高天佑 鄭成明 劉鵬飛 陳厚斌

摘? ?要： 青島港董家口港區(qū)為加快“散改集”進(jìn)程，擬建設(shè)散糧裝箱樓系統(tǒng)。為了設(shè)計規(guī)?；?、專業(yè)化的散糧裝集裝箱工藝方案，首先對國內(nèi)散糧裝箱工藝現(xiàn)狀進(jìn)行歸納和總結(jié)，針對作業(yè)效率、能耗、可計量性等指標(biāo)，優(yōu)選拖行式和固定式集裝箱翻轉(zhuǎn)平臺進(jìn)行實際作業(yè)實驗研究;其次，依據(jù)實驗得到的裝箱能力，設(shè)計兩個與已建糧食系統(tǒng)額定輸送能力（1 000 t/h）相匹配的裝箱樓工藝方案，使年裝箱能力達(dá)到200萬噸/年;最后，結(jié)合主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，進(jìn)行方案比選，推薦了專業(yè)化裝箱樓配合固定式集裝箱翻轉(zhuǎn)平臺的工藝方案。方案具有人力投入少、節(jié)約投資、直接裝卸成本低、生產(chǎn)交通組織順暢、安全性和自動化程度較高等特點，后續(xù)建議在自動開關(guān)箱門、翻轉(zhuǎn)平臺可交替式裝箱等方面進(jìn)行研究和改進(jìn)，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、無人化、生產(chǎn)流程化。

關(guān)鍵詞： “散改集”;散糧裝箱樓;散糧裝集裝箱;集裝箱翻轉(zhuǎn)平臺;可交替式裝箱

引言

目前，傳統(tǒng)的糧食進(jìn)口碼頭主要對貨物采取“散進(jìn)散出”的集疏港工藝形式，存在著對周邊環(huán)境污染嚴(yán)重、糧食易受潮怕濕損耗大、周轉(zhuǎn)運(yùn)輸效率低、裝卸運(yùn)輸成本高、易出現(xiàn)盜貨偷貨現(xiàn)象等問題。因此，我國正積極推廣“散改集”的作業(yè)模式，即將散糧裝集裝箱進(jìn)行運(yùn)輸。據(jù)統(tǒng)計分析，采用“散改集”后，糧食的周轉(zhuǎn)周期縮短了70%，不但為貨主縮短了訂貨周期，而且降低了糧食在各個物流節(jié)點的堆存量，并降低了物流成本[1]。

青島港董家口港區(qū)正在加快發(fā)展糧食“散改集”業(yè)務(wù)，針對港區(qū)集裝箱功能定位，挖掘臨港產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)腹地，完善現(xiàn)代物流體系，拉動糧食進(jìn)口量值。青島港董家口港區(qū)糧食筒倉二期工程計劃充分利用港區(qū)場地優(yōu)勢，建設(shè)專業(yè)化散糧裝箱基地，借助散糧裝箱樓系統(tǒng)，將年裝箱能力提升至200萬噸/年。

本文首先對國內(nèi)主要的散糧裝集裝箱工藝現(xiàn)狀進(jìn)行梳理歸納;然后根據(jù)本工程場地位置、平面布置、工藝接口以及交通流向等條件，提出兩個專業(yè)化裝箱樓工藝方案;最后通過主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比選，給出推薦方案。

1? 國內(nèi)散糧裝集裝箱工藝現(xiàn)狀分析

國內(nèi)散糧裝集裝箱工藝按照作業(yè)時的集裝箱狀態(tài)，可分為平裝和立裝[2]。其中平裝工藝是指集裝箱處于水平狀態(tài)，于集裝箱門處設(shè)置擋板，然后由裝載機(jī)或連續(xù)輸送機(jī)進(jìn)行裝箱的工藝[3]，如圖1所示。立裝工藝則需借助集裝箱翻箱平臺將集裝箱翻轉(zhuǎn)至70°～90°，然后由裝載機(jī)、連續(xù)輸送機(jī)、裝箱專用漏斗[4]或?qū)I(yè)化裝箱樓進(jìn)行裝箱，根據(jù)集裝箱翻轉(zhuǎn)平臺形式的不同，可分為固定式、拖行式和入坑式[5]三種，分別如圖2a、2b、2c所示。

表1對國內(nèi)主要散糧裝集裝箱工藝進(jìn)行了對比分析，并結(jié)合對全國各大糧食港口的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)固定式和拖行式集裝箱翻轉(zhuǎn)平臺以作業(yè)效率較快、能耗較低、容易實現(xiàn)計量等特點，在港口糧食裝箱領(lǐng)域應(yīng)用較多。流程化、專業(yè)化、規(guī)?；潭雀叩难b箱樓工藝大多配合了拖行式集裝箱翻轉(zhuǎn)平臺進(jìn)行裝箱作業(yè)。

2? 集裝箱翻轉(zhuǎn)平臺實驗研究

青島港董家口港區(qū)已建專業(yè)化糧食進(jìn)口泊位1個，可停靠10萬噸級散貨船舶一艘。受碼頭設(shè)備、后方筒倉容量限制，年裝箱能力為140萬噸/年，后方建設(shè)一萬噸級筒倉26座，總?cè)萘繛?6萬噸，進(jìn)倉連續(xù)輸送系統(tǒng)額定能力為2 000 t/h，出倉連續(xù)輸送系統(tǒng)額定能力為1 000 t/h，筒倉壁斜溜槽額定能力為200 t/h。筒倉二期工程擬續(xù)建26座一萬噸級筒倉，進(jìn)倉、出倉系統(tǒng)能力與已建筒倉系統(tǒng)保持一致，并計劃于筒倉群北側(cè)的集裝箱臨時堆場內(nèi)新建一座專業(yè)化裝箱樓系統(tǒng)，額定裝箱能力與出倉系統(tǒng)能力相匹配。

為保證二期工程專業(yè)化裝箱樓的額定能力，在設(shè)計工作開展前，借助已建糧食筒倉系統(tǒng)，分別對固定式和拖行式集裝箱翻轉(zhuǎn)平臺進(jìn)行了實驗，主要研究其裝箱的作業(yè)流程、安全性、生產(chǎn)效率等參數(shù)。

2.1? 拖行式集裝箱翻轉(zhuǎn)平臺實驗

借助已建裝車樓，使用拖行式集裝箱翻轉(zhuǎn)平臺進(jìn)行裝箱作業(yè)實驗，如圖3a所示。

實驗條件：裝車工位額定裝車能力為400 t/h，使用地磅進(jìn)行計量，每箱標(biāo)準(zhǔn)裝載糧食26 t。

作業(yè)流程：將翻轉(zhuǎn)平臺開到位→接通電源→拔出翻轉(zhuǎn)平臺支腿限位銷→操作支腿手柄使支腿落地到位→插入限位銷定位（再操縱手柄上提支腿并使其上面靠近限位銷，實現(xiàn)機(jī)械限位，支腿液壓系統(tǒng)不承受貨物載荷）→將翻轉(zhuǎn)平臺調(diào)整水平（調(diào)整萬向支撐腳螺栓，使左右兩側(cè)支撐腳離地面約4～5 cm，隨著裝箱作業(yè)的進(jìn)行，支腳與地面接觸，使輪胎也承受集裝箱裝糧后的載荷，如螺桿長度不能滿足作業(yè)場地需要，可在支腳下墊墊片，直至滿足作業(yè)左右水平要求）→開始翻轉(zhuǎn)箱體→翻轉(zhuǎn)箱體到位→打開集裝箱門→完成裝箱作業(yè)（根據(jù)地磅讀數(shù)完成定量裝箱作業(yè)）→關(guān)閉集裝箱門→將集裝箱翻轉(zhuǎn)至水平→收回平臺支腿→切斷電源→將翻轉(zhuǎn)平臺開走→完成裝箱作業(yè)。

實驗結(jié)論：整個作業(yè)流程大約需要4個人密切配合20 min才能完成，即每一個翻轉(zhuǎn)平臺作業(yè)效率為3箱/h，又因為每箱標(biāo)準(zhǔn)裝載糧食26 t，因此，每個裝箱作業(yè)工位的裝箱能力為78 t/h。

2.2? 固定式集裝箱翻轉(zhuǎn)平臺實驗

借助已建筒倉壁卸溜槽，使用兩套固定式集裝箱翻轉(zhuǎn)平臺進(jìn)行裝箱作業(yè)實驗。

實驗條件：筒倉壁卸溜槽額定能力為200 t/h，使用翻轉(zhuǎn)平臺自帶稱量裝置進(jìn)行計量，每箱標(biāo)準(zhǔn)裝載糧食26 t，使用兩套固定式集裝箱翻轉(zhuǎn)平臺背靠背作業(yè)進(jìn)行實驗，如圖3b所示。

作業(yè)流程（單個翻轉(zhuǎn)平臺作業(yè)）：接通電源→將翻轉(zhuǎn)平臺調(diào)整水平→使用正面吊將集裝箱平放至翻轉(zhuǎn)平臺上→關(guān)閉旋鎖→打開集裝箱門→開始翻轉(zhuǎn)箱體→翻轉(zhuǎn)箱體到位→完成裝箱作業(yè)（根據(jù)翻轉(zhuǎn)平臺上安裝的稱量裝置讀數(shù)完成定量裝箱作業(yè)）→關(guān)閉集裝箱門→將集裝箱翻轉(zhuǎn)至水平→使用正面吊將集裝箱放至集裝箱拖掛車上拖走→使用正面吊將下一個集裝箱平放至翻轉(zhuǎn)平臺上→進(jìn)行下一個集裝箱的裝箱作業(yè)，如此反復(fù)。

實驗結(jié)論：整個作業(yè)流程中，每兩個裝箱工位可共用1臺正面吊、1個關(guān)箱門工人和1個開門工程，大約12 min可完成一個裝箱流程，即每一個翻轉(zhuǎn)平臺作業(yè)效率為5箱/h，又因為每箱標(biāo)準(zhǔn)裝載糧食26 t，因此，每個裝箱樓作業(yè)工位的裝箱能力為130 t/h。

3? 裝箱樓工藝方案

3.1? 方案一：裝箱樓+拖行式集裝箱翻轉(zhuǎn)平臺方案

根據(jù)章節(jié)2.1實驗結(jié)論，為與出倉系統(tǒng)額定能力1 000 t/h相匹配，本工程至少需要建設(shè)13個裝箱工位，每個作業(yè)工位跨度7 m，前后建設(shè)鋼結(jié)構(gòu)雨棚，以滿足雨天作業(yè)要求，整個裝箱樓占地91 m×25 m。裝箱樓上方采用額定能力1 000 t/h、長約86 m的埋刮板輸送機(jī)供料，共建設(shè)13個緩沖倉，每個緩沖倉下方依次布置溜管、電動閘門、手動閘門、抑塵料斗、1個20英尺（非法定計量單位，1英尺=0.304 8 m）拖行式集裝箱裝箱翻轉(zhuǎn)平臺工位以及汽車衡等設(shè)備，每個裝箱工位溜管額定能力為400 t/h，計量采用汽車衡。本方案中，由于13個裝箱作業(yè)工位一字排開，因此其生產(chǎn)交通流向組織困難。裝卸工藝布置圖如圖4a所示，斷面立面如圖4b所示。

3.2? 方案二：裝箱樓+固定式集裝箱翻轉(zhuǎn)平臺方案

同理依據(jù)章節(jié)2.2實驗結(jié)論，本工程至少需要建設(shè)8個裝箱工位，才能與出倉系統(tǒng)額定能力1 000 t/h相匹配。裝箱樓寬10.5 m，長60 m，上方同樣采用額定能力1 000 t/h、長約52 m的埋刮板輸送機(jī)供料，下方共布置4個緩沖倉，每個緩沖倉下方依次布置分叉溜槽、兩道氣動閘門、兩個抑塵料斗、2個20英尺固定式集裝箱裝箱翻轉(zhuǎn)平臺工位，每個裝箱工位溜管額定能力同樣為400 t/h，計量采用翻轉(zhuǎn)平臺自帶稱量裝置。由于需要正面吊設(shè)備進(jìn)行配合作業(yè)，作業(yè)高度較高且不固定，因此本方案裝箱樓不設(shè)鋼結(jié)構(gòu)雨棚，不得在雨天進(jìn)行裝箱作業(yè)。裝卸工藝布置圖如圖5a所示，斷面立面如圖5b所示。

4? 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與方案比選

4.1? 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

對第3章所述兩個裝箱樓工藝方案進(jìn)行主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析對比，如表2所示。

4.2? 方案比選及推薦方案

在方案一與方案二中，裝箱樓的區(qū)別主要在于集裝箱翻轉(zhuǎn)平臺的不同，方案一采用的是拖行式集裝箱翻轉(zhuǎn)平臺，方案二采用的是固定式式集裝箱翻轉(zhuǎn)平臺。通過對兩個方案的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行對比，表明雖然方案二裝箱樓鋼結(jié)構(gòu)高度高，導(dǎo)致能耗較大，且不設(shè)鋼結(jié)構(gòu)雨棚，使得雨天不能作業(yè)，但具有人力投入少、節(jié)約投資、直接裝卸成本低、生產(chǎn)交通組織順暢等特點，且其安全性高、自動化程度較高，因此本工程將方案二作為推薦方案。

5? 結(jié)論與討論

隨著我國對“散改集”的推進(jìn)實施，港口對散糧裝集裝箱作業(yè)工藝的重視程度也越來越高。青島港董家口港區(qū)為加快“散改集”進(jìn)程，擬建設(shè)規(guī)?；?、專業(yè)化的散糧裝箱樓系統(tǒng)。為設(shè)計更優(yōu)的散糧裝集裝箱工藝方案，本文首先對當(dāng)前國內(nèi)散糧裝箱工藝的現(xiàn)狀進(jìn)行了歸納和總結(jié);而后對其中的拖行式和固定式集裝箱翻轉(zhuǎn)平臺進(jìn)行了實際作業(yè)實驗研究，并依據(jù)實驗結(jié)論，設(shè)計了兩個與已建糧食系統(tǒng)額定輸送能力相匹配的裝箱樓工藝方案，額定裝箱能力達(dá)1 000 t/h;最后通過對兩個方案的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及優(yōu)缺點進(jìn)行對比研究，發(fā)現(xiàn)裝箱樓配合固定式集裝箱翻轉(zhuǎn)平臺的裝箱方案具有人力投入少、節(jié)約投資省、直接裝卸成本低、生產(chǎn)交通組織順暢、安全性高、自動化程度較高等特點，因此，將裝箱樓配合固定式集裝箱翻轉(zhuǎn)平臺作為推薦裝箱方案進(jìn)行建設(shè)。

本工程建設(shè)的裝箱系統(tǒng)年裝箱能力可達(dá)200萬噸/年，除借助集裝箱裝卸運(yùn)輸設(shè)備外，均采用連續(xù)輸送機(jī)進(jìn)行糧食輸送，初步實現(xiàn)了散糧裝箱工藝的集約化、專業(yè)化和規(guī)?；?。但是，目前還未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、無人化、生產(chǎn)流程化的程度，因此，本工程裝箱工藝后續(xù)還可以在自動開關(guān)箱門、翻轉(zhuǎn)平臺可交替式裝箱等方面進(jìn)行研究和改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

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