一種臨時(shí)轉(zhuǎn)水工程工藝技術(shù)

于新國(guó) 于 超 劉春陽(yáng)

山東港口煙臺(tái)港集團(tuán)有限公司

1 引言

隨著幾內(nèi)亞1#、2#港區(qū)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，原有的318#泊位不能滿足生產(chǎn)需要，為了提高裝卸效率，降低運(yùn)行成本，計(jì)劃在318#泊位西側(cè)建設(shè)臨時(shí)轉(zhuǎn)水泊位，完成部分鋁土礦轉(zhuǎn)水裝船。本項(xiàng)目利用318#西側(cè)護(hù)岸布置2個(gè)8 000 t級(jí)臨時(shí)轉(zhuǎn)水泊位，其中，318#泊位(20萬(wàn)t級(jí)泊位)?？看翱赏ㄟ^(guò)直取方式由皮帶機(jī)直接轉(zhuǎn)接輸送至轉(zhuǎn)水泊位裝船，場(chǎng)地鋁土礦裝船通過(guò)碼頭堆場(chǎng)皮帶機(jī)進(jìn)行間歇作業(yè)完成。

2 工藝流程

原裝船工藝通過(guò)318#泊位的門座起重機(jī)(以下簡(jiǎn)稱門機(jī))先進(jìn)行卸船作業(yè)，再用倒搬車將大部分礬土運(yùn)至通用堆場(chǎng)存放，當(dāng)進(jìn)口大船卸完移走之后，?？啃〈T機(jī)裝船轉(zhuǎn)水作業(yè)。采用該通用的作業(yè)模式對(duì)礬土進(jìn)行作業(yè)，需要倒搬車搬運(yùn)兩次，門機(jī)需要重復(fù)進(jìn)行卸、裝作業(yè)，倒搬費(fèi)增加、泊位利用率低。

改造后的裝船工藝分為直取裝船和堆場(chǎng)裝船兩種。

直取裝船工藝流程為：40 t門機(jī)→漏斗→BM1皮帶機(jī)→BJ1/BJ2轉(zhuǎn)接皮帶機(jī)→SL1/SL2裝船皮帶機(jī)→船舶。在318#泊位原有的7臺(tái)40 t門機(jī)下方布置1條長(zhǎng)約330 m、帶寬1.8 m、帶速2.5 m/s、額定能力5 000 t/h的BM1皮帶機(jī)，BM1上方設(shè)7個(gè)漏斗，漏斗與門機(jī)共軌(見圖1)。在318泊位西側(cè)布置2條帶寬1.8 m、帶速2.5 m/s、額定能5 000 t/h的轉(zhuǎn)接皮帶機(jī)，卸船作業(yè)時(shí)鋁土礦通過(guò)BM1與轉(zhuǎn)接皮帶機(jī)給2臺(tái)裝船皮帶機(jī)喂料[1-3]。通過(guò)裝船機(jī)回轉(zhuǎn)、伸縮等動(dòng)作將礬土均勻分布在船艙內(nèi)。

圖1 318泊位堆場(chǎng)示意圖

堆場(chǎng)裝船工藝流程為：裝載機(jī)→堆場(chǎng)移動(dòng)皮帶機(jī)→BC1/BC2堆場(chǎng)固定皮帶機(jī)→SL1/SL2裝船皮帶機(jī)→船舶。在堆場(chǎng)布置1條長(zhǎng)度為50 m、帶寬1.6 m、帶速2 m/s、額定能2 500 t/h的固定皮帶機(jī)。另對(duì)應(yīng)2條移動(dòng)皮帶機(jī)，長(zhǎng)約30 m，帶寬1.2 m、帶速2 m/s、額定能1 250 t/h，其尾部各設(shè)1個(gè)高3.1 m的料斗，漏斗上料口為8 m×2 m，每個(gè)料斗可由2臺(tái)10 t裝載機(jī)同時(shí)上料。

3 流程主要設(shè)備

流程設(shè)備主要有：7臺(tái)門機(jī)大漏斗、5條固定皮帶機(jī)、2臺(tái)裝船機(jī)、4條移動(dòng)式皮帶機(jī)、中控操作系統(tǒng)等。

3.1 岸邊門機(jī)大漏斗

皮帶機(jī)上布置7個(gè)與門機(jī)共軌的移動(dòng)漏斗，漏斗開口8 m×8 m，下出料口為1.5 m×1.5 m，深約4.6 m，側(cè)壁角度為55°，斗容約110 m3(見圖2)。漏斗下料口設(shè)有振動(dòng)給料器，中控室操作人員可以根據(jù)皮帶秤瞬時(shí)流量及時(shí)更改振動(dòng)給料器的頻率，控制料流速度，避免皮帶機(jī)堵料情況。通過(guò)無(wú)線系統(tǒng)將地面皮帶機(jī)的運(yùn)行情況反饋給門機(jī)控制程序，確保皮帶與漏斗給料器的控制連鎖安全。

1.軌道輪 2.振動(dòng)給料器 3.大漏斗 4.門機(jī)圖2 大漏斗示意圖

3.2 固定皮帶機(jī)系統(tǒng)

BM1皮帶機(jī)長(zhǎng)約330 m、帶寬1.8 m、帶速2.5 m/s、額定能5 000 t/h，在門機(jī)軌道中間，皮帶機(jī)棧橋?qū)捈s6 m，棧橋下方凈高5 m(見圖3)。

1.轉(zhuǎn)接機(jī)房 2.固定皮帶機(jī) 3.大漏斗圖3 固定皮帶機(jī)示意圖

2條裝船皮帶機(jī)尾部均設(shè)1座17×8 m的3層懸挑式轉(zhuǎn)接塔(懸挑1.4 m)，裝船皮帶機(jī)布置在地面，集料溜管布置在第二層(13.9 m標(biāo)高)，轉(zhuǎn)接皮帶機(jī)和堆場(chǎng)皮帶機(jī)布置在第三層(16.2 m標(biāo)高)，轉(zhuǎn)接皮帶機(jī)和堆場(chǎng)皮帶機(jī)頭部的溜管均通過(guò)集料溜管給皮帶裝船機(jī)喂料(見圖4)。

1.固定皮帶機(jī) 2.裝船機(jī)圖4 皮帶機(jī)與裝船機(jī)對(duì)接示意圖

3.3 裝船機(jī)系統(tǒng)

裝船機(jī)布置在318#臨時(shí)轉(zhuǎn)水泊位，受料點(diǎn)在尾部回轉(zhuǎn)中心上方，通過(guò)膠帶將物料輸送至頭部溜筒裝船。裝船皮帶機(jī)長(zhǎng)約53 m，仰角為5°，具有回轉(zhuǎn)、伸縮功能，回轉(zhuǎn)角度為-60°～60°，伸縮長(zhǎng)度為6 m，裝船皮帶機(jī)外伸長(zhǎng)度為48 m,伸出碼頭前沿18 m。行走輪采用雙排輪胎，輪胎之間采用驅(qū)動(dòng)橋連接，通過(guò)均衡梁保證2個(gè)支撐點(diǎn)的輪壓均勻(見圖5)。

機(jī)身主要由桁架和臂架組成，臂架可在桁架內(nèi)伸縮，實(shí)現(xiàn)更大范圍裝船，減少人工平倉(cāng)工作量。伸縮驅(qū)動(dòng)位于桁架結(jié)構(gòu)前段，以齒輪齒條的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)，工作時(shí)將臂架伸出，非工作或機(jī)身行走時(shí)將其收回，避免和船體產(chǎn)生碰撞。

頭部溜筒采用可伸縮、回轉(zhuǎn)、拋料的結(jié)構(gòu)，安裝在頭部漏斗下面用于導(dǎo)料。溜筒能夠適應(yīng)水位變化、不同船型以及船舶空載到滿載的吃水變化，通過(guò)控制伸縮長(zhǎng)度，能夠很大程度上控制裝載散料產(chǎn)生的揚(yáng)塵；同時(shí)，溜筒底部設(shè)置拋料板和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，當(dāng)物料下落時(shí)，通過(guò)控制回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和伸縮機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)整落料的高度和位置，起到平倉(cāng)的作用(見圖6)。

1.伸縮溜筒 2.拋料彎勺圖6 伸縮溜筒示意圖

3.4 無(wú)線通信系統(tǒng)

為了滿足中控室與門機(jī)間的通信，組建了一套無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過(guò)光纖將318#中控室與5號(hào)變電所建立有線網(wǎng)絡(luò)，再利用無(wú)線基站等方式與門機(jī)組網(wǎng)(見圖7)。

圖7 無(wú)線通信系統(tǒng)示意圖

4 流程控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)主要由可編程序控制器(PLC)、監(jiān)控操作站(CGP)、系統(tǒng)處理器等組成，主要完成工藝流程操作所要求的流程順序啟動(dòng)、順序停止、故障停機(jī)、流程切換、控制系統(tǒng)操作、監(jiān)控、狀態(tài)信息采集、故障信息采集和信息管理等功能。控制系統(tǒng)主要控制對(duì)象為皮帶機(jī)高壓電機(jī)、皮帶機(jī)制動(dòng)器、皮帶機(jī)電機(jī)加熱器、與裝船機(jī)通訊聯(lián)鎖、與門機(jī)漏斗通訊聯(lián)鎖、液壓張緊裝置、除鐵器、機(jī)房漏斗電動(dòng)翻板、皮帶沿線照明等。

控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)主要完成數(shù)據(jù)采集、流程控制、數(shù)據(jù)傳送、監(jiān)視、操作、生產(chǎn)作業(yè)管理、報(bào)表輸出、數(shù)據(jù)處理、信息查詢以及圖形拷貝等功能。網(wǎng)絡(luò)中包括：控制系統(tǒng)PLC、裝船機(jī)、門機(jī)、系統(tǒng)處理器、控制室的監(jiān)控操作站和工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、打印機(jī)等設(shè)備。

5 結(jié)語(yǔ)

318#西護(hù)岸臨時(shí)轉(zhuǎn)水工程的改造完成，實(shí)現(xiàn)同時(shí)卸船和裝船作業(yè)，作業(yè)效率大幅提高，貨物直取比例達(dá)到47%以上，滿足了幾內(nèi)亞礬土的接卸要求，減少船舶平倉(cāng)過(guò)程，增加泊位利用率，提高貨物轉(zhuǎn)運(yùn)效率和散貨碼頭整體自動(dòng)化作業(yè)水平。通過(guò)核，算直取流程單噸能耗僅為0.25 kWh/t，綜合成本較搗搬每噸節(jié)約2.5元，僅直取流程每年可節(jié)約成本600萬(wàn)元以上，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保意義。