南通港粮食码头陆域布局设计

郭兆珈，何继红，周俊

（中交第三航务工程勘察设计院有限公司，上海 200032）

0 引言

粮食安全是国家安全的重要基础，完善粮食供应链，不断增强粮食供应链抗风险能力，加快构建更高层次、更高质量、更有效率、更可持续的粮食安全保障体系，是新时期对粮食产供储运销等各环节提出的新要求。粮食运输体系是我国粮食安全保障体系的重要一环，其中海运作为一种能力大、污染小的运输方式，在我国粮食外贸进口和内贸“北粮南运”中发挥了重要作用[1]。

本次南通港某粮食码头的设计方案具有一定的代表性和特殊性，在满足散粮、袋装豆粕和食用油接卸的同时，近期需满足少量散杂货的过驳，同时还要对陆域的分期建设和远期陆域规模拓展做好统筹规划与设计预留。目前，相同类型粮食码头的研究和实例较少[2-4]，本文介绍了该码头总平面布置和装卸工艺设计方案，为国内外其他同类型项目设计提供了一定的借鉴和参考意义。

1 工程设计方案

1.1 项目概况

为了对粮食货种前景进行全面客观的评估，工程在项目前期开展了粮食运输市场调研及运量预测的专题研究，并于2018年5月形成了专题研究报告[5]。报告应用SWOT分析方法合理预测了本工程的设计吞吐量，并确定了建设规模。

本工程重点服务于粮食中转运输，同时兼顾袋装豆粕和食用油的运输服务，拟建设粮食码头1座（5 000吨级至10万吨级泊位共9个）以及后方陆域配套设施，设计年吞吐量1 150万t。装卸货种主要为散粮（玉米、大豆、小麦、散装豆粕）、袋装豆粕和食用油，近期需满足少量散杂货的过驳[6]。

1.2 总平面布置

拟建设“F”形码头1座，一线码头外档布置1个10万吨级通用泊位和1个3万吨级通用泊位（水工结构按照10万吨级）。一线码头内档布置3个5 000吨级通用泊位，二线码头布置4个5 000吨级通用泊位。总平面布置最大化利用了宝贵的长江岸线资源，同时也满足了粮油中转对不同等级泊位的需求。

陆域总面积33.040 2 hm2，纵深约756 m。本次主要利用江侧（南侧）16.561 5 hm2场地，纵深约369 m，由江侧往岸侧依次布置一线—七线场地。一线场地为生产辅助建（构）筑物和预留场地，布置有变电所、加压泵房、蓄水池和油污水处理站等；二线—四线场地为筒仓区（其中四线场地为预留）。筒仓区每线场地布置24个直径25 m的粮食浅圆仓，单仓容量5 000 t；五线—七线场地为平房仓区（其中六线、七线场地为预留），每线场地布置2个长150 m，宽40 m的平房仓。

岸侧（北侧）预留场地作为远期新建筒仓、平方仓或油罐使用，可满足项目扩容需要或吸引粮油企业的落户及合作。总平面布置见图1。

图1 工可方案总平面布置图Fig.1 General layout plan in engineering feasibility study

1.3 装卸工艺

1.3.1 散粮装卸

工程设计中充分把握粮食粉尘大、粉尘有爆炸危险性等作业特点，采用全封闭的散粮装卸工艺系统，对卸船、运输、装船各作业环节的设备进行合理选型，从设计源头为装卸系统创造良好的环保条件。

1）卸船

一线码头外档10万吨级泊位主要用于散粮卸船，泊位上配置连续式卸船机。

2）装船

二线码头5 000吨级泊位主要用于5 000吨级及以下驳船的装船，泊位上配置移动式装船机。

此外，考虑到长江运输驳船的发展趋势，一线码头外档3万吨级泊位预留移动式装船机，与卸船机共轨，用于未来1万～2万t驳船的装船。

3）存储

本工程筒仓作为公用码头的粮食储库，具有粮食品种多、货主多、批次多的特点，为提高仓容利用率，单仓容量不宜过大，需结合一次卸船进库量和疏运船型等综合确定。根据本工程上界高程限制条件和散粮中转库的功能特点，本项目不适合采用小直径、相切布置的群仓形式，需适当加大筒仓直径。经比选[7-8]，散粮储存采用直径为25 m的钢筋混凝土浅圆仓，具有运营维护便利、使用寿命长、减少温差引起的结露现象、保障储粮品质安全的优点，单仓容量为5 000 t。本工程粮食储库为中转库性质，具有堆存期短，周转快，出仓效率要求高的特点，适合采用带锥斗的筒仓形式。结合筒仓直径，为降低锥斗高度，尽量减少锥斗对仓容的损失，筒仓底部采用5个呈十字形布置、直径6 m锥斗+回填形式。该形式的筒仓无需配置清仓设备、物料全部自流出仓，具有可靠性高、维保简便的优势。筒仓工艺布置见图2。

图2 粮食筒仓工艺布置图Fig.2 Technological layout of grain silos

考虑到豆粕实际运输有散装的趋势，且流动性较差，不适合在筒仓储存，故采用平房仓用于散装豆粕的堆存，并兼顾堆存袋装豆粕。

4）水平运输

工艺平面布置见图3，其中虚线为远期预留。采用密封的气垫式带式输送机或加罩壳的带式输送机，散粮卸船泊位接卸输送机和装船泊位喂料输送机均采用覆盖带封闭；需多点卸料的输送环节采用全封闭双犁式多点卸料单托辊皮带机；垂直提升采用斗式提升机。

图3 工艺平面布置图Fig.3 Technological plan layout

卸船进仓系统设一路额定输送能力2 000 t/h的输送线，考虑远期发展，另预留1路相同规格的输送线。受目前粮食相关最大设备能力的限制，输送线进L2号转运站后，每路2 000 t/h的输送系统分成2路额定能力1 000 t/h的输送系统，先进2个散料秤计量，然后经2条短输送机分别进斗式提升机垂直提升后，再由2路1 000 t/h的物料合并成1路2 000 t/h的物料，从筒仓群的西侧，通过双犁式多点卸料单托辊输送机系统分配进入各个筒仓储存。L2号转运站的主要功能为取制样、计量、输送转接和提升功能。

出仓装船系统设2路额定输送能力1 000 t/h的输送线至二线码头。考虑远期发展，另预留2路相同规格的输送线，其中一路至二线码头，另一路至一线码头外档3万吨级泊位。

此外，输送系统还具有筒仓倒并仓功能，并预留了筒仓及平房仓扩建的接口。

1.3.2 袋装豆粕

后方粮油企业的袋装豆粕需利用本工程出运。袋装豆粕装船在一线码头外档3万吨级泊位上进行。3万吨级泊位上配置门座起重机，与卸船机共轨。袋装豆粕水平运输采用牵引车+平板车，其港内堆存利用平房仓，库内采用叉车进行装卸车作业。

1.3.3 食用油

本工程食用油进口通过一线码头外档3万吨级泊位进行作业。考虑到食用油出口的船型均在5 000吨级及以下，故食用油出运利用一线码头内档2个5 000吨级泊位。食用油装卸均采用金属软管。

1.3.4 散杂货

近期，少量散杂货利用一线码头外档3万吨级泊位的门座起重机进行船船直取作业。作业时，一线码头外档和内档同时停靠船舶，由门机将物料由外档散货船直接卸至内档船舶上。

2 陆域优化方案

2.1 方案优化背景

根据权威研究数据，到“十四五”末期，我国有可能出现约1.3亿t的粮食缺口[9]。胡小平等[10]总结提出我国粮食需求可以分为2大类、4大用途和4大品种。2大类是指食物用粮和非食物用粮。粮食品种结构中，稻谷、小麦、玉米、大豆4大品种大约占据了中国粮食消费总量的九成。

《江苏省“十四五”粮食流通和物资储备发展规划》[11]也提出“统筹安全与发展，顺应双循环新发展格局下国家粮食安全布局、产业经济发展需求和物资储备重构发展态势”，提出了优化粮食仓储物流布局、优化粮食产业经济布局和优化物资储备设施布局着重优化的3个方面的发展布局，并提出了进一步巩固、建立健全粮食储备体系的要求，通过新建、迁建、重建、逐步淘汰的方式，推进承担片区收储功能的骨干库建设，升级建设仓容5万t以上中心库，鼓励建设浅圆仓和立筒仓。

基于上述背景，结合建设单位招商引资的意向情况，本工程拟增加散粮储运需求，并相应降低豆粕的储运能力。同时，兼顾远期建设粮食产业园的能力。

2.2 设计方案优化

1）平房仓由原五线场地调整至二线场地。筒仓由原来的二线至四线调整至三线四线，北侧场地均作为分期建设的筒仓、油罐等场地。L3号转运站预留与陆域东侧粮食产业园的接口。

2）少量散装豆粕改为利用一线码头外档3万吨级泊位的门机进行装卸作业，水平运输采用自卸车运送至平房仓。

3）散粮输送系统进仓路由调整，从东侧进仓。卸船进仓输送系统经L2号转运站折向东并爬升至仓顶。卸船进仓系统沿引桥输送至L2号转运站后，每路分成2路进散料秤进行计量，然后再合成1路2 000 t/h的单托辊输送机，沿着筒仓群的南侧向东爬升，从筒仓群东侧进入筒仓顶部卸料进仓，分配至每排筒仓的输送机沿东侧第1列筒仓仓顶布置。L2号转运站的主要功能为取制样、计量和输送系统的转接。

3 方案比选

工可方案：从西侧进仓，卸船进仓输送系统路由基本沿引桥延伸，进仓系统物料通过斗式提升机的垂直提升转接到仓顶输送系统；平房仓布置在散粮筒仓的陆侧。工艺平面布置见图3。

优化方案：从东侧进仓，卸船进仓输送系统经L2号转运站折向东并爬升至仓顶，无需斗式提升机的垂直提升；平房仓布置在散粮筒仓的江侧。优化方案陆域工艺平面布置见图4。

图4 优化方案陆域工艺平面布置图Fig.4 Technological plan layout of land area in optimized plan

两方案相比，优化方案从东侧进仓，输送路由较长，东侧第1列筒仓的仓顶荷载较大，设备费用和土建费用略有增加。该方案通过延长进仓的输送距离进行爬升，取消了进仓系统中的斗式提升机。虽然在工艺系统中增加了1个转运站，但L2号转运站平面尺度可由43.4 m×27 m减小至36.5 m×22.5 m。工可方案进仓输送路由短，但转接环节略多，进仓系统中需配置4台1 000 t/h的斗式提升机，导致L2号转运站平面尺度偏大，且内部工艺复杂。

优化方案用长距离输送机替代垂直提升的斗式提升机。从实际使用情况看，斗式提升机的故障率相比输送设备较高，故在设备可靠性、生产运营更流畅等方面也具有一定优势。

另外，2个方案向散料秤的分料方式（即由1路2 000 t/h分为2路1 000 t/h）也不同。优化方案为输送机宽度方向左右分料，工可方案为输送机长度方向前后分料，两者相比，优化方案分料更均匀。

此外，本工程陆域东侧拟规划建设粮食产业园，优化方案在L3号转运站预留1个接口，未来可根据需要直接将散粮由码头向东侧规划的粮食产业园输送。该方案对此远景规划的适应性亦更好。规划发展区示意见图5。

图5 规划发展区示意图Fig.5 Schematic diagram of planned development area

优化方案平房仓布置在筒仓的江侧，相比工可方案，总体布局较为紧凑，场地利用率更高。同时，优化方案根据远期生产发展需要进一步扩建筒仓更具有灵活性。

4 结语

本次陆域布局设计针对性强，在介绍原工可总平面布置和装卸工艺设计方案的同时，通过对原陆域总平面布置和工艺流程的优化，不仅使生产作业流程更顺畅、降低了运营成本，还对北侧分期建设和远期往东拓展进行规划和预留，尽量避免因分期建设、远期规划实施而对正常的生产运营产生不利影响，并减少已建工程的改造工程量。本文提出的粮食码头总体布局设计，对国内外其他同类型项目均有一定的借鉴和参考意义。