内河煤炭中转港装卸工艺设计

杨振宇 向鹏

摘 要：在我国内河水运物流系统中，煤炭流量占相对较大的比重。以徐州港邳州港区邳州作业区搬迁工程为工程实例，结合已建旧码头的生产情况及拟建码头的水、陆域环境，对新建港区中煤炭从入港到出港的整个过程进行专业化、系统化的装卸工艺设计。通过比选装船设备，让本工程装卸工艺设计方案满足科学、高效、经济的要求，同时可为类似煤炭码头的出口装卸提供参考。

关键词：煤炭中转港;配煤;设备;装卸工艺设计

中图分类号：U693             文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2020）10-0090-02

1引言

随着煤炭码头的发展，煤炭港区内装卸工艺、设备以及信息化程度都取得了很大的进步[1]。与此同时各个港口之间的竞争也愈加激烈，未能及时发展的港口其吞吐量逐年下降。徐州港是全国内河流域中的主要口岸，年吞吐量即将超亿吨。邳州作业区是徐州港重要的煤炭中转港，主要生产定位是充分利用陇海铁路优势，为客户提供煤炭转运服务。老邳州作业区修建在京杭运河与陇海铁路交汇处，邳州核心城区的西南部。货种主要以煤炭转运为主，承担着北煤南运的重要生产，2012年实现煤炭吞吐量达369万吨，对国家“北煤南运”计划的落实及华东地区的经济发展作出了较大贡献。

随着邳州市城市范围的不停扩展，由于邳州港紧邻城市中央区域，港口周边地区实际已被城市建筑占用[2]。穿城而过的进港铁路及作业区内的煤炭装卸，与城市的环境、交通产生了巨大的矛盾。近年来邳州作业区的煤炭吞吐量呈下降趋势，港口竞争力逐年下降，迫切需要改变这一现状。为此本工程拟将邳州作业区由老城区整体搬迁至京杭运河右侧岸大王庙下游1000米至2800米，建设13个2000t级泊位的码头[3]。设计港区的煤炭装卸工艺系统，为本码头流量、流向稳定及出口量较大的煤炭装卸提供专业化工艺设计，满足码头内煤炭装卸的经济性和高效性。

2主要工艺流程

本工程的主要作业节点在四个煤炭泊位，且四个泊位都将主要用于铁路线到港煤炭的出口。依据码头煤炭中转港的定位，港区装卸工艺的设计内容主要包含铁路卸煤工艺、煤炭堆场、煤炭配煤工艺、水平运输工艺及装船工艺，整个工艺流程在港区布置如图1所示。

2.1铁路卸煤工艺

本作业区铁路线设翻车机卸煤线3股（1重1空1走行），另设螺旋卸煤线、人工卸煤线及存车线各1股，有效长均按1050m设置;站坪西端设牵出线1股其有效长230m，站坪东端设临修线1股其有效长150m。铁路运进煤炭卸火车采用三种卸车方式，其中1股铁路进线进入翻车机房内，通过翻车机系统卸车厢内的煤炭，利用机房下的坑道传动带运至煤炭堆场;1股铁路进线直接进入铁路场地，通过场地内的螺旋卸车机将车厢内的煤炭卸至地坑皮带机，由皮带机系统运至煤炭堆场;另外，布置1股人工卸车线卸至煤炭堆场。

2.2煤炭堆场

本工程4块煤炭堆场均布置在煤炭装船泊位的正后方，煤炭主要由码头后方的进港铁路运进，通过铁路场站内的皮带机系统运至港区内的煤炭堆场，每块煤炭堆场通过斗轮堆取料机进行堆垛，煤炭装船由斗轮堆取料机将煤炭取至皮带机系统，采用装船机装船。

2.3煤炭配煤工艺

根据目前对邳州作业区堆场配煤情况的调研，港区配煤与码头来煤的品种有关。本港区来煤主要通过火车进港，为山西、陕西、内蒙等北方煤，按照客户要求，目前所需配煤一般只需2-3种煤炭就能满足配煤要求。港区建成后的配煤量占年吞吐量的30%左右，生产中有2种煤炭的配比将占总配煤量的40%，3种煤炭的配比占配煤量的60%。

根据上述煤炭堆场工艺方案，本作业区共设5个煤炭堆场，其中1#-4#煤场可进行配煤，配煤主要考虑在煤炭堆场直接进行，各个煤种分别堆存在不同的煤炭堆场，通过皮带机输送系统可将各个煤场不同的煤种运至同一个堆场头部的转运站，完成配煤，堆场通过堆取料机进行堆存。本工程设置2个用于配煤装船作业线的煤炭泊位。配煤堆场由斗轮堆取料机取料，利用在堆取料机皮带机端部设短途皮带机将四个配煤堆场连接，能够实现四个煤堆场的配煤装船功能。

2.4 水平运输

根据堆场工艺方案，煤炭利用皮带机系统进行水平输送。本工程中皮带机的能力与装卸工艺系统的最大能力相匹配[4]。

2.5 装船工艺

本工程共有4个2000t级煤炭装船泊位，这4个泊位装船工艺通过对额定生产效率为1200t/h的4台圆弧轨道装船机和2台额定生产效率为1500t/h的移动式装船机进行比选。

3 设备方案

3.1 圆弧轨道装船机方案

为减少船舶的在港时间，加大港口的生产效率，方案一中4个煤炭装船泊位装船设备选用装卸臂可以旋转和伸缩的圆弧轨道装船机作业，本装船设备可基本覆盖船舱，只需少量移船作业。煤炭通过斗轮堆取料机在煤炭堆场取料至皮带机系统，再转送到圆弧轨道装船机上的带式输送机，连续地装运到船舱内。每台圆弧轨道装船机的额定生产效率为1200t/h，具备一台堆/取=1500/1000t/h斗轮堆取料机向其供煤的输送能力。圆弧轨道装船机断面如图2所示。

装船工艺流程为：煤炭堆场→斗轮堆取料机→皮带机系统→圆弧轨道装船机→船。

3.2 移动式装船机方案

为了减少船舶移档作业，提高岸线利用率，方案二中4个煤炭装船泊位的裝船设备选用额定生产效率1500t/h的移动式装船机作业，本装船设备可沿轨道移动，全部覆盖船舱，不需要船舶移档。煤炭通过斗轮堆取料机在煤炭堆场取料至皮带机系统，再转送到移动式装船机上的带式输送机，连续地装运到船舱内。移动式装船机断面如图3所示。

装船装卸工艺流程为：煤炭堆场→斗轮堆取料机→皮带机系统→移动式装船机→船。

3.3 设备方案比选

本项目设备比选，主要将圆弧轨道装船机和移动式装船机的优缺点相比较。

圆弧轨道装船机不仅结构简单，且对码头水工结構要求不高，工程总造价比较低[5]。相比其他装船机，本方案设备自重较轻、购置费用低、维护方便，比常见的转盘式装船机对船型的适应性相对较好，装船效率较高;泊位之间作业互不干扰，船舶不需等待作业，煤炭堆场、泊位之间可灵活调度，利用率高且适用于内河中500t～2000t船舶。缺点是煤炭装船需要少量的移位。

移动式装船机具有较高的灵活性，它的下部行走机构可让其在平行于码头前沿的轨道上任意移动[6]。整机可沿码头前沿轨道全长运行实现定船移机作业，煤炭泊位装船效率高，能充分发挥堆场斗轮堆取料机的取料能力。但因其构造相对复杂，且自重较大，对码头结构的要求高，需要经常维护且价格昂贵，该装船机对小船的适应性较差，煤炭泊位装船船舶需等待作业，可能造成泊位待工，影响调度。

圆弧轨道装船机方案的装船工艺设备投入资金及安装费用比移动式装船机方案低，也方便工艺的调度优化。考虑到本工程所处地区水域及运输船型情况，结合码头对煤炭的适应性，本工程的工艺设计将选用圆弧轨道连续装船机作为码头煤炭的装船设备。

4 结语

本文结合徐州港邳州港区邳州作业区搬迁工程现状和经陇海铁路进入港区煤炭出口的要求，针对煤炭出口设计装卸工艺流程，在满足煤炭预测设计吞吐量及适应各种场地限制情况下，实现铁路输煤系统和港区出口煤炭系统相衔接的一体化输运。进一步对装船设备进行了选型，针对港区出口煤炭配煤要求提出在煤炭堆场直接进行配煤的工艺，可为相似工程的建设给予参考和借鉴。

参考文献：

[1]刘巧斌，周强.煤炭中转码头装卸作业系统集成调度模型与优化[J].物流技术，2017，36（04）：97-102+107.

[2]王辛，徐海贤.从邳州港搬迁看内河航运的发展思路[J].上海城市管理职业技术学院学报，2006（05）：56-57.

[3]中设设计集团股份有限公司.徐州港邳州港区邳州作业区搬迁工程初步设计[s].2015.

[4] JTJ/2012-2006，河港工程总体设计规范[s].北京： 人民交通出版社， 2007.

[5]刘炜.干散货码头装船工艺设计与研究[J].起重运输机械，2019（19）：90-94.

[6]徐军，侯曾奇.关于塞拉利昂Pepel港扩建项目中装船机选择的探讨[J].港工技术，2015，52（03）：17-20.