余 意

中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司

1 引言

近年來隨著經(jīng)濟(jì)形勢變化，傳統(tǒng)的燃煤火電企業(yè)配套碼頭能力有較大的富余量。與此同時(shí)，隨著長江大保護(hù)的政策加快落實(shí)，長江下游(特別是江蘇段)水上過駁作業(yè)的全面取締，巨量的煤炭、砂石等中轉(zhuǎn)只能被分流到各個(gè)港口，進(jìn)行碼頭水水過駁中轉(zhuǎn)[1]。

因此，長江下游燃煤電廠迫切需要轉(zhuǎn)變思路，除滿足電廠自身煤炭保供需要外，最大限度地利用岸線和設(shè)備資源，在已建碼頭上開展直取過駁工藝改造，提升碼頭富余能力效益，促進(jìn)碼頭企業(yè)培育新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)[2]。以江蘇省張家港市沙洲電廠碼頭為例，通過對現(xiàn)有碼頭船舶靠泊組合分析和現(xiàn)有裝卸系統(tǒng)局部改造，實(shí)現(xiàn)了碼頭直取過駁工藝功能。

2 直取過駁工藝方案

2.1 技術(shù)現(xiàn)狀

沙洲電廠建有自用煤炭碼頭1座，包含5萬 t級泊位2個(gè)，碼頭岸線長度600 m，年接卸能力1 100萬 t。2個(gè)泊位共配備了4臺1 600 t/h橋式抓斗卸船機(jī)，安裝了兩路帶式輸送機(jī)，其設(shè)計(jì)參數(shù)為帶速3.5 m/s、帶寬1 800 mm、額定出力3 840 t/h。目前沙洲電廠裝機(jī)總規(guī)模為2×630 MW+2×1 000 MW，實(shí)際年消耗煤炭量約650～700萬 t。

2018～2020年，沙洲電廠碼頭實(shí)際使用情況見表1。由表1可以看出，碼頭能力還具備約400萬t/年的富裕能力可開發(fā)利用。

表1 沙洲電廠碼頭利用情況統(tǒng)計(jì)表

2.2 船舶靠泊方案分析

根據(jù)我國煤炭運(yùn)輸格局，國內(nèi)沿海煤炭運(yùn)輸?shù)闹髁Υ椭?萬 t級散貨船，屬于靈便型船，船長190～200 m；7萬 t級散貨船為巴拿馬船，船長225 m；10萬 t級散貨船為MINI-CAPE，船長250 m。

沙洲電廠碼頭受長江航道限制，歷年來實(shí)際靠泊船型以5萬 t級為主，未停靠過7萬 t級以上船型。靠泊船型統(tǒng)計(jì)見表2、表3。

表2 沙洲電廠碼頭靠泊船型統(tǒng)計(jì)表

表3 沙洲電廠碼頭靠泊5萬t級船型尺度表

長江上過駁轉(zhuǎn)載的主力運(yùn)輸船型包括：3 000 t級駁船(長70～90 m)、5 000 t級駁船(長80～100 m)，10 000 t駁船(長105～130 m)。目前沙洲電廠船務(wù)公司主營長江駁船主要有以下幾種規(guī)格：“華翔9號”載重噸3 200 t，長度73 m；“江申368”載重噸5 000 t，長度85 m；“弘帆興旺”載重噸10 500 t，長度108 m。

依照該碼頭現(xiàn)有條件，今后過駁作業(yè)中，卸船船型優(yōu)選5萬 t級散貨船、過駁運(yùn)輸船型為8 000 t級駁船為主。過駁直取作業(yè)時(shí)船舶靠泊方案見圖1。

圖1 船型靠泊方案組合圖

現(xiàn)有碼頭已建600 m岸線長度，可滿足2艘5萬 t級散貨船和1艘8 000 t級散貨船同時(shí)?？?，碼頭具備水水直取過駁所需靠泊條件。

2.3 設(shè)備方案

(1)裝卸工藝設(shè)備方案改造

碼頭已有4臺橋式抓斗卸船機(jī)，為滿足水水中轉(zhuǎn)裝船作業(yè)要求，碼頭前沿需增設(shè)1臺額定能力3 200 t/h、軌距22 m的移動(dòng)式裝船機(jī)(效率與原設(shè)計(jì)2臺卸船機(jī)相匹配)，并與橋式抓斗卸船機(jī)共軌，裝船機(jī)尾車置于棧橋上。同時(shí)，延長帶式輸送機(jī)BC1A約19 m并改造為正反轉(zhuǎn)運(yùn)行，正轉(zhuǎn)時(shí)通過碼頭上游的#1轉(zhuǎn)運(yùn)站向后方運(yùn)輸，反轉(zhuǎn)時(shí)通過新設(shè)裝船機(jī)實(shí)現(xiàn)水水中轉(zhuǎn)裝船。

BC1A帶式輸送機(jī)反轉(zhuǎn)裝船時(shí)，其皮帶需要繞過裝船機(jī)的尾車與之銜接，所以設(shè)備功率和皮帶機(jī)張力會(huì)增加，相應(yīng)的其驅(qū)動(dòng)裝置和頭尾架基礎(chǔ)也需要進(jìn)行改造。為確保皮帶機(jī)正反雙向運(yùn)行時(shí)工作穩(wěn)定，該帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)改造為頭、尾上驅(qū)動(dòng)。

(2)工藝流程改造

原二期工藝流程為：船→橋式抓斗卸船機(jī)→BC1A/B→1號轉(zhuǎn)運(yùn)站→BC2A/B→2號轉(zhuǎn)運(yùn)站→陸域電廠輸送系統(tǒng)。

新增水水中轉(zhuǎn)裝船工藝流程為：船→橋式抓斗卸船機(jī)→BC1A(反轉(zhuǎn))→移動(dòng)式裝船機(jī)(新增)→駁船。

2.4 結(jié)構(gòu)方案

考慮到二期卸船機(jī)進(jìn)入一期碼頭作業(yè)，對原碼頭結(jié)構(gòu)水工建筑物進(jìn)行核算如下。碼頭軌道梁為簡支構(gòu)造，工作狀態(tài)荷載未超過原設(shè)計(jì)值，故軌道梁滿足要求；碼頭平臺上部除軌道梁外其余縱向梁系荷載均未發(fā)生變化，故縱向梁系滿足要求；橫梁正負(fù)彎矩不滿足要求，故二期卸船機(jī)不能進(jìn)入一期作業(yè)。如需進(jìn)入作業(yè)，需對一期原碼頭進(jìn)行改造，對一期34～40排架采用鋼板粘貼于橫梁底部及頂部。

二期碼頭增加裝船機(jī)荷載小于原卸船機(jī)荷載，且34～37之間范圍內(nèi)設(shè)計(jì)時(shí)已預(yù)留軌道梁，故結(jié)構(gòu)滿足要求，僅需按工藝要求進(jìn)行軌道延長，方案為：碼頭平臺排架20～36之間拆除軌道范圍內(nèi)現(xiàn)澆面層，植化學(xué)螺栓，并鋪設(shè)新的鋼軌，長度約15 m。拆除原車擋，并移至新位置。

2.5 經(jīng)濟(jì)性分析

開展煤炭水水直取過駁中轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)能幫助沙洲電廠拓寬贏利模式，完成更多業(yè)務(wù)收入。改造后可實(shí)現(xiàn)400萬t/年直取過駁能力，目前市場上過駁煤炭費(fèi)用為12～15元/t，經(jīng)直取過駁改造后，項(xiàng)目投資收益見表4。

表4 直取過駁工藝改造項(xiàng)目投資收益表

3 結(jié)語

該項(xiàng)目改造投資小、回報(bào)快，項(xiàng)目正式投產(chǎn)后，如能達(dá)到設(shè)計(jì)能力的75%，預(yù)計(jì)3.155年收回項(xiàng)目投資。因此在已建碼頭上進(jìn)行直取過駁工藝改造，將會(huì)有較好的發(fā)展前景。