田紳

摘 要：本文通過(guò)對(duì)天津港焦炭碼頭現(xiàn)有焦炭專業(yè)化連續(xù)設(shè)備的研究，找出現(xiàn)有設(shè)備的局限性，并分析其他散貨的特性，有針對(duì)性地對(duì)現(xiàn)有設(shè)備加以改造，實(shí)現(xiàn)多貨類的兼容作業(yè)，同時(shí)保證其高效性和高壽命。此技術(shù)在連續(xù)化作業(yè)設(shè)備中具有推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：焦炭 焦煤 漏斗

天津港焦炭碼頭有著由裝船機(jī)、皮帶機(jī)、卸車坑、斗輪堆取料機(jī)組成的一整套焦炭專業(yè)化連續(xù)作業(yè)設(shè)備，在焦炭作業(yè)中，具有高效耐磨等特點(diǎn)，一度是天津港的品牌企業(yè)。但在近幾年隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的調(diào)整，限制了焦炭貨類的進(jìn)出口，生產(chǎn)作業(yè)量不斷減少，對(duì)此，碼頭也再嘗試轉(zhuǎn)型接卸焦煤、焦粉、原煤等其他貨類確保公司正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)。但在接卸其他貨類的過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了作業(yè)堵料、粉塵大等一些新問(wèn)題，同時(shí)國(guó)家不斷出臺(tái)的環(huán)保安全各項(xiàng)政策要求，也給焦炭碼頭的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)帶來(lái)巨大壓力。如何能提高專業(yè)化系統(tǒng)設(shè)備的綜合作業(yè)能力，滿足焦炭碼頭公司生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)需要是亟需解決的課題。

1.專業(yè)化設(shè)備的局限性

1.1作業(yè)形式單一

由于原設(shè)計(jì)之初是考慮裝船作業(yè)，所以，在近幾年裝船作業(yè)比例逐漸增大的情況下，生產(chǎn)嚴(yán)重受限，往往是門座式起重機(jī)作業(yè)計(jì)劃安排的很滿，而專業(yè)化連續(xù)設(shè)備處于長(zhǎng)期空泊狀態(tài)。

1.2作業(yè)貨類單一

由于焦炭碼頭公司設(shè)計(jì)之初定位焦炭作業(yè)，因此設(shè)備的建造設(shè)計(jì)全部按照焦炭硬度大，通貨性良好的特性設(shè)計(jì)，在作業(yè)焦煤等一些粘性貨類時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)貨類粘結(jié)在漏斗壁上，嚴(yán)重時(shí)造成堵料，無(wú)形中影響了生產(chǎn)效率，同時(shí)在清理漏斗時(shí)投入的人力、機(jī)力成本也直接影響了單船作業(yè)收益。

1.3設(shè)備的防塵設(shè)施較為單一

由于焦炭不同于煤等其他貨類粉塵大、顆粒小，作業(yè)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生較大揚(yáng)塵，而近幾年環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)不斷增高，而原有防塵抑塵設(shè)備不能對(duì)煤、焦粉等其他貨類起到有效地抑制作用，因此也限制了公司對(duì)一些船舶的接卸。

2.方案設(shè)計(jì)

針對(duì)連續(xù)設(shè)備的局限性和碼頭公司未來(lái)經(jīng)營(yíng)貨類，重點(diǎn)從設(shè)備的通貨能力、使用壽命、設(shè)備穩(wěn)定性及環(huán)保抑塵方面著手改造，具體方案如下：

2.1轉(zhuǎn)接塔的改造

轉(zhuǎn)接塔是連接皮帶機(jī)運(yùn)輸?shù)闹匾獧C(jī)構(gòu)，主要負(fù)責(zé)多條皮帶機(jī)之間的承接、轉(zhuǎn)換。原有轉(zhuǎn)接塔漏斗由上部頭部漏斗、直溜管、下部斜溜管組成。物料在經(jīng)過(guò)斜溜管時(shí)，料口變斜，原設(shè)計(jì)是考慮減少物料運(yùn)輸時(shí)垂直下落沖擊，降低焦炭貨類的破碎，保證貨類質(zhì)量的設(shè)計(jì)目的。而在裝運(yùn)粘性較大、硬度較小的焦煤時(shí)卻由于漏斗斜溜管的角度變化造成了物料流動(dòng)速度減緩，極易造成堵料，對(duì)此，在斜溜管部位研究設(shè)計(jì)一個(gè)轉(zhuǎn)換翻板，針對(duì)不同作業(yè)時(shí)進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換。在焦炭作業(yè)時(shí)，將轉(zhuǎn)換翻板關(guān)閉，保證物料順溜管滑落至皮帶，可不損傷皮帶及物料。在焦煤等粘度較大的物料作業(yè)時(shí)，將翻板打開(kāi)，提高了漏斗的通貨能力，防止了物料堵塞（見(jiàn)圖1）。

2.2？帶有分叉漏斗的轉(zhuǎn)接塔的改造

焦炭碼頭公司由于場(chǎng)地限制，在皮帶轉(zhuǎn)接過(guò)程中設(shè)計(jì)了分叉漏斗，用于不同皮帶流程的切換，以便于對(duì)應(yīng)不同船機(jī)、不同船艙的裝船作業(yè)。分叉漏斗如“人”型結(jié)構(gòu)（如圖2），通過(guò)中間的分叉翻板進(jìn)行不同方向的切換，該結(jié)構(gòu)在焦煤等粘性物料作業(yè)時(shí)如同其他漏斗，在中間斜溜槽部位容易造成堵料及流速降低等問(wèn)題。對(duì)此，將漏斗下部一側(cè)改造成直臂漏斗，增大漏斗坡度，同時(shí)在改造過(guò)程中也增大了漏斗容積，更加方便貨物通過(guò)，而另一側(cè)仍保留原有漏斗，以備焦炭等硬度較大物料作業(yè)使用。

2.3裝船機(jī)斗門的改造

裝船機(jī)是焦炭碼頭連續(xù)化設(shè)備的最末端，直接將物料裝入船艙中，為了確保船艙裝滿，下部是帶有弧度的斗門裝置，目的是方便船艙腰窩的布艙。但在粘性較大貨類作業(yè)時(shí)，經(jīng)常會(huì)在下部斗門處造成堵料，對(duì)此將圓弧處改造成可翻轉(zhuǎn)的門，在焦煤等粘性物料作業(yè)時(shí)打開(kāi)，提高貨物通貨能力。在焦炭作業(yè)時(shí)，將門關(guān)閉，保證焦炭質(zhì)量不受損傷（見(jiàn)圖3）。

2.4地坑漏斗的改造

地坑作為連續(xù)設(shè)備的輸入端，主要是承接外部貨車物料的接卸，通過(guò)在地上漏斗與地下皮帶的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)貨車將物料翻轉(zhuǎn)至漏斗，由漏斗通過(guò)震動(dòng)將物料運(yùn)至下方皮帶，由于原有漏斗為金屬鋼材作為漏斗壁，在冬季粘性物料容易粘接在漏斗壁上形成凍塊，對(duì)此在漏斗壁上安裝聚氨酯耐磨材料，聚氨酯材料摩擦力小，粘性物料不易附著，可有效減少漏斗堵料。

2.5漏斗材質(zhì)的重新選型

以往焦炭單一作業(yè)時(shí)，對(duì)于漏斗作業(yè)面材質(zhì)往往選用耐磨性好的材質(zhì)，為了提高其使用壽命。多種貨類作業(yè)時(shí)，漏斗既要抗磨、又要抗沖擊才能有效提高漏斗作業(yè)效率。通過(guò)多次的選型、試驗(yàn)比較，最終選用了秦皇島山立板作為漏斗沖擊承載層，減少了漏斗維修成本的投入（見(jiàn)圖4、圖5）。

2.6皮帶糾偏裝置的改造

皮帶機(jī)作業(yè)時(shí)受物料沖擊會(huì)出現(xiàn)橫向摩擦力，造成皮帶出現(xiàn)橫向跑偏，輕則造成皮帶邊緣磨損，重則造成皮帶折疊、撕裂，導(dǎo)致機(jī)損事故。由于以往焦炭單一貨類作業(yè)，物料在皮帶上的落料點(diǎn)相對(duì)穩(wěn)定，通過(guò)原有的調(diào)料裝置基本可將物料集中在皮帶中部，而在焦煤、原煤等其他貨類作業(yè)時(shí)由于物料的大小不同、流動(dòng)性不同，物料落料點(diǎn)也不同，會(huì)造成皮帶的跑偏。對(duì)此，在皮帶的首、尾、中三段處安裝多組糾自動(dòng)糾偏托輥組和向心糾偏托輥組，一方面自動(dòng)糾偏托輥組可有效調(diào)節(jié)皮帶跑偏，另一方面向心糾偏托輥組可有效地抑制皮帶跑偏，減少皮帶破損風(fēng)險(xiǎn)（見(jiàn)圖6、圖7）。

2.7漏斗下方皮帶機(jī)緩沖托輥的改造

由于皮帶機(jī)運(yùn)輸焦粉、原煤等粉塵較多、濕氣較重貨類時(shí)，對(duì)漏斗下方緩沖托輥軸承腐蝕較大，經(jīng)常造成托輥卡死不轉(zhuǎn)或軸承損壞等問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成皮帶損傷，對(duì)此將原有緩沖托輥組拆除，改用耐磨性較好的緩沖膠塊作為皮帶下方承重部件，通過(guò)多組緩沖膠塊組織一組具有一定彈性的緩沖床，不僅保留了原有托輥組的功能特性，而且還提高了設(shè)備安全可靠性（見(jiàn)圖8、圖9）。

2.8皮帶機(jī)防塵設(shè)施的改造

由于一些貨類粘性大或是粉塵較多，在作業(yè)時(shí)經(jīng)常在漏斗縫隙處出現(xiàn)揚(yáng)塵，同時(shí)皮帶在滾筒處及回程托輥處出現(xiàn)粘結(jié)、擠壓容易造成物料在下部堆積、撒漏，污染較大。對(duì)此，在漏斗與皮帶接縫處選用新型密封膠皮。原有膠皮為單層膠皮，由于硬度大，不能完全與皮帶貼合，通過(guò)采用新型雙層膠皮，膠皮下部有加厚膠塊，并且膠皮柔軟可與皮帶緊密貼合，有效地抑制了粉塵的溢出。而對(duì)于回程托輥及滾筒出現(xiàn)的問(wèn)題，一方面將原有橡膠回程托輥改為聚氨酯材質(zhì)托輥，減少托輥附著物料，另一方面在皮帶回程起始處加裝積料漏斗，上部增加清掃器，通過(guò)在起始端加大清掃，將皮帶附著的粉塵清掃至皮帶下方漏斗內(nèi)，并可導(dǎo)至下方的轉(zhuǎn)接皮帶（見(jiàn)圖10、圖11）。

2.9灑水設(shè)施的改造

除了對(duì)各漏斗與皮帶接縫處增加密封改造之外，在漏斗進(jìn)口和出口位置物料傾倒時(shí)產(chǎn)生揚(yáng)塵，污染環(huán)境，對(duì)此，在該位置增加灑水設(shè)施以此來(lái)抑制揚(yáng)塵。通過(guò)選型確定增設(shè)了三種灑水設(shè)施：一是在卸車坑處增設(shè)多組灑水射霧器，通過(guò)噴射多重水霧，與空氣中的粉塵吸附落入地面；二是在漏斗內(nèi)增設(shè)加濕器，在漏斗與漏斗轉(zhuǎn)接位置形成霧狀水網(wǎng)，將粉塵包裹在內(nèi)減少外協(xié)；三是在裝船機(jī)溜筒處安裝水管，通過(guò)噴射水霧形成水簾，使物料被包裹在水簾之內(nèi)，減少粉塵飛揚(yáng)擴(kuò)散（見(jiàn)圖12、圖13）。

3.使用效果

通過(guò)改造后，作業(yè)跟蹤，通貨能力在1300t/h至1600t/h，并有效地解決了以往設(shè)備出現(xiàn)的漏斗堵料、漏斗損壞頻繁、皮帶跑偏、作業(yè)揚(yáng)塵等問(wèn)題，使用效果良好。

4.取得的效益

減少的備件采購(gòu)費(fèi)用：每年維修漏斗所需鋼材20噸，每噸鋼材1萬(wàn)元，共計(jì)20萬(wàn)元。

減少的維修費(fèi)用：每名維修工工時(shí)費(fèi)為250元/天，月維修量以10天計(jì)算，每項(xiàng)維修需配置3名維修工，每年維修人力投入9萬(wàn)元。

減少的堵料人力清掃成本：原有清掃人力一晝夜20人次，每名人員支付100元，月投入量按10天計(jì)算，每年清掃人力投入24萬(wàn)元。

間接提高作業(yè)效率，增加經(jīng)濟(jì)效益：以往通貨性較差物料，每小時(shí)作業(yè)600噸，通過(guò)改造可提高作業(yè)效率至每小時(shí)1200噸，提高了船舶周轉(zhuǎn)效率，以每年增加60艘2萬(wàn)噸作業(yè)船舶計(jì)算：20000t*20元/t*60=2400萬(wàn)元。

間接可節(jié)約堵料清料造成的皮帶運(yùn)行能耗：每艘作業(yè)船舶啟動(dòng)10次，每次至少啟動(dòng)11條皮帶機(jī)，每次運(yùn)行1分鐘計(jì)算，

每艘船耗電280kw（皮帶機(jī)電機(jī)功率）*10*11*1/60=513度。531*1元/度=513元。

按每年20艘粘黏貨類船舶計(jì)算，節(jié)電20*513=10260元。

每年共計(jì)節(jié)約費(fèi)用54萬(wàn)元，創(chuàng)效2400萬(wàn)元。

通過(guò)對(duì)焦炭專業(yè)化作業(yè)設(shè)備的研究和改造，較好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種物料作業(yè)的功能。即保證了焦炭等硬度較大物料的漏斗的最低磨損率，又保證了焦煤等粘度較大物料作業(yè)時(shí)漏斗的通貨能力，有效避免堵料的發(fā)生。在生產(chǎn)形勢(shì)多變和貨源緊缺環(huán)境下，保證了公司競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，具有廣泛的推廣價(jià)值。