天津臨港水泥中轉(zhuǎn)庫裝卸工藝布局及筒倉(cāng)選型

鄭世武

（天津臨港港務(wù)集團(tuán)有限公司，天津 300452）

1 工程概括

天津臨港水泥中轉(zhuǎn)庫項(xiàng)目位于天津港保稅區(qū)（臨港區(qū)域）某碼頭后方。工程建設(shè)內(nèi)容為在已建碼頭上新安裝2臺(tái)ATSL300A型封閉式螺旋式連續(xù)卸船機(jī)，并在后方陸域建設(shè)8座利浦鋼板倉(cāng)及相關(guān)配套設(shè)施，筒倉(cāng)總庫容為5萬t，其中有6座直徑為16m、高為29m的散裝水泥鋼板倉(cāng)和2座直徑為8.5m、高為15m的散裝水泥鋼板倉(cāng)。主要用于裝卸船上來的散裝水泥，在鋼板筒倉(cāng)內(nèi)暫存，再由汽車裝運(yùn)出去。設(shè)計(jì)年接卸量為200萬t。文章以該項(xiàng)目為例，對(duì)水泥中轉(zhuǎn)庫的裝卸工藝布局及筒倉(cāng)選型進(jìn)行詳細(xì)分析。

2 工藝系統(tǒng)布置

2.1 散裝水泥卸船工藝

散裝水泥的卸船工藝主要由卸船進(jìn)鋼板倉(cāng)和由鋼板倉(cāng)出倉(cāng)至水泥罐車兩部分組成。

散裝水泥船靠碼頭后，由卸船機(jī)進(jìn)行卸船，通過空氣斜槽、提升機(jī)拉鏈機(jī)等一系列周轉(zhuǎn)，最后落入鋼板倉(cāng)。經(jīng)過鋼板倉(cāng)下方的出口進(jìn)入空氣斜槽，在經(jīng)過拉鏈機(jī)、提升機(jī)等一系列操作后裝入散裝水泥罐車。具體流程：船→螺旋卸船機(jī)→空氣斜槽→螺旋提升機(jī)→空氣斜槽→螺旋提升機(jī)→利浦式大鋼板→空氣斜槽→拉鏈機(jī)→空氣斜槽→螺旋提升機(jī)→空氣斜槽→利浦式小鋼板倉(cāng)→散裝水泥罐車→目的地。

裝卸水泥的專用碼頭主要由四部分組成，即碼頭卸船作業(yè)區(qū)、中轉(zhuǎn)樓、筒倉(cāng)及裝車發(fā)放區(qū)。在碼頭面上安裝專門的水泥卸船機(jī)械，構(gòu)成碼頭卸船作業(yè)區(qū)，在后方陸域布置中轉(zhuǎn)樓、水泥儲(chǔ)藏罐和汽車發(fā)放系統(tǒng)，連接前方和后方則是空氣輸送斜槽系統(tǒng)，整體構(gòu)成一套完成、高效、節(jié)能的散裝水泥中轉(zhuǎn)作業(yè)流程。散裝水泥卸船作業(yè)采用每個(gè)泊位配備1臺(tái)連續(xù)式卸船機(jī)的方案，卸船機(jī)接卸效率500t/h，卸船機(jī)采用固定式。

2.2 空氣輸送斜槽系統(tǒng)

空氣輸送斜槽系統(tǒng)應(yīng)用于散裝水泥等物料的氣力輸送領(lǐng)域，其技術(shù)已經(jīng)較為可靠?？諝庑辈塾善胀ū′摪逯瞥傻牧锊奂跋嚓P(guān)附件通過螺栓聯(lián)結(jié)而成。斜槽的上、下兩層殼體之間有一層透氣層，在透氣層下方是氣室，上方是料室，溜槽上安裝通風(fēng)機(jī)為工藝流程提供風(fēng)源，當(dāng)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后將帶有壓力的氣體吹入溜槽氣室后，經(jīng)過透氣層將溜槽內(nèi)的物料流態(tài)化，這樣經(jīng)過流態(tài)化的物料可以在溜槽內(nèi)向傾斜的一邊滑動(dòng)?？諝庑辈鄣闹饕考橥笟鈱?，它表面平整、使用壽命較長(zhǎng)，并且具有耐磨損、耐腐蝕、耐高溫、重量輕、吸濕性低的特點(diǎn)?？諝庑辈鄣闹黧w部分沒有轉(zhuǎn)動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單、輸送量大、密封性比較好，而且能耗少、沒有噪音、較易改變傳輸方向、易于維護(hù)，并能多點(diǎn)喂料、卸料。

3 碼頭卸船機(jī)設(shè)備選型

散裝水泥自卸船在船甲板上安裝有專用設(shè)備，在船的艙底配有專門的系統(tǒng)，能夠使水泥在經(jīng)過充氣后出現(xiàn)流態(tài)化的狀態(tài)。這樣可以船內(nèi)從高處流到低處，從而通過氣力輸送系統(tǒng)，輸送溜管將散裝水泥輸送至水泥倉(cāng)庫中（一般為鋼板倉(cāng)或者混凝土倉(cāng)）。在卸船過程中水泥船艙蓋始終保持密封狀態(tài)，能夠有效抑制粉塵。

3.1 水泥船分類

目前，我國(guó)散裝水泥船總體水平已接近或達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家水平。我國(guó)散裝水泥運(yùn)輸船大多有氣力式自卸船和機(jī)械式自卸船兩種。目前，大多數(shù)為改造船舶，其噸位比較小。新建船舶數(shù)量比較少，而且大多應(yīng)用在內(nèi)河地區(qū)。

3.2 水泥船的優(yōu)缺點(diǎn)

散裝水泥專用運(yùn)輸船有以下三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）碼頭不需設(shè)置專門的卸船設(shè)施，并且同時(shí)能為多個(gè)碼頭服務(wù)，工作效率高，不受天氣影響；（2）船舶運(yùn)輸過程及裝卸過程密封性較好，無粉塵污染，卸料干凈，速度快，能耗較低；（3)船舶上的裝料口、卸料口和風(fēng)機(jī)盤管均能夠與碼頭岸上的設(shè)備進(jìn)行匹配。連接非常高效、可靠、便捷。散裝水泥專用運(yùn)輸船有以下兩個(gè)缺點(diǎn)：（1）卸完船后存在回程返空現(xiàn)象，無形中增加運(yùn)輸成本；（2）由于船舶載有密封艙體和裝卸設(shè)備船占有船舶本身重量，導(dǎo)致船舶有效荷載降低25%～35%，船舶裝載量受限，運(yùn)輸成本較高，從而影響水泥專用船舶的發(fā)展。綜上，必須在保證有足夠的運(yùn)輸距離和水泥運(yùn)量時(shí)，才能發(fā)揮出最佳經(jīng)濟(jì)效能。

為了能夠?yàn)楦嗟钠胀ㄘ洿\(yùn)輸散裝水泥，提高碼頭的使用效率，增加貨源、擴(kuò)大碼頭的接卸廣度，現(xiàn)在越來越多的碼頭在岸邊專門布置專業(yè)化的散裝水泥卸船機(jī)。散裝水泥卸船機(jī)分為兩種形式，一種為機(jī)械螺旋式卸船機(jī)，另一種為負(fù)壓式的抽吸式卸船機(jī)。機(jī)械螺旋卸船機(jī)是將垂直取料器插入料中約0.6～1.1m，取料器自帶松動(dòng)喂料裝置，工作時(shí)低速旋轉(zhuǎn)，將散裝水泥納入，并通過垂直螺旋將散裝水泥向上運(yùn)輸，最后達(dá)到回轉(zhuǎn)接頭然后再輸送至水平輸送機(jī)，到達(dá)中轉(zhuǎn)倉(cāng)。接著經(jīng)溜管送入空氣輸送斜槽，最后到達(dá)水泥倉(cāng)庫或者直接裝車。這種卸船機(jī)有以下特點(diǎn)，它有納入式的取料器回轉(zhuǎn)剛度保持系統(tǒng)和高速超長(zhǎng)軸動(dòng)平衡力自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)，從而使得卸船設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)大型化，專業(yè)化，卸船速度非?？欤?jié)電效果明顯、噪聲低、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)運(yùn)行可靠。經(jīng)過各方面的認(rèn)真比選論證，本項(xiàng)目最后采用的是機(jī)械式的螺旋卸船機(jī)。

4 筒倉(cāng)布置

目前國(guó)內(nèi)存儲(chǔ)散裝水泥的筒倉(cāng)主要有兩種形式，一種是鋼筋混凝土筒倉(cāng)，另一種是鋼板倉(cāng)。鋼筋混凝土筒倉(cāng)按照形狀又可以分為鋼筋混凝土立筒倉(cāng)、鋼筋混凝土淺圓倉(cāng)兩種。鋼板倉(cāng)又可以分為利浦式鋼板倉(cāng)和螺旋式鋼板倉(cāng)。其中，鋼筋混凝土立筒倉(cāng)的直徑一般較小，筒身較高，是比較普遍的一種筒倉(cāng)型式，但是這種倉(cāng)型造價(jià)相對(duì)較高，設(shè)計(jì)和施工周期時(shí)間也比較長(zhǎng)。鋼筋混凝土淺圓倉(cāng)的筒倉(cāng)高度和直徑之比小于1.5，直徑較大，筒身相對(duì)較矮，是我國(guó)近年來大力發(fā)展的一種新型倉(cāng)型，具有儲(chǔ)存量較大、造價(jià)較低、施工期較立筒倉(cāng)較短、散裝水泥進(jìn)出倉(cāng)易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化操作等特點(diǎn)。

根據(jù)鋼板筒倉(cāng)的制作方式可以分為三種形式：鋼板直接焊接成型、鍍鋅鋼板用螺栓拼接成型、鋼板帶螺旋卷板成型。我國(guó)近10年來在沿海港口經(jīng)常使用的是鍍鋅鋼板用螺栓拼接成型的筒倉(cāng)。在工程造價(jià)方面，鋼筋混凝土筒倉(cāng)較鋼板倉(cāng)總體造價(jià)高出約25%～35%。

經(jīng)過綜合比選，本項(xiàng)目選用基礎(chǔ)為混凝土結(jié)構(gòu)、倉(cāng)身為鋼板倉(cāng)的混合結(jié)構(gòu)。水泥筒倉(cāng)倉(cāng)內(nèi)徑為18m，全高33.5m，單倉(cāng)水泥容量為8000t，共6個(gè)倉(cāng)。選用德國(guó)IBAU中心錐底型筒倉(cāng)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)為排空率高、剩料少、耗能少。倉(cāng)頂設(shè)布料器1個(gè)，以使料均勻落入倉(cāng)內(nèi)。倉(cāng)頂設(shè)有收塵器、安全閥(呼吸閥)、料位計(jì)、料滿指示器、料位探孔和人孔，周圍設(shè)安全欄桿。環(huán)行倉(cāng)底在徑向和圓周方向布置有B500和B200開式空氣斜槽。每個(gè)筒倉(cāng)底部設(shè)8個(gè)出料口，出料口分成2級(jí)。按一定的時(shí)間間隔交替順序出料。倉(cāng)外每個(gè)出料口配有1個(gè)充氣式的螺旋閘、1個(gè)氣動(dòng)開關(guān)閥、1個(gè)電動(dòng)流量控制閥以及1條B400閉式空氣斜槽。

5 結(jié)束語

散裝水泥裝卸工藝系統(tǒng)對(duì)碼頭生產(chǎn)效率有決定性影響，各個(gè)工序是否能夠有效銜接，發(fā)揮出最大功效，直接關(guān)系散裝水泥裝卸工藝系統(tǒng)的成敗。文章結(jié)合水泥裝卸工藝流程，介紹了天津臨港水泥中轉(zhuǎn)庫設(shè)備選型及筒倉(cāng)布置型式。經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，工程建成后，各個(gè)流程及設(shè)備選型良好，運(yùn)作正常，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。本項(xiàng)目的成功實(shí)踐可為類似工程提供參考與借鑒。