一種港口“散改集”散糧作業(yè)新工藝研究

◎ 陳 藝，趙瑞營(yíng)

（鄭州中糧科研設(shè)計(jì)院有限公司，河南 鄭州 450001）

目前，傳統(tǒng)的糧食進(jìn)口碼頭主要對(duì)糧食采取“散進(jìn)散出”的集疏港工藝形式，存在對(duì)周邊環(huán)境污染嚴(yán)重、糧食易受潮損耗大、周轉(zhuǎn)運(yùn)輸效率低、裝卸運(yùn)輸成本高及易出現(xiàn)盜貨偷貨現(xiàn)象等問(wèn)題。因此，我國(guó)正積極推廣“散改集”的作業(yè)模式，即將散糧裝集裝箱進(jìn)行運(yùn)輸[1]?！吧⒏募笨梢詰?yīng)對(duì)運(yùn)價(jià)波動(dòng)及維持航線(xiàn)進(jìn)出平衡的需要，發(fā)展“散改集”運(yùn)輸可以起到“削峰填谷”、緩解運(yùn)價(jià)波動(dòng)的作用。集裝箱運(yùn)輸及交付具有個(gè)性化、小批量、多批次和高頻率等特點(diǎn)，為貨主提供運(yùn)輸安全保障[2]。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，采用集裝箱運(yùn)輸糧食的周轉(zhuǎn)時(shí)間要比散裝運(yùn)輸糧食的周轉(zhuǎn)時(shí)間縮短近70%，降低了物流成本[3]?？傊吧⒏募睂?duì)提高生產(chǎn)效率、改善工作環(huán)境、減少環(huán)境污染、提升港口企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和構(gòu)建綠色交通體系都有一定的意義[4]。

國(guó)內(nèi)采用集裝箱運(yùn)輸糧食的比例越來(lái)越大，港口企業(yè)積極爭(zhēng)取大宗散貨貿(mào)易商采用“散改集”運(yùn)輸模式和交易模式，大力開(kāi)拓和培育市場(chǎng)，切實(shí)提高市場(chǎng)對(duì)“散改集”運(yùn)輸模式的認(rèn)可度和滿(mǎn)意度[5]。某港口庫(kù)在港內(nèi)平房倉(cāng)中儲(chǔ)存著大量散糧，需要在港內(nèi)進(jìn)行“散改集”作業(yè)再發(fā)放，目前港口“散改集”作業(yè)采用集裝箱翻轉(zhuǎn)機(jī)進(jìn)行裝箱作業(yè)，裝箱效率低，粉塵污染嚴(yán)重，急需一種高效環(huán)保的“散改集”作業(yè)工藝替代。該港口庫(kù)的技術(shù)需求是集裝箱裝箱能力能達(dá)到8～10箱/h，“散改集”設(shè)計(jì)日處理量可達(dá)到4500 t；作業(yè)綠色環(huán)保；智能高效；在每年海水倒灌期間海水不能倒灌到作業(yè)系統(tǒng)里等。筆者根據(jù)該港口庫(kù)的需要，提出一種“散改集”散糧裝箱新工藝，來(lái)提高裝箱作業(yè)效率，同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)特殊考慮，滿(mǎn)足庫(kù)方的各項(xiàng)要求。

1 “散改集”散糧作業(yè)新工藝

1.1 “散改集”主要設(shè)備選擇

根據(jù)該港口庫(kù)所提供的數(shù)據(jù)，目前來(lái)糧汽車(chē)為港口內(nèi)的自卸車(chē)，每車(chē)裝糧的重量23 t[6]，自卸車(chē)卸一整車(chē)糧食的時(shí)間為5 min，卸車(chē)能力約為 276 t·h-1；散糧集裝箱裝箱站為雙工位作業(yè)，產(chǎn)量為8～10箱/h，每個(gè)集裝箱裝糧量為25 t，裝糧能力為200～250 t·h-1，“散改集”設(shè)計(jì)日處理量可達(dá) 5000 t，滿(mǎn)足港口的日處理需求。散糧集裝箱裝箱站應(yīng)配置一條卸糧生產(chǎn)線(xiàn)來(lái)為集裝箱裝箱站提供散糧。

考慮到自卸車(chē)卸糧效率為12車(chē)/h，5 min完成一個(gè)卸車(chē)流程作業(yè)，除去開(kāi)入、開(kāi)出汽車(chē)卸糧位置的時(shí)間（按2 min計(jì)），即需在3 min內(nèi)卸糧23 t。汽車(chē)卸車(chē)流量約為460 t·h-1，考慮瞬時(shí)流量會(huì)偏大，選用產(chǎn)量為500 t·h-1的彎刮板機(jī)及配套斗提機(jī)。

此外，本項(xiàng)目配備1套除塵系統(tǒng)，除塵風(fēng)網(wǎng)安裝在汽車(chē)卸糧坑兩側(cè)及提升機(jī)的進(jìn)料口和出料口處，將有效控制汽車(chē)卸糧時(shí)粉塵的外逸，改善工作環(huán)境。整套散糧集裝箱裝箱工藝如圖1、圖2和圖3所示。

圖1 “散改集”散糧作業(yè)工藝立面圖

圖2 “散改集”散糧作業(yè)工藝俯視圖

圖3 汽車(chē)卸車(chē)間工藝側(cè)視圖

1.2 “散改集”創(chuàng)新工藝

1.2.1 汽車(chē)卸糧新工藝

自卸車(chē)從倉(cāng)庫(kù)運(yùn)出糧食，開(kāi)進(jìn)卸糧坑罩棚，到達(dá)作業(yè)位置后，將糧食卸入彎刮板機(jī)上方的接糧斗中，糧食經(jīng)彎刮板機(jī)運(yùn)至斗提機(jī)，斗提機(jī)再通過(guò)溜管將糧食轉(zhuǎn)送至集裝箱裝箱站的一個(gè)暫存斗。當(dāng)這個(gè)暫存斗裝滿(mǎn)時(shí)，暫存斗內(nèi)的料位器發(fā)出信號(hào)，電控系統(tǒng)控制電動(dòng)三通，將溜管通道換通至另一個(gè)暫存斗，繼續(xù)裝糧。當(dāng)兩個(gè)暫存斗都裝滿(mǎn)時(shí)，電控系統(tǒng)接收到信號(hào)，將依次停止彎刮板機(jī)、斗提機(jī)工作。

在卸糧坑罩棚，設(shè)置有2套作業(yè)指示燈，分別對(duì)應(yīng)1#暫存斗、2#暫存斗的高低料位，低料位為黃燈，高料位為紅燈。當(dāng)指示燈其中一個(gè)亮紅燈，一個(gè)亮黃燈時(shí)，說(shuō)明暫存斗還有2～3 t即將裝滿(mǎn)，卸車(chē)司機(jī)和操作人員應(yīng)注意，準(zhǔn)備停止作業(yè)；當(dāng)指示燈中兩個(gè)亮紅燈時(shí)，暫存斗已經(jīng)裝滿(mǎn)，禁止再進(jìn)行卸糧作業(yè)。

1.2.2 集裝箱裝糧新工藝

集裝箱車(chē)稱(chēng)重后開(kāi)入裝箱站的作業(yè)位置，散糧集裝箱裝箱站上的集裝箱吊具將空的集裝箱移動(dòng)至翻轉(zhuǎn)平臺(tái)，操作人員打開(kāi)箱門(mén)并固定后，翻轉(zhuǎn)平臺(tái)升起到工作位置，打開(kāi)暫存斗的出料門(mén)，開(kāi)始裝糧。集裝箱裝滿(mǎn)后，操作人員關(guān)上暫存斗的出料門(mén)，再關(guān)上集裝箱門(mén)。地面操作人員操作翻轉(zhuǎn)平臺(tái)回落至水平位置，再利用吊具將重集裝箱移回集裝箱車(chē)上，一個(gè)裝箱過(guò)程便可完成。裝箱過(guò)程完成后，集裝箱車(chē)重新開(kāi)到地磅承重。

2 新舊設(shè)備、人員、工藝等方面的對(duì)比

2.1 港口原來(lái)的“散改集”工藝

（1）投入設(shè)備。正面吊、自卸車(chē)、集裝箱車(chē)、裝載機(jī)、皮帶機(jī)和翻轉(zhuǎn)機(jī)。

（2）人員。正面吊司機(jī)1名，自卸車(chē)司機(jī)1名，集裝箱車(chē)司機(jī)1名，裝載機(jī)司機(jī)1名，皮帶機(jī)操作人員1名，翻轉(zhuǎn)機(jī)操作人員2名，現(xiàn)場(chǎng)指揮協(xié)調(diào)1名，共計(jì)8名人員。

（3）裝糧工藝。①糧流流動(dòng)方向：自卸車(chē)從倉(cāng)庫(kù)運(yùn)出糧食→自卸車(chē)將糧食倒在作業(yè)場(chǎng)地→裝載機(jī)將糧食鏟入皮帶機(jī)→皮帶機(jī)輸送到集裝箱內(nèi)。②集裝箱流動(dòng)方向：集裝箱空車(chē)→正面吊將空箱放至翻轉(zhuǎn)機(jī)上→翻轉(zhuǎn)機(jī)翻轉(zhuǎn)90°→工人開(kāi)箱門(mén)→裝糧→工人關(guān)廂門(mén)→翻轉(zhuǎn)機(jī)翻轉(zhuǎn)至水平→正面吊將重箱吊至集裝箱車(chē)上→集裝箱車(chē)將集裝箱運(yùn)輸至堆場(chǎng)上。

（4）裝糧效率。3箱/h[7]。

2.2 “散改集”散糧作業(yè)新工藝

（1）投入設(shè)備。自卸車(chē)、集裝箱車(chē)、彎刮板機(jī)、集裝箱裝箱站、斗提機(jī)、直刮板機(jī)及配套除塵設(shè)施。

（2）人員。集裝箱裝箱站操作人員2名，電氣控制人員1名（兼現(xiàn)場(chǎng)指揮協(xié)調(diào)），共計(jì)3名人員。

（3）裝糧工藝。①糧流流動(dòng)方向：自卸車(chē)從倉(cāng)庫(kù)運(yùn)出糧食→卸糧坑→彎刮板機(jī)→斗提機(jī)→直刮板機(jī)→裝箱機(jī)暫存斗→集裝箱內(nèi)。②集裝箱流動(dòng)方向：汽車(chē)上的空集裝箱→移至集裝箱裝箱站翻轉(zhuǎn)平臺(tái)→翻轉(zhuǎn)平臺(tái)翻成75°→集裝箱裝糧→集裝箱關(guān) 門(mén)→翻轉(zhuǎn)平臺(tái)恢復(fù)成水平狀態(tài)→重集裝箱移回集裝箱車(chē)上→集裝箱車(chē)將集裝箱運(yùn)輸至堆場(chǎng)上。

（4）裝糧效率。8～10箱/h。

2.3 人員分工與裝糧效率詳細(xì)分析

在新建集裝箱裝箱系統(tǒng)中，自卸車(chē)卸糧作業(yè)和裝糧作業(yè)同時(shí)進(jìn)行。中間通過(guò)裝箱站暫存斗作為暫存，暫存斗容量為35 t，按玉米容重0.75 t·m-3測(cè)算。集裝箱裝箱站如圖4所示。

圖4 集裝箱裝箱站示意圖

（1）自卸車(chē)卸糧作業(yè)流程：自卸車(chē)來(lái)糧→暫存斗過(guò)程。自卸車(chē)從倉(cāng)庫(kù)運(yùn)出糧食，到作業(yè)位置，從進(jìn)入裝箱作業(yè)區(qū)域開(kāi)始計(jì)算作業(yè)時(shí)間。如圖5所示，場(chǎng)地可滿(mǎn)足自卸車(chē)連續(xù)作業(yè)，自卸車(chē)進(jìn)入作業(yè)區(qū)域，開(kāi)到卸糧位置并調(diào)整好方位（此過(guò)程計(jì) 1 min），開(kāi)始卸糧，時(shí)間為3 min，總卸糧為23 t。卸完糧后，自卸車(chē)翻斗恢復(fù)水平位置并開(kāi)出卸糧位置（此過(guò)程計(jì)1 min），一輛自卸車(chē)卸糧過(guò)程完成，下一個(gè)自卸車(chē)開(kāi)入。每車(chē)的卸車(chē)時(shí)間為5 min。

圖5 卸糧作業(yè)時(shí)人員分工及工藝、操作時(shí)間圖

自卸車(chē)卸糧過(guò)程為3 min，卸23 t糧，流量約為460 t·h-1，配備500 t·h-1彎刮板機(jī)，500 t斗提機(jī)及直刮板機(jī)，然后糧流進(jìn)入暫存斗。

進(jìn)糧過(guò)程需要自卸車(chē)司機(jī)全職工作（1人），電氣控制人員在作業(yè)開(kāi)始時(shí)開(kāi)啟設(shè)備。

（2）裝糧作業(yè)流程：集裝箱車(chē)空箱→裝箱→裝箱完成→集裝箱車(chē)載重箱駛離。操作分工中，人員站位如圖1和圖2所示。①操作人員1常駐在集裝箱裝箱站二層平臺(tái)，負(fù)責(zé)開(kāi)關(guān)料倉(cāng)閘門(mén)和關(guān)閉集裝箱門(mén)。②操作人員2常駐在集裝箱裝箱站地面層，負(fù)責(zé)操作吊具及關(guān)閉箱門(mén)。吊具作用為從集裝箱車(chē)上移動(dòng)空集裝箱到翻轉(zhuǎn)平臺(tái)和將裝糧后的重箱移動(dòng)到集裝箱車(chē)上。③集裝箱車(chē)司機(jī)負(fù)責(zé)將集裝箱車(chē)開(kāi)入、開(kāi)出工作位置；與操作人員2溝通站車(chē)位置，方便吊具吊起集裝箱；在吊具與集裝箱對(duì)位后，應(yīng)由司機(jī)，進(jìn)行集裝箱車(chē)的鎖件與集裝箱鎖緊或松開(kāi)的操作。④電氣控制人員（與卸糧作業(yè)流程過(guò)程中的電氣控制人員為同一人）負(fù)責(zé)操作集裝箱裝箱站液壓系統(tǒng)，控制翻轉(zhuǎn)平臺(tái)的起升與降落；與操作人員1對(duì)接，當(dāng)操作人員1發(fā)出集裝箱即將裝滿(mǎn)信號(hào)時(shí)，啟動(dòng)振箱裝置振箱，當(dāng)操作人員1確認(rèn)裝糧完畢并關(guān)閉好箱門(mén)后，將翻轉(zhuǎn)平臺(tái)降落至水平位置；與操作人員2對(duì)接，當(dāng)操作人員2確認(rèn)空箱在翻轉(zhuǎn)平臺(tái)上，開(kāi)啟箱門(mén)并固定后，將翻轉(zhuǎn)平臺(tái)起升至裝箱位置。

（3）整套工藝。裝糧作業(yè)階段工藝如圖6所示。

圖6 裝糧作業(yè)時(shí)人員分工及工藝、操作時(shí)間圖

如果采用單集裝箱車(chē)裝箱，單車(chē)裝箱流程為 12 min，2個(gè)工位同時(shí)工作，流程剛好可以錯(cuò)開(kāi)。 2個(gè)工位在1 h內(nèi)可裝10箱。如果采用雙集裝箱車(chē)裝箱，裝箱流程持續(xù)15 min，1 h可裝8箱。

2.4 對(duì)比小結(jié)

（1）投入設(shè)備方面對(duì)比。新工藝不需要使用裝載機(jī)和正面吊，應(yīng)減少這些大型設(shè)備的投資。

（2）人員投入方面對(duì)比。新工藝使用人員為 3人，舊工藝使用人員為8人，大幅減少了操作人員。

（3）工藝對(duì)比。①舊工藝中沒(méi)有配置除塵系統(tǒng)，在作業(yè)過(guò)程中，會(huì)有粉塵飛揚(yáng)問(wèn)題。新工藝在卸糧坑兩側(cè)粉塵容易外逸的部位，采取除塵措施，作業(yè)綠色環(huán)保。②舊工藝中操作人員，各工種容易形成交叉作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)人員配置較多，不利于安全生產(chǎn)。新工藝在可以機(jī)械化的部分均采用機(jī)械化設(shè)計(jì)，提高了作業(yè)的安全性。③舊工藝中，糧食在作業(yè)過(guò)程中接觸地面、裝載機(jī)斗、皮帶機(jī)等3個(gè)部分，這 3個(gè)部分均沒(méi)有采取密封，會(huì)在糧食中混入灰塵、雜質(zhì)等。舊工藝為全露天系統(tǒng)，并不能在雨天作業(yè)。新工藝中，除了卸糧處和出糧口，其他全部為密閉結(jié)構(gòu)，不會(huì)對(duì)糧食造成二次污染。新工藝中的主要作業(yè)區(qū)域均采用鋼罩棚覆蓋，可以進(jìn)行雨天作業(yè)。④新工藝裝箱效率可達(dá)8～10箱/h，舊工藝裝糧效率為3箱/h，新工藝是舊工藝的2倍多，可為港口帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)論

本文提出的“散改集”散糧作業(yè)新工藝，對(duì)比目前采用集裝箱翻轉(zhuǎn)機(jī)方式，在設(shè)備投入方面可減少設(shè)備投資，在人員方面可以減少操作人員數(shù)量，并提高作業(yè)效率，改善現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境，也可以在雨天作業(yè)，在智能先進(jìn)、綠色集約、經(jīng)濟(jì)高效等方面都具有優(yōu)勢(shì)，是一種值得推廣的“散改集”散糧作業(yè)新工藝。