日照港東煤南移工程工藝設(shè)計簡析

熊玲燕，梁孝誠

（中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，天津 300220）

引言

日照港是以大宗散貨為主的多貨種綜合性運(yùn)輸港口，承擔(dān)著我國“西煤東運(yùn)”、“北煤南調(diào)”的重要任務(wù)。石臼港區(qū)東作業(yè)區(qū)北側(cè)的煤炭堆場緊鄰日照市旅游風(fēng)景區(qū)和城市居民區(qū)，對城市環(huán)境和居民生活均存在較大影響。根據(jù)石臼港區(qū)規(guī)劃調(diào)整方案，在日照港港城發(fā)展矛盾突出的背景下，本著“東煤南移”、“南散北集”布局的原則，南作業(yè)區(qū)定位為主要承擔(dān)煤炭、金屬礦石、非金屬礦石等對環(huán)境污染較大貨種的裝卸作業(yè)。因此，從改善城市環(huán)境、提高居住質(zhì)量的角度考慮，計劃將現(xiàn)有專業(yè)化煤炭裝船系統(tǒng)搬遷轉(zhuǎn)移至南作業(yè)區(qū)，本期工程改造南5#～7#泊位為專業(yè)化煤炭泊位。

碼頭工程從前期工作到投產(chǎn)運(yùn)營歷時4 年，工藝設(shè)備不斷提升，裝卸工藝系統(tǒng)也進(jìn)行多次優(yōu)化，本文將工藝設(shè)計過程進(jìn)行簡析，為類似工程的設(shè)計及建設(shè)提供借鑒。

1 主要設(shè)計參數(shù)

1）建設(shè)規(guī)模：1 個10 萬t 級泊位和2 個5萬t 級泊位。另預(yù)留1 個10 萬t 級泊位。

2）貨種及設(shè)計年運(yùn)量：煤炭2 500 萬t。

3）貨物集疏集運(yùn)方式：每年2 300 萬t 煤炭通過鐵路集港，200 萬t 煤炭通過汽車集港，散貨船疏港；

4）設(shè)計車型：C61、C62A、C64、C70、C80E、C96；

5）列車編組重量：以5 000 t 列車編組模式送車；

6）設(shè)計船型：5 000 DWT～100 000 DWT；

7）到港船型的平均載重量：10 萬t 級泊位，5.0 萬t/艘；5 萬t 級泊位，3.0 萬t/艘；

8）年營運(yùn)天：裝船泊位343 d；鐵路卸車和散貨堆場350 d；

9）物料平均堆存天：15 d；

10）貨物進(jìn)入堆場比例：100 %進(jìn)入本工程堆場。

2 裝卸工藝方案的研究

本工程92 %的煤炭通過鐵路集港，8 %的煤炭通過汽車集港。宜采用專業(yè)化散貨作業(yè)模式，即碼頭宜采用裝船機(jī)進(jìn)行裝船作業(yè)，堆場宜采用堆料機(jī)、取料機(jī)或堆取料機(jī)進(jìn)行堆碼垛作業(yè)，火車卸車作業(yè)宜采用翻車機(jī)。為節(jié)省投資，本工程翻車機(jī)、堆料機(jī)、部分取料機(jī)、帶式輸送機(jī)部件均采用東港搬遷過來的設(shè)備。

2.1 翻車機(jī)小區(qū)工藝方案

翻車機(jī)適應(yīng)車型復(fù)雜，包括 C61、C62A、C64、C70、C80E、C96 等車型，沿用以前的雙翻作業(yè)模式，配置2 臺C 型雙車翻車機(jī)（CD1、CD2）作業(yè)，考慮到帶式輸送機(jī)部件利舊，額定能力和搬遷之前保持一致，為3 600 t/h。結(jié)合遠(yuǎn)期發(fā)展需求，在其東側(cè)預(yù)留兩臺翻車機(jī)。

2.2 碼頭裝船工藝方案

將石臼港區(qū)既有南5#～7#通用泊位改造為專業(yè)化裝船泊位，碼頭前沿配備2 臺移動伸縮式裝船機(jī)（SL1、SL2），其中SL1 適應(yīng)船型為5 000 DWT～50 000 DWT 散貨船，SL2 適應(yīng)船型為20 000 DWT～100 000 DWT 散貨船；兩臺裝船機(jī)軌內(nèi)布置2 條碼頭帶式輸送機(jī)，并充分考慮遠(yuǎn)期發(fā)展，預(yù)留1 條碼頭帶式輸送機(jī)。

裝船機(jī)單機(jī)額定能力6 000 t/h，軌距18 m，SL1 裝船機(jī)回轉(zhuǎn)半徑32.9 m，伸縮行程為13.5 m；SL2 裝船機(jī)回轉(zhuǎn)半徑為 44.9 m，伸縮行程為19.4 m。

裝船泊位為順岸布置，碼頭上原配置有40 t門座起重機(jī)，軌距10.5 m，海側(cè)軌距離碼頭前沿線3 m。為了減小碼頭改造量，節(jié)約工程投資，本工程裝船機(jī)海側(cè)軌道利用既有門機(jī)海側(cè)軌道，并在碼頭后方布置裝船機(jī)陸側(cè)軌道。

2.3 堆場裝卸工藝方案

本著盡可能利舊、并充分結(jié)合實(shí)際需求的原則，本工程堆場采用堆料機(jī)、取料機(jī)和堆取料機(jī)進(jìn)行裝卸作業(yè)，并在堆場四周設(shè)置防風(fēng)網(wǎng)及綠化帶進(jìn)行抑塵環(huán)保。

堆場有效寬度為633 m，堆場內(nèi)共布置11條壩基和11 條料堆，包括5 條堆料作業(yè)線、5條取料作業(yè)線及1 條堆取料作業(yè)線。每條堆料作業(yè)線上布置1 臺堆料機(jī)，每條取料作業(yè)線上布置2 臺取料機(jī)，堆取料作業(yè)線上布置1 臺取料機(jī)和1 臺堆取料機(jī)。共布置5 臺堆料機(jī)，11 臺取料機(jī)和1 臺堆取料機(jī)，其中堆料機(jī)和堆取料機(jī)全部搬遷利舊，取料機(jī)9 臺搬遷利舊、2 臺新購。

堆料機(jī)額定能力3 600 t/h，軌距7m，回轉(zhuǎn)半徑30 m；取料機(jī)額定能力3 000 t/h，軌距8 m，回轉(zhuǎn)半徑45 m；堆取料機(jī)額定能力3 600/3 000 t/h，軌距8 m，回轉(zhuǎn)半徑45 m。

堆場5 條堆料作業(yè)線進(jìn)行煤炭進(jìn)場的卸堆作業(yè)，5 條取料作業(yè)線進(jìn)行煤炭裝船時的取裝作業(yè)，堆場最東側(cè)的1 條堆取料作業(yè)線可兼顧煤炭卸堆作業(yè)和煤炭入電廠的取料作業(yè)，并將堆取料線與其相鄰的取料線在堆場北側(cè)采用帶式輸送機(jī)進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)最東側(cè)堆場煤炭裝船外運(yùn)的功能。

2.4 帶式輸送機(jī)系統(tǒng)工藝方案

本工程裝船泊位位于西側(cè)，翻車機(jī)小區(qū)位于東側(cè)，堆場位于裝船泊位和房車機(jī)小區(qū)的北側(cè)。為了減少物料卸堆及取裝的水平輸送距離，節(jié)約投資、節(jié)能減排，本工程卸堆進(jìn)場線和取料裝船線均布置在堆場南側(cè)，結(jié)合堆場南側(cè)卸堆進(jìn)場線與取料裝船線布置的不同，本次設(shè)計共提出五個工藝方案。

1）工藝方案1

卸堆進(jìn)場線和取料裝船線采用上下平行的布置方式，其平面布置和立面布置如圖1 所示，卸堆進(jìn)場線位于取料裝船線的正上方。該種布置形式節(jié)省工程用地，但帶式輸送機(jī)上下層布置以及交通組織的要求，導(dǎo)致該區(qū)域內(nèi)的所有機(jī)房較高，建設(shè)用鋼量增加，成本增加，相應(yīng)的堆場堆料帶式輸送機(jī)尾部抬高，對堆場堆存容量也有一定影響，每條堆場的有效堆料長度約為1 066 m，實(shí)際堆場容量約為347 萬t。

圖1 工藝方案1 布置圖

2）工藝方案2

卸堆進(jìn)場線和取料裝船線采用左右平行的布置方式，其平面布置和立面布置如圖2 所示。卸堆進(jìn)場線位于取料裝船線的北側(cè)，卸堆進(jìn)場線及取料裝船線各行其道，互不干涉，但該種布置形式相對分散，占地較大，機(jī)房建設(shè)較多，對堆場堆存容量也有一定影響，堆場有效長度及實(shí)際堆場容量與方案1 基本相同。

圖2 工藝方案2 布置圖

3）工藝方案3

工藝方案3 是在工藝方案2 的基礎(chǔ)上，將卸堆進(jìn)場線和取料裝船線左右位置進(jìn)行互調(diào)，即卸堆進(jìn)場線位于取料裝船線南側(cè)，并將裝船銜接線整體抬高5 m，以滿足車輛通行要求。該種布置形式相對于工藝方案2，堆料機(jī)的作業(yè)范圍更大，取料機(jī)的作業(yè)范圍基本不變，運(yùn)量臨時波動增加時，可利用堆料機(jī)增大堆場覆蓋范圍堆存該部分物料，疏港可通過單斗裝載機(jī)＋自卸汽車（＋取料機(jī)）的形式完成，堆場有效長度約為1 125 m，堆場容量約為362 萬t。

圖3 工藝方案3 布置圖

4）工藝方案4

相對于工藝方案1，工藝方案4 取消卸堆進(jìn)場帶式輸送機(jī)沿線機(jī)房，采用卸料小車向堆場堆料帶式輸送機(jī)進(jìn)行供料；而相對工藝方案2，該種布置形式堆場有效長度和實(shí)際堆場容量與方案2 保持一致，但減少了轉(zhuǎn)接機(jī)房的建設(shè)，降低了帶式輸送機(jī)的轉(zhuǎn)接高度，減少了設(shè)備故障點(diǎn)，也方便后期維護(hù)保養(yǎng)。

圖4 工藝方案4 布置圖

5）工藝方案5

工藝方案5 是在工藝方案3 的基礎(chǔ)上，將卸堆進(jìn)場線和取料裝船線左右位置進(jìn)行互調(diào)，即卸堆進(jìn)場線位于取料裝船線南側(cè)，并將取料裝船線整體抬高5 m，以滿足車輛通行要求。該種布置形式相對于工藝方案3，卸堆進(jìn)場線及取料裝船線全部為高架棧橋帶式輸送機(jī)，交通組織十分便利，且增大了堆料機(jī)的作業(yè)范圍，取料機(jī)的作業(yè)范圍相對工藝方案3 基本不變，堆場有效長度約為1 122 m，堆場容量約為361 萬t。

圖5 工藝方案5 布置圖

上述5 個工藝方案各有利弊，如表1 所示。

表1 工藝方案比選表

經(jīng)綜合比選，最終將工藝方案5 作為實(shí)施方案。

3 裝卸工藝主要設(shè)計要點(diǎn)

3.1 進(jìn)出線同側(cè)布置

卸堆進(jìn)場線與取料裝船線同側(cè)布置于堆場的南側(cè)，既縮短了翻堆帶式輸送機(jī)與取裝帶式輸送機(jī)的水平輸送距離，又減少了帶式輸送機(jī)的占地面積，同時避免在南北兩側(cè)形成對場地的切割，遠(yuǎn)期堆場北側(cè)區(qū)域的利用將更加靈活。

3.2 卸料小車

卸料小車可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)定點(diǎn)給料，取代了多個轉(zhuǎn)接機(jī)房，節(jié)省機(jī)房投資，取消了帶式輸送機(jī)的逐級轉(zhuǎn)接，更加節(jié)能環(huán)保。

3.3 CST 驅(qū)動系統(tǒng)

本工程帶式輸送機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)采用電機(jī)＋CST 模式。CST 是專門用于輸送機(jī)的可控起動傳輸裝置，集成了一套濕式離合器系統(tǒng)和行星輪系減速裝置，可實(shí)現(xiàn)主驅(qū)動電機(jī)在空載工況下啟動。

4 結(jié)語

本文從翻車工藝、碼頭工藝、堆場工藝等多角度出發(fā)，對日照港東煤南移工程裝卸工藝系統(tǒng)的設(shè)計工作進(jìn)行總結(jié)，著重對堆場北側(cè)帶式輸送機(jī)的布置形式進(jìn)行論述。目前，項目一期已經(jīng)投入運(yùn)營，取得良好效果，裝卸工藝設(shè)計中所采用的卸料小車、CST 驅(qū)動系統(tǒng)、多工位伸縮頭等設(shè)備和技術(shù)進(jìn)一步得到實(shí)踐證明，具有較強(qiáng)的工程參考價值和借鑒意義。