◎ 張 晗，張 千

（1.鄭州中糧科研設(shè)計院有限公司，河南 鄭州 450001；2.東莞深赤灣港務(wù)有限公司，廣東 東莞 523000）

農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，糧食則是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。近年來，隨著糧食安全戰(zhàn)略的持續(xù)實施，國家在耕地保護(hù)、糧種優(yōu)化等方面進(jìn)行了策略性規(guī)劃，糧食產(chǎn)量連年增長，取得喜人成績，但因糧食消費(fèi)需求的巨大增長，我國依然面臨嚴(yán)峻的糧食問題，存在一定的糧食安全風(fēng)險，如糧油加工、飼料加工等產(chǎn)業(yè)的大豆、玉米、小麥、大麥、高粱等糧食貨種的缺口較為明顯。為適應(yīng)糧食進(jìn)口量持續(xù)增加的發(fā)展趨勢，國內(nèi)沿海散糧港口近年不斷擴(kuò)充中轉(zhuǎn)倉容，更新碼頭接卸設(shè)施。在此背景下，散糧裝、卸船方式呈現(xiàn)出大產(chǎn)量、高自動化、方式多樣的新特性。

1 卸船方式的發(fā)展及特點

作為糧食進(jìn)口大國，我國糧食進(jìn)口途徑多樣，其中水路運(yùn)輸是成本最低、運(yùn)用最廣的形式。我國東北糧食產(chǎn)區(qū)需通過“北糧南運(yùn)”滿足南方糧食需求。為降低運(yùn)輸成本，海運(yùn)散糧船多為5 萬～10 萬t 級，其停泊及裝卸對碼頭的硬件設(shè)施條件要求較高。

以我國糧食銷售大省廣東省為例，全省共有13 個地市的35 個碼頭公司從事糧食物流業(yè)務(wù)，糧食碼頭泊位達(dá)到62 個，其中5 萬t 級以上39 個，中轉(zhuǎn)倉容達(dá)到429 萬t，糧食物流專業(yè)化程度與國際接軌，北糧南運(yùn)和國際進(jìn)口得到有力保障。廣東省主要糧食碼頭萬噸級泊位統(tǒng)計見表1。

表1 廣東省主要糧食碼頭萬噸級泊位統(tǒng)計表（截至2022 年）

1.1 常用卸船方式

以上從事專業(yè)糧食接卸的碼頭大部分建設(shè)了專業(yè)化的散糧接卸設(shè)施，其卸船方式主要有以下幾種。

1.1.1 移動設(shè)備卸船

部分碼頭因泊位緊張，單個泊位承擔(dān)了不同品種貨物的接卸功能，導(dǎo)致泊位設(shè)施需要具備通用性。此類碼頭多采用門機(jī)抓斗結(jié)合移動式接糧斗和移動輸送設(shè)備卸船。門機(jī)抓斗將船艙內(nèi)的糧食取出后放至移動接糧斗內(nèi)，散糧汽車在移動接糧斗下方接糧，并將糧食運(yùn)送至堆場或中轉(zhuǎn)倉庫中。部分泊位是在移動接糧斗下方布置移動輸送設(shè)備，將物料輸送至后方固定輸送設(shè)備內(nèi)，再輸送至后方中轉(zhuǎn)倉庫。在不進(jìn)行散糧作業(yè)時，移動接糧斗和移動輸送設(shè)備可移出泊位作業(yè)區(qū)，不影響其他貨種作業(yè)。該種作業(yè)模式前期投資較低，通用性強(qiáng)，靈活性高，但效率較低，多為500 t·h-1以下，環(huán)保性較差，受雨雪天氣等因素影響較大，在承接進(jìn)口糧食業(yè)務(wù)時競爭力較低。

1.1.2 順岸皮帶機(jī)接糧卸船

目前，一些大型碼頭已建設(shè)專用散糧泊位，在泊位上建設(shè)專用的順岸皮帶機(jī)，并結(jié)合卸船設(shè)施卸糧。

順岸皮帶機(jī)有多種形式，一種形式是將順岸皮帶機(jī)設(shè)置在門機(jī)軌道之間的地面上，并在皮帶機(jī)上方設(shè)置接糧斗，該種形式門機(jī)移動受限，碼頭前沿車輛通行不便，影響清艙階段作業(yè)，同時擴(kuò)展性較差，無法隨著業(yè)務(wù)量的增加進(jìn)一步添置順岸皮帶機(jī)，提高泊位卸船能力；另外一種形式是在門機(jī)軌道后方建設(shè)架高的順岸棧橋，順岸皮帶機(jī)安裝在順岸棧橋上，并在棧橋上方設(shè)置接糧斗，該種模式設(shè)備產(chǎn)量大，可同時設(shè)置多條輸送線，目前常用的設(shè)備搭配模式有單線設(shè)置（產(chǎn)量為1 000 t·h-1、1 500 t·h-1和2 000 t·h-1）和雙線設(shè)置（產(chǎn)量為2 1 000 t·h-1、2 1 500 t·h-1、2 2 000 t·h-1），也有少數(shù)碼頭采用三線或更多線設(shè)置，卸船效率進(jìn)一步增加?？紤]大型散糧船船艙數(shù)一般為6 個或7 個，同時作業(yè)的卸船門機(jī)或卸船機(jī)數(shù)量有限，單個泊位卸船總產(chǎn)量一般不超過5 000 t·h-1[1]。

常用卸船設(shè)備有抓斗門機(jī)、帶斗門機(jī)和連續(xù)式卸船機(jī)等，其中單臺普通門機(jī)峰值產(chǎn)量一般可達(dá)到500 t·h-1，平均產(chǎn)量為400 t·h-1；帶斗門機(jī)峰值產(chǎn)量一般可達(dá)到1 000 t·h-1，平均產(chǎn)量為600 t·h-1；連續(xù)式卸船機(jī)峰值產(chǎn)量可達(dá)到1 300 t·h-1，平均產(chǎn)量為800 t·h-1[2]。隨著卸船設(shè)備的不斷發(fā)展，卸船效率還將不斷提高。

考慮碼頭輸送線數(shù)多為1 ～4 條，連續(xù)式卸船機(jī)和帶斗門機(jī)需要和順岸皮帶機(jī)一一對應(yīng)，無法全部使用更多此類設(shè)備對每個船艙進(jìn)行同時卸船，因此多采用1 ～2 臺帶斗門機(jī)搭配4 ～5 臺普通門機(jī)，或1 ～2 臺連續(xù)式卸船機(jī)搭配4 ～5 臺普通門機(jī)進(jìn)行卸船作業(yè)。

1.2 卸船設(shè)備的發(fā)展情況

隨著糧食海路運(yùn)輸量的不斷增加，為縮短船舶滯港時間，提高泊位利用率和中轉(zhuǎn)量，進(jìn)而提高市場份額，目前已有越來越多的專用散糧碼頭采用連續(xù)式卸船機(jī)進(jìn)行卸船。目前大產(chǎn)量卸船機(jī)市場被國外品牌牢牢占據(jù)，國內(nèi)品牌雖有突破，但市占率仍然較低。

常用的連續(xù)式卸船機(jī)一般包括鏈條式、螺旋式、夾帶式、氣力式等，此幾種形式在設(shè)備投資、能耗、產(chǎn)量、物料破碎率、安全性、粉塵、噪聲和操作性上有所區(qū)別[3]。其中機(jī)械鏈條式具有性能穩(wěn)定、產(chǎn)量高、物料破碎率低等特點，在大產(chǎn)量卸船機(jī)中有較為廣泛的應(yīng)用。

隨著環(huán)保要求的提高，卸船過程中的粉塵外溢情況越來越受到重視。傳統(tǒng)卸船方式粉塵外溢嚴(yán)重，碼頭設(shè)備運(yùn)行處于較為嚴(yán)重的粉塵環(huán)境中，難以滿足粉塵防爆安全規(guī)程要求[4]。為解決卸船過程中的粉塵問題，目前已有國內(nèi)廠家研發(fā)了抑塵接糧斗，在傳統(tǒng)接糧斗的基礎(chǔ)上增加除塵設(shè)備，在接糧斗上方形成負(fù)壓區(qū)域，當(dāng)糧食下落至漏斗時，粉塵外溢情況能夠得到有效抑制，起到較好的環(huán)保效果。目前已有越來越多的港口開始采用抑塵接糧斗，部分接糧斗生產(chǎn)企業(yè)還根據(jù)使用場景設(shè)置可自動開合的防雨蓋，進(jìn)一步優(yōu)化使用功能。

在集裝箱碼頭領(lǐng)域，無人化碼頭已成為現(xiàn)實，但因散糧碼頭經(jīng)濟(jì)效益較集裝箱碼頭低，應(yīng)用場景較小，在無人化方面發(fā)展較為落后。隨著近年來人工智能的快速發(fā)展，散糧碼頭已有多種技術(shù)路徑的探索和應(yīng)用，部分碼頭已實現(xiàn)無人化卸船并推廣無人化卸船技術(shù)，通過多種傳感器感知船艙內(nèi)物料堆積情況，并自動調(diào)整卸船點位和姿態(tài)，適應(yīng)不同情況的卸船場景，大大提高了卸船的自動化程度及效率。隨著智能卸船技術(shù)的不斷發(fā)展，卸船設(shè)備的更新?lián)Q代已進(jìn)入快車道，為國內(nèi)卸船機(jī)設(shè)備研發(fā)企業(yè)提供了彎道超車的機(jī)會。

2 裝船方式的發(fā)展及特點

2.1 常用裝船方式

我國糧食水路裝船作業(yè)在南、北方具有較大差異。北方作為糧食產(chǎn)區(qū)，使用水路進(jìn)行“北糧南運(yùn)”時，裝船對象多為50 000 ～70 000 t 級大型船舶，其裝船效率較高，自動化程度較高。南方碼頭在接收糧食后，根據(jù)客戶提貨情況，部分采用裝小船的形式經(jīng)過內(nèi)河碼頭運(yùn)送至內(nèi)陸加工企業(yè)，裝船對象多為2 000 ～5 000 t 級小型散糧船[5]。根據(jù)不同裝船對象，裝船方式有以下幾種主要形式。

2.1.1 移動設(shè)備裝船

移動設(shè)備裝船多運(yùn)用于南方散糧碼頭，主要作業(yè)形式為水路來糧后使用汽車運(yùn)輸至臨近加工企業(yè)，少部分使用水路運(yùn)輸至具有內(nèi)河小碼頭的加工企業(yè)，在此情況下建設(shè)專用的大型裝船泊位并不經(jīng)濟(jì)，其前期投資較大，且占用了經(jīng)濟(jì)效益更高的卸船泊位，因此多采用移動設(shè)備裝船，在大型泊位之間或利用其他泊位邊角區(qū)域，使用移動輸送設(shè)備裝船。該種作業(yè)形式前期投資較小，靈活性較高，但效率較低，環(huán)保性差。

2.1.2 順岸皮帶機(jī)發(fā)糧裝船

北方大型散糧港口和部分南方有條件的大型散糧港口多建設(shè)有專用的裝船泊位，特別是南方腹地有較為發(fā)達(dá)的糧油加工企業(yè)，或需要使用小船中轉(zhuǎn)通過內(nèi)河發(fā)放的碼頭，多建設(shè)有產(chǎn)量大、自動化程度高的裝船泊位。此類專業(yè)裝船泊位多建設(shè)有架高的順岸棧橋，通過順岸棧橋上的皮帶機(jī)將物料輸送至裝船機(jī)內(nèi)，再由裝船機(jī)裝船。裝船機(jī)可沿碼頭軌道移動，且部分先進(jìn)的裝船機(jī)自身具有回轉(zhuǎn)、俯仰等功能，可較為快速地定位船艙，并根據(jù)船艙內(nèi)糧食堆積情況調(diào)整裝船點位，以提高效率。專用裝船機(jī)的產(chǎn)量多為500 ～1 000 t·h-1。對于北方等大型船舶的裝船，考慮裝船平衡性，避免船舶兩端受力不均危害船舶結(jié)構(gòu)安全，或造成其他安全隱患，裝船機(jī)的布置不宜采用單線作業(yè)形式，可采用雙線作業(yè)，并及時調(diào)整裝船艙位，達(dá)到平衡裝船，此時裝船效率最高可達(dá)2 1 000 t·h-1。

2.2 裝船設(shè)備的發(fā)展情況

裝船設(shè)備的發(fā)展目前較為成熟，碼頭根據(jù)自身使用需求，往往對裝船機(jī)的功能進(jìn)行針對式開發(fā)，通常具有大車行走、回轉(zhuǎn)、俯仰等多種功能，能夠更加高效地進(jìn)行裝船作業(yè)，也有碼頭根據(jù)自身條件，采用固定式裝船機(jī)，僅具備回轉(zhuǎn)、俯仰等功能。隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，未來智能化裝船是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，能夠進(jìn)一步提高裝船效率。

3 結(jié)語

我國是人口大國，需高度重視糧食安全。目前，我國散糧碼頭在倉容規(guī)模、泊位等級、自動化水平上已處于世界領(lǐng)先地位，未來將進(jìn)一步領(lǐng)導(dǎo)世界糧食裝、卸工藝的發(fā)展。特別是隨著人工智能的井噴式發(fā)展，未來勢必會有一批中國企業(yè)將新型智能化裝、卸船設(shè)備推向市場，為世界散糧碼頭行業(yè)的發(fā)展提供新技術(shù)、新思維。