保风浪使浮船及被卸散装船横倾时，可以始终保持取料器与料面的上下随动，避免因船的摇摆造成取料器的损坏。

垂直螺旋由两根并列的螺旋机构成，上端安装在水平梁前端两外侧回转支承上并与水平螺旋前端铰接，其下端内侧通过回转支承与自由关节螺旋铰接。

水平螺旋为管式结构，电机减速器安装在出料端，通过联轴器与螺旋管轴联接。轴的中部设置数个特殊设计的中间支承。

各段螺旋机螺旋轴的旋转运动均由安装于其轴端顶部的电机减速器提供驱动力矩。

回转台、双斜立柱与水平梁通过大型回转支承座落在起重船立柱上。在回转台下法兰的凸出部位，对称地安装有两台液压回转装置，其轴上装有小齿轮与回转支承外齿圈啮合。当液压回转装置工作时，小齿轮一面自转一面沿回转支承的外圈作公转，从而带动回转台绕立柱的竖向轴线旋转，随液压回转装置的正反转，回转台也随着正反转，回转区域约270°，用行程开关限定。

双斜立柱的底板上有销轴座与变幅油缸的活塞端耳环通过销轴联接。

双斜立柱的上部两个圆孔内装配卸料圆筒，两卸料圆筒的一端面与水平梁两外侧用两个回转支承联接。卸料圆筒通过哈夫结构用螺栓拧紧压牢。双斜立柱腹内焊接有物料溜管。

变幅油缸的活塞杆端耳环与水平梁通过销轴联接，水平梁及其上设备会在变幅油缸的作用下绕两个卸料圆筒端面上回转支承的共同轴线做上举下探动作。

水平梁顶板上放置水平螺旋，水平梁通过两个回转支承安装在双斜立柱上两个卸料圆筒的端面上。

水平梁前端两外侧各装有回转支承，利用回转支承悬挂两根垂直螺旋的上端，并用一托架固定，形成一体。

水平梁前端下方安装了一台中间销轴式油缸，其伸出的活塞桿耳环与垂直螺旋的托架上部铰接，通过活塞杆伸缩运动，推动托架及垂直螺旋摆动。

3.2装船机部分

前水平螺旋安装在装船机的回转塔上，进料口通过回转支承与空气斜槽出料口联接，其出料口通过回转支承与后水平螺旋的进料口联接。

后水平螺旋为管式结构，电机减速器安装在出料端，通过联轴器与螺旋管轴联接。轴的中部设置数个特殊设计的中间支承。后水平螺旋的前端通过回转支承与前水平螺旋铰接，其后端通过钢丝绳及液压卷扬机牵引悬挂，可绕回转支承在竖向平面内作上下变幅。

装船机出料器为一种全无尘料下出料器。这种装置能实现装船机装船过程全无尘作业.。

出料器悬挂在后水平螺旋的出料口处。后水平螺旋的后端下方安装了一台中间销轴式油缸，其伸出的活塞杆耳环与出料器上部铰接，通过活塞杆伸缩运动，推动出料器摆动。

回转台通过大型回转支承座落在起重船立柱上。在回转台下法兰的凸出部位，安装有液压回转装置，其轴上装有小齿轮与回转支承外齿圈啮合。当液压回转装置工作时，小齿轮一面自转一面沿回转支承的外圈作公转，从而带动回转台绕立柱的竖向轴线旋转，随液压回转装置的正反转，回转台也随着正反转，回转区域约270°，用行程开关限定。

回转台腹内安装有前水平螺旋。回转台上方安装有上立柱，上立柱的一侧装有平台，上置液压站、除尘系统、液压卷扬机。见图2。

4.结束语

穗港起重五号加装连续螺旋卸船装船设备的成功，对该类型起重船功能拓展以及粉状物料水转水过驳工艺研究有着重要的意义。本文为连续螺旋卸船装船过驳设备船的设计、使用提供了参考依据。endprint