彭兴文

摘 要：近年来，我国陆续兴建了大量的散装水泥专用码头。本文以温州港灵昆作业港区某码头水泥中转库项目为例，介绍了水泥装卸，工艺布置和工艺流程设计，并对该项目的工艺设备选型、装卸工艺、筒仓布置等进行了分析。

关键词：散装水泥;装卸工艺;筒仓

中图分类号：U656.1+39            文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2020）08-0118-02

1工程概括

温州港灵昆作业港区某码头建设2个5000吨级多用途泊位（兼靠1万吨级），泊位总长度286米。码头上方布置3台水泥螺旋卸船机、2台16吨多用途门机，并在码头后方建设12座利浦钢板仓、6座缓冲仓及相关配套设施。筒仓总库容为5万吨，其中有8座直径为16米、高29米的散装水泥钢板仓和4座直径为8.5米、高15米的散装水泥钢板仓，缓冲仓直径为10米、高21米，主要用于装卸船上来的散装水泥，在钢板筒仓内暂存，再由汽车装运出去，设计年接卸量为50万吨。

2工艺系统布置

2.1散装水泥卸船工艺

散装水泥的卸船工艺主要包括卸船进钢板仓和由钢板仓出仓至水泥罐车两部分组成。

散装水泥船靠码头后，由卸船机进行卸船，通过空气斜槽、提升机拉链机等一系列周转，最后落入钢板仓。经过钢板仓下方的出口进入空气斜槽，在经过拉链机、提升机等一系列操作后最后装入散装水泥罐车。装卸水泥的专用码头主要由四部分组成，即码头卸船作业区、中转楼、筒仓及装车发放区。在码头面上安装专门的水泥卸船机械，构成码头卸船作业区。在后方陆域布置中转楼、水泥储藏罐和汽车发放系统。连接前方和后方则是空气输送斜槽系统，整体构成一套完整、高效、节能的散装水泥中转作业流程。散装水泥卸船作业采用每个泊位配备1台连续式卸船机的方案，卸船机接卸效率500t/h，卸船机采用固定式。

卸船工艺的具体流程如下所示：

船→螺旋卸船机→空气斜槽→螺旋提升机→空气斜槽→螺旋提升机→利浦式大钢板→空气斜槽→拉链机→空气斜槽→螺旋提升机→空气斜槽→利浦式小钢板仓→散装水泥罐车→目的地。

2.2空气输送斜槽系统

空气输送斜槽系统应用于散装水泥等物料的气力输送领域，其技术已经较为可靠。空气斜槽是一种用普通薄钢板制成的溜槽及相关附件通过螺栓连结而成。空气斜槽的主要部件为透气层，它表面平整、使用寿命较长，并且具有耐磨损、耐腐蚀、耐高温、重量轻、吸湿性低的特点。斜槽的上、下两层壳体之间有一层透气层，在透气层下方是气室，上方是料室，溜槽上安装通风机为工艺流程提供风源，当风机启动后将带有压力的气体吹入溜槽气室后，经过透气层将溜槽内的物料流态化，这样经过流态化的物料可以在溜槽内向倾斜的一边滑动。空气斜槽的主体要部分没有转动部件，结构非常简单、输送量大、密封性比较好，而且能耗少、没有噪音、较易改变传输方向、易于维护，并能多点喂料、多点卸料。

3码头卸船机设备选型

散装水泥自卸船在船甲板上安装有专用设备，在船的舱底配有专门的系统，能够使水泥在经过充气后出现流态化的状态。这样可以船内从高处流到低处，从而通过气力输送系统，输送溜管将散装水泥输送至水泥仓库中（一般为钢板仓或者混凝土仓）。在卸船过程中水泥船舱盖始终保持密封状态，能够有效抑制粉尘。

3.1水泥船分类

目前，我国散装水泥船总体水平已接近或达到发达国家。我国散装水泥运输船主要为气力式自卸船和机械式自卸船这两种，其中大多数为吨位较小的改造船舶，新建船舶数量比较少且大多应用在内河地区。

3.2水泥船的优缺点

散装水泥专用运输船主要有以下3个优点：

（1）码头不需设置专门的卸船设备，工作起来不受天气影响，工作效率高;

（2）由于船舶上的装料口、卸料口和风机盘管均能够与码头岸上的设备进行匹配，具有连接高效、可靠、便捷的特点;

（3）船舶运输过程和在装卸过程密封性相对较好，没有粉尘污染，卸料干净，能耗低。

散装水泥专用运输船主要有以下2个缺点：

（1）运输船在卸完船之后，回程过程中存在着返空情况，这样增加了运输费用;

（2）由于船舶载有密封舱体和装卸设备船占有船舶本身重量，导致船舶有效荷载降低25%，导致运输成本较高，进而影响着水泥专用船舶的发展，所以必须在保证有足够的运输距离和水泥运量时才能发挥出最佳经济效能。

为了让更多的普通货船运输散装水泥，提高码头的使用效率，增加货源、扩大码头的接卸广度，现在越来越多的码头在岸边专门布置专业化的散装水泥卸船机。散装水泥卸船机分为两种形式，一种为机械螺旋式卸船机，另一种为负压式的抽吸式卸船机。

机械螺旋卸船机是将垂直取料器插入料中约0.6m～1.1m，取料器自带松动喂料装置，工作时低速旋转，将散装水泥纳入，并通过垂直螺旋将散装水泥向上运输，最后达到回转接头然后再输送至水平输送机，到达中转仓。然后经溜管送入空气输送斜槽，最后到达水泥仓库或者直接装车。这种卸船机具有纳入式的取料器回转刚度保持系统和高速超长轴动平衡力自动补偿系统，卸船设备相对大型化和专业化，卸船速度快、节电效果明显、噪声低，可实现自动化生产运行。经过各方面的认真比选论证，本项目最后采用的是机械式的螺旋卸船机。

4筒仓布置

存储散装水泥的筒仓目前国内主要有两种形式，一种是钢筋混凝土筒仓，另一种是钢板仓。钢筋混凝土筒仓按照形状可分为钢筋混凝土立筒仓和钢筋混凝土浅圆仓，其中钢板仓又分为利浦式钢板仓和螺旋式钢板仓。

钢筋混凝土立筒仓直径一般较小、筒身較高，是比较普遍的一种筒仓型式，但是这种仓型造价相对较高，设计和施工周期时间也较长。钢筋混凝土浅圆仓是筒仓高度和直径之比小于1.5，直径较大，筒身相对较矮，是我国近年来大力发展的一种新型仓型。相对来说，它的储存量较大、造价较低、施工期较短，散装水泥进出仓易于实现机械化操作。

根据钢板筒仓的制作方式可以分为三种形式：钢板直接焊接成型、镀锌钢板用螺栓拼接成型、钢板带螺旋卷板成型。近10年来，我国在沿海港口经常使用的是镀锌钢板用螺栓拼接成型的筒仓。在工程造价方面，钢筋混凝土筒仓较钢板仓总体造价高出约25%～35%。

经过综合比选，本项目选用基础为混凝土结构、仓身为钢板仓的混合结构。水泥筒仓仓内径为18m，全高33.5m，单仓水泥容量为8000t，共6个仓。选用德国IBAU中心锥底型筒仓，钢筋混凝土结构，其特点为排空率高、剩料少、耗能少。仓顶设布料器1个，以使料均匀落入仓内。仓顶设有收尘器、安全阀（呼吸阀）、料位计、料满指示器、料位探孔和人孔，周围设安全栏杆，环行仓底在径向和圆周方向布置有B500和B200开式空气斜槽。每个筒仓底部设8个出料口，出料口分成2级，按一定的时间间隔交替顺序出料。仓外每个出料口配有1个充气式的螺旋闸，1个气动开关阀和1个电动流量控制阀，以及1条B400闭式空气斜槽。

5结语

散装水泥装卸工艺系统对码头生产效率的高低起着决定性影响，各个工序是否能够有效衔接，发挥出最大功效关系着散装水泥装卸工艺系统的成败。本文结合水泥装卸工艺流程，介绍了温州港灵昆作业港区水泥中转库设备选型及筒仓布置型式。经过实践检验，工程建成后，各个流程及设备选型良好，运作正常，达到设计要求，可以为类似工程提供一定的参考。

参考文献：

[1]杨健，陈霏.散装水泥卸船设备选型探讨及应用[J].四川建材，2010，36（04）：176-177.

[2]周恒祥.散装水泥码头装卸工艺设计[J].港工技术，2004（02）：9-11.

[3]郭楷，刘路，徐远飞.不同筒仓结构类型的分析和比较[J].建筑技术发，2018，45（21）：9-10.

[4]夏建旺，田仲.三峡库区大水位差散装水泥出口码头装卸工艺设计[J].港口装卸，2010（02）：6-8.