港口新型自動化散改集關鍵工藝技術案例剖析

楊洪祥，劉宮成，龔小紅，孔德峰

（1.中交第一航務工程勘察設計院有限公司，天津 300220；2.山東港口煙臺港國際物流公司，山東煙臺 264000；3.錦州市交通運輸綜合行政執(zhí)法隊，遼寧錦州 121000）

引言

目前，我國港口散改集作業(yè)尚處于發(fā)展階段，營口港、秦皇島港、日照港等北方港口散改集貨物主要為中顆粒煤炭、焦炭以及銅精礦等；北部灣港、廈門港、福州港等南方港口散改集貨物主要為糧食。

國內(nèi)各港口應用的散改集主要有翻箱機以及集裝箱放置坑技術[1]。例如營口港散改集采用固定式翻箱機裝箱技術，卸車主要采用散貨車自卸模式，物料喂料采用單斗裝載機，裝箱采用移動帶式輸送機，集裝箱的翻轉(zhuǎn)采用翻箱機，集卡車交換主要采用正面吊。作業(yè)過程：散貨車將貨物卸至堆場內(nèi)露天堆存，貨物裝箱時，利用正面吊將集裝箱從集卡上吊下，放至翻箱機上，人工打開箱門，翻轉(zhuǎn)平臺起升至作業(yè)角度，單斗裝載機向移動帶式輸送機漏斗喂料，將干散貨裝至集裝箱內(nèi)。待裝滿后關箱門，翻箱機回落至水平，正面吊將重箱放至集卡后外運。該卸車裝箱技術作業(yè)效率低、環(huán)境污染較大、集裝箱無法裝滿，虧噸嚴重[2-4]。

圖1 固定式翻箱機Fig.1 Fixed container turnover device

而秦皇島港散改集采用集裝箱放置坑技術，利用電動葫蘆將集裝箱從一側(cè)集卡上取下，利用電動葫蘆的相互配合將集裝箱放入傾斜池子中，傾斜度可達到80 °，人工開箱門，利用單斗裝載機將落地物料裝至集裝箱內(nèi)，待裝滿后，人工關箱門，利用電動葫蘆的相互配合將重箱從池子中取出，轉(zhuǎn)放至另一側(cè)的集卡后外運。該技術應用較為廣泛，作業(yè)效率較低，環(huán)保性差，能耗較高[5-6]。

圖2 集裝箱放置坑技術Fig.2 Method of container placement in pit

現(xiàn)有的散改集技術普遍存在以下問題[7-8]：

1）露天作業(yè)，環(huán)保性差。傳統(tǒng)散改集在卸車、堆存、裝箱等各環(huán)節(jié)普遍采用露天作業(yè)模式，存在嚴重的粉塵污染問題；

2）作業(yè)效率低，能耗大。傳統(tǒng)散改集模式存在作業(yè)環(huán)節(jié)多，作業(yè)效率低，整體能耗大等問題；

3）自動化程度低、作業(yè)安全性差。傳統(tǒng)散改集模式主要依靠流機完成作業(yè)，與港口專業(yè)化、智能化趨勢不符，且存在一定人機交叉安全問題；

4）沒有形成完整系統(tǒng)。傳統(tǒng)散改集模式卸車、堆存、裝箱、取送箱均相對獨立，沒有形成整體系統(tǒng)，作業(yè)模式相對落后。

由此，為解決港口傳統(tǒng)散改集模式存在的污染大、效率低、能耗大的問題，實現(xiàn)港口散改集關鍵工藝技術新的突破顯得尤為必要。

1 項目介紹

日照港石臼港區(qū)西區(qū)散改集工藝及環(huán)保提升項目應用了國內(nèi)最先進的自動化散改集工藝技術，本文以該項目為研究對象，對關鍵技術的應用情況進行介紹。

該項目位于日照港石臼港區(qū)西作業(yè)區(qū)，設計年運量220 萬t（焦炭），生成11 萬標箱集裝箱。項目總投資約為1.91 億元。工藝系統(tǒng)包括卸堆系統(tǒng)、取裝系統(tǒng)幾部分。

卸車系統(tǒng)位于工藝大棚的西南側(cè)，包括液壓卸車平臺、地坑、地下漏斗以及BF 帶式輸送機；工藝大棚內(nèi)中部布置BD 帶式輸送機及遠程操作堆取料；BD 帶式輸送機兩側(cè)為焦炭堆場，在堆場外側(cè)對稱布置BQ 編號受料帶式輸送機；工藝大棚內(nèi)最北側(cè)布置2 座裝箱樓，裝箱樓上方BZ 編號帶式輸送機，每座裝箱樓有4 個緩沖倉，每個緩沖倉連接安裝有負壓伸縮溜筒；裝箱樓每個緩沖倉下方布置帶稱重功能翻箱機；在工藝大棚北側(cè)布置一塊集裝箱臨時堆放場地，取送箱采用低門架跨運車。

本項目主要設備配置如下表所示。

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表1 主要設備配置表及參數(shù)Tab.1 Main equipment configuration table and parameters

圖3 裝卸工藝布置圖Fig.3 Loading and unloading process layout drawings

1.1 卸堆系統(tǒng)

1）系統(tǒng)組成

卸堆系統(tǒng)由卸車系統(tǒng)、水平運輸系統(tǒng)、堆料設備組成，其中卸車系統(tǒng)包括遠程遙控一鍵式自助卸車平臺、小液壓翻板、卸料漏斗、卸車除塵棚以及卸車廊道等設備設施；水平運輸系統(tǒng)包括卸車廊道帶式輸送機、堆料帶式輸送機；堆料設備為遠程操作的堆料機。

圖4 散貨車卸車現(xiàn)場Fig.4 Bulk truck unloading scene

2）作業(yè)過程

散貨車進入本項目卸車區(qū)后，經(jīng)無人值守地磅過磅，從卸車除塵棚正面駛?cè)?，?jīng)過展開狀態(tài)下折疊翻板，停放至水平狀態(tài)下卸車平臺，固定后，打開車門，折疊翻板折疊同時卸車平臺起升，將貨物卸入輸料系統(tǒng)，卸車完畢后，折疊翻板展開同時卸車平臺下降，散貨車經(jīng)地磅后駛離卸車區(qū)域。

圖5 散貨車工藝流程Fig.5 Bulk truck process flow

圖6 卸車堆料工藝流程Fig.6 Unloading and stacking process flow

1.2 取裝系統(tǒng)

1）系統(tǒng)組成

為達到裝箱效率，滿足作業(yè)靈活性要求，在工藝大棚軸線對稱布置了兩套取裝系統(tǒng)。取裝系統(tǒng)由取料系統(tǒng)、水平運輸系統(tǒng)、裝箱系統(tǒng)、取送箱設備組成，其中取料系統(tǒng)包括受料漏斗以及受料廊道；水平運輸系統(tǒng)包括受料廊道帶式輸送機、裝箱帶式輸送機；裝箱系統(tǒng)包括倉頂梭式帶式輸送機、裝箱樓、負壓伸縮溜管以及翻箱機；取送箱設備指新型油電混合低門架輕便型跨運車。

圖7 取送箱現(xiàn)場Fig.7 The operation site of taking and sending containers

2）作業(yè)過程

取裝系統(tǒng)作業(yè)過程通過裝箱樓配倉、跨運車取送箱分別進行介紹。

①裝箱樓配倉

流動機械將焦炭給料至取裝系統(tǒng)，焦炭通過受料漏斗進入受料廊道帶式輸送機，進而將焦炭給料至裝箱樓上方的倉頂梭式帶式輸送機供料，梭式帶式輸送機按照配倉策略通過正反轉(zhuǎn)、倉頂移動等動作給裝箱樓的各緩沖倉進行配倉作業(yè)。

圖8 取料裝箱流程Fig.8 Pick-up and container loading process

②取送箱作業(yè)

低門架跨運車將空箱放置在裝箱樓下方的翻箱機上，作業(yè)人員將集裝箱門打開，翻箱機翻轉(zhuǎn)集裝箱至垂直裝箱狀態(tài)，負壓伸縮溜管啟動伸進集裝箱底部，電動插板閥打開，物料進入集裝箱，此時負壓伸縮溜管邊裝箱邊提升，直至裝滿后，關箱門機器人輔助人工關箱門作業(yè)，翻箱機翻轉(zhuǎn)至水平狀態(tài)，跨運車取箱運輸至集裝箱交換場地直接裝集卡車或者臨時堆存在緩沖場地。

圖9 取送箱流程Fig.9 Process of collecting and sending containers

2 亮點總結(jié)

該項目在卸車、堆料、裝箱等各環(huán)節(jié)均應用了先進的設計理念，在環(huán)保、安全、高效等各方面均具有突出亮點，如下表所示：

表2 亮點總結(jié)Tab.2 Summary of highlights

3 應用效果介紹

本項目自2021 年12 月31 日正式啟用以來，取得了良好的應用效果。

表3 應用效果展示Tab.3 Shows the application effect

圖10 項目實景圖Fig.10 Project real picture

4 結(jié)語

日照港石臼港區(qū)西區(qū)散改集工藝及環(huán)保提升項目應用了國內(nèi)首個全流程自動化系統(tǒng)。本文以該項目為研究對象，對散貨車卸車、物料堆存、散貨裝箱、跨運車取送箱等環(huán)節(jié)進行剖析，提煉關鍵工藝技術亮點，總結(jié)新散改集作業(yè)模式的應用效果。該自動化系統(tǒng)的應用為國內(nèi)港口干散貨集裝箱化輸運工藝發(fā)展提供一條新的思路。對于打造綠色港口具有重要意義。