国外某散货码头装卸工艺系统设计总结

卜伟彬

摘 要：本文研究对象是散货码头装卸工艺系统设计，同时结合国外项目的技术特点，对散货码头常见的装卸机械设备及皮带机输送系统进行设计总结，希望对同类型的海外项目参与者能提供一定的参考借鉴。

关键词：散货码头 装卸机械及技术 皮带机输送系统

1.项目背景

委内瑞拉玻利瓦尔共和国和中华人民共和国政府于2010年在北京签署了合作协议，据此两国共同确定了一系列的基础并建立了长期融资协议机制，目的是增进双方在委内瑞拉的基础设施建设、社会发展，能源、矿业及农业发展和增加社会经济发展等方面的大规模项目的合作。按照中委两国合作协议，将帕鲁阿港口年通过能力从350万吨提高到年720万吨的相关设计、供应材料、机械设备、施工、安装、维护人员培训以及新系统的运行，该系统主要负责粗、细铁矿砂的收料、运输、储存以及发货。

2.装卸工艺系统设计

该项目主要是装卸系统的改造，货种主要为粗矿砂、细矿砂及面包铁，工程内容主要包括码头装载系统，堆场装卸系统，列车卸载系统和皮带输送系统等的改造。

（1）火车卸载：由于项目采用底部开放式列车进行卸料，新增系统的相应端口卸载方法为底部开放式。 在原火车排放坑内安装四个料斗，接收料斗的总容量不小于一个车厢的材料量。

（2）卸车后水平运输：物料卸火车后，经过漏斗卸到电动板式给料机，再输送到带式输送机，然后通过带式输送机送到新的堆场或堆放到原廠。 带式输送机规格为： 48”（基础带宽），V=3.15m/s（额定带速），Q=3500t/h（额定效率）。

（3）堆场装卸作业：结合本项目技术经济特点，本项目堆场装卸作业采用堆取分开方式，该方式在国内外广泛应用，设计堆料效率3500吨/小时，臂长为35米，设计取料效率4500吨/小时，臂长55米。

（4）装船水平运输作业：物料装船水平运输采用皮带机进行，皮带机具有输送效率高，经济性好，运输方便简单的特点，在港口散装物料装卸中应用广泛。

（5）装船作业：根据靠泊船舶尺度、水位、码头吨级、装卸工艺要求，在现有码头上安装1台额定效率4500吨/时的装船机，使用功能及其性能参数能满足设计靠泊船型装船要求。

3.主要机械设备技术规格参数

（1）装船机主要技术规格说明。机械额定生产能力为4500t/h，基距12米，轨距为55英尺（16.764米），海测轨中心距码头岸边距离为3.048米，臂架工作幅度满足8万吨级巴拿马型散货船装船要求，臂架俯仰范围为装船作业-12°～+12°，非装船作业时收起臂架在码头岸侧，不允许超出水域，悬臂皮带机额定生产能力为4500t/h，尾车型式采用固定式，Z型导料槽可以在装船机大臂上安装与拆卸，工作范围能覆盖高水位及低水位时期船舱下部各个区域，能最大限度减少物料的损耗，门架净空高度≥5.1米，供电电源采用AC4.16KV、60HZ、三相，供电方式为电缆卷筒。

（2）堆料机主要技术规格参数。机械额定生产能力为堆料3500t/h，堆高为轨面以上：17.5m（臂架仰起下料最高高度），轨面以下1.5m，悬臂最大俯仰角度为-120～+150，悬臂长度为35m，悬臂起升下降速度是5m/min，轨距为7m；行走速度为0-20m/min，最大工作轮压为250 KN/轮，最大非工作轮压为300 KN/轮，轨道型号为美国132RE型钢轨，轨道基础采用道砟式，供电电源采用AC4.16kV，60Hz，三相三线制。

（3）取料机主要技术规格参数。机械额定生产率为4500t/h，堆高在轨面以上17.5m（臂架仰起取料最高高度），轨面以下1.5m，回转半径：（自回转中心到斗轮轴中心）为55m，回转角度≥±1100，悬臂最大俯仰角度为-12o～+15o，轨距10m，行走速度0-20m/min （无级调速），最大工作轮压为250 KN/轮，最大非工作轮压为300 KN/轮，轨道型号采用美国132RE型钢轨，供电电源采用AC4.16kV，60Hz，三相三线制。

（4）皮带机系统主要技术规格参数。本项目改造的带式输送机主要规格为： 48”（入场基础带宽），V=3.15m/s（额定带速），Q=3500t/ h（入场额定效率），52”（装船基础带宽），V=3.15m/s（额定带速），Q=4500t/h（装船额定效率）。

为了保护输送机系统的安全可靠，本项目设置了皮带机保护装置，主要包括皮带跑偏、转速测试、过载保护等十几项保护装置，这些保护装置可以在中央控制室操控，同时在紧急情况下，也可以在系统现场进行操控，目的就是当发生紧急情况时，能对输送系统起到最大限度保护作用。

4.装卸工艺设备用电负荷

（1）本项目工艺设备用电负荷详见表2。

5.码头装船能力核算

本项目装卸工艺系统改造后，码头按照靠泊5万吨至8万吨级船舶进行核算，根据《海港总体设计规范》（JTS165-2013）相关公式进行核算，本项目码头年装船能力达到750万吨，能满足设计吞吐量的要求，对当地原材料的输送起到了重要作用。

6.移动式装船机装船方案

本项目所采用的装船机由国内厂家制造，整机吊装发往项目现场安装，吊装部件主要有主机（约420吨），尾车（约35吨），溜槽及其固定架（约15吨），运输船型自带2台克林吊（起重量分别为400吨和250吨）。准备工作时，应对吊机钢丝绳进行验算，确保钢丝绳受力小于其正常破断拉力。在吊装过程中，首先在码头面铺设滚装轨道，利用滚装轨道将装船机前移到码头前沿，然后将大车运行机构旋转90°，待运输船舶靠岸后，臂架处于水平状态，并由船上2台克林吊将主机吊起放至指定位置，在起吊过程中，重点关注其平衡状态，并及时进行调节。待主机在船舶甲板固定后，依次将尾车、溜槽等配件调只船上指定位置。

7.设计心得体会

本项目为中委两国合作开发项目，主要建设内容包括改造码头、更换装船机、新建后方堆场、配置堆料机和取料机、皮带机系统改造以及相关配套设施设备、建构筑物的建造，本改造项目是EPC总承包项目，工程设计方面由于合同要求采用欧美标准，且委内瑞拉当地设计理念、设计思路、制图表达方式都跟国内设计有较大区别，因此，项目初期也给设计人员带来了很大的挑战，但项目组人员团结一致，敢于担当，克服一切阻力，历时三年，终于圆满完成了项目，为中委两国人民真诚的合作贡献了自己一份微薄的力量。

参考文献：

[1]JTS165-2013.海港总体设计规范.

[2]交通部第一航务工程勘察设计院.海港工程设计手册[M].北京：人民交通出版社，1994.

[3]GB/T 3811-1983.起重机设计规范.