李云峰 舒绪文 刘 江

1 重庆钢铁股份有限公司 2 武汉港博港机技术有限公司

1 引言

长江上游码头受大水位落差及地质环境影响，多以浮码头为主。浮码头趸船上船岸皮带机的衔接和过渡对码头的装卸效率、日常维护、作业安全以及环保要求影响较大。以重庆钢铁1#、3#浮式趸船码头的散货卸船工艺作业线为案例，对船岸皮带机的衔接和过渡进行改造设计施工，提出了可行的大水位落差浮式码头趸船船岸皮带机改造方案。

2 工程描述

重庆钢铁码头不同季节水位落差大，码头前沿水域开阔，最大水位落差达33.3 m。码头货物物料为铁矿石，物料比重为1.5～2.3 t/m3，物料粒度≤35 mm。

为了满足水位落差的变化，码头采用浮码头结构，随着公司产能及业务的提升，原料码头需要提升能力，对1#、3#泊位进行改造，改造的主要目的是提高生产率，将额定生产率由1 000 t/h提高至1 500 t/h，最大生产率提高到1 800 t/h。

原有的趸船船岸皮带输送系统由趸船、趸船上的双料斗系统、料斗下方1#皮带机、与1#皮带机垂直布置的2#皮带机、钢引桥输送系统、钢引桥俯仰系统、钢引桥皮带机、枕木、岸上斜坡皮带机等组成(见图1)。

1.双料斗系统 2.1#皮带机 3.2#皮带机 4.钢引桥俯仰系统 5.钢引桥皮带机 6.枕木图1 趸船船岸皮带机原有布置图

码头原有装卸工艺为：1#接料料斗(皮带机尾部)采用振动给料机与皮带直联，2#接料料斗(中间双料斗)采用振动给料机，配置仓壁震动器；料斗设置流量控制电动调节门，料斗下方皮带配置缓冲托辊，料斗与趸船采用刚性联结。双浮吊抓取货物后，通过料斗正下方的1#皮带机转运至2#皮带机，经由钢引桥皮带机输送系统将货物运往岸上斜坡皮带机。钢引桥铰点放置在趸船边的牛腿上，钢引桥头部结构放置在枕木上。这种工艺布置方式较为常见，但存在以下不足之处：

(1)由于钢引桥皮带机离下铰点近，钢引桥皮带机驱动装置布置在靠近下铰点处，驱动装置及下铰点轴的检修空间小，维护困难[1]。

(2)物料通过料斗正下方的1#皮带机输送至2#钢引桥皮带机时，由于2条皮带机之间存在高低落差，物料在转运过程中由于冲击作用易导致皮带机跑偏，存在洒料问题；两条皮带机带各有1套驱动装置，检修维护点多。

(3)由于水位变化及波浪影响，趸船在装料过程中钢引桥头部落料点会前后左右摆动，落料点的对接调整存在困难。

(4)由于枕木固定在斜坡上，当趸船左右晃动时，钢引桥皮带机会出现跑偏现象。

3 改造方案

为解决现有工艺的不足，提出了两套改造方案。

方案一结合过往的使用情况，首先考虑将枕木换成2轮托架小车，其他结构保持不变(见图2)。

1.双料斗系统 2.1#皮带机 3.2#皮带机 4.钢引桥俯仰系统 5.钢引桥皮带机 6.托架小车图2 趸船船岸皮带机改造方案一布置图

方案二增大了趸船，泊船的位置发生了变化。改造后的趸船船岸皮带输送系统趸船上增加了1条横向皮带机，将原有2条纵向皮带机(2#皮带机、钢引桥皮带机)合并成1条纵向皮带机[2]。钢引桥铰点放置在趸船面，驱动装置安装趸船甲板面以下(船舱内)，采用单联卷筒卷绕钢丝绳牵引钢引桥实现上下俯仰运动，俯仰范围满足水位高低变化的要求。钢引桥上部安装皮带机，两侧设置平台走道。平台下方设有平行托辊，用来搁置电缆。钢引桥结构下部设置生活用水管、污水管和油水管。托架小车由2轮改成4轮，承载能力更大。托架小车上部装有1组垂直于轨道方向的支承托辊，钢引桥头部下底面装有2组平行于轨道的支承托辊(见图3)。

1.双料斗系统 2.1#皮带机 3.2#皮带机 4.钢引桥俯仰系统 5.带托辊的4轮托架小车图3 趸船船岸皮带机改造方案二布置图

4 改造方案比选

方案一改造方式简单易行，只需将枕木更换为托架小车。但是经过一段时间的使用后，发现钢引桥皮带机头部皮带跑偏现象依然存在，托架小车车轮磨损严重。经过分析是由于趸船左右摇晃时，钢引桥皮带机头部皮带一侧会偏离托辊，一侧压在托辊上，造成皮带机跑偏。另外由于托架小车由2轮支撑，当装船机生产率较大时，单个托架小车的轮压大，车轮轴承磨损加剧，车轮容易损坏，同时对码头面的承载能力要求较高。

方案二将2条纵向皮带机合并成1条，在托架小车上增加托辊，将2轮托架小车增加到4轮，有以下优点：

(1)钢引桥的铰点和皮带机的驱动装置放在趸船面上，大大改善了检修的空间，同时可有效避免意外落水等安全事故；检修重大物件如驱动滚筒时，可以利用趸船上的吊机进行吊装，大大减轻了检修劳动强度。

(2)2条皮带机合并后减少了1个转接点，可以减缓由物料高低落差冲击造成的皮带机跑偏现象。另外从环保角度考虑，可减少洒料扬尘，避免物料落入水中。

(3)托架小车和钢引桥通过上下两组相互垂直的托辊，可以自动调节由趸船晃动造成的钢引桥头部落料点的前后左右摆动，落料点的对接调整更加方便；托架小车既可以随斜坡皮带机在斜坡上下移动，不用时也可以通过钢引桥上的吊耳将其移至旁边的轨道上。

(4)电缆的铺设和生活用水、污水管及油水管的设置更加合理、整齐美观，既方便拖拽，也方便拆卸。

对比方案一与方案二，方案一简单易行，改造后使用效果一般，如果使用要求不高，码头承载能力强，可考虑采用方案一；若综合考虑检修、工作强度、环保、美观等方面，应采用方案二。

5 实施效果

重庆某码头经过综合考量后，决定采用改造方案二。改造后经过一段时间的试运行，平台下方平行托辊上的电缆使用良好，钢引桥结构下生活用水、污水和油水可顺利排出；同时皮带机未出现跑偏、转接口洒料的现象，满足码头装卸生产要求，带来了良好的经济效益。

6 结语

随着国家经济发展的需要，长江上游的码头将越来越多，而且将向大型化、专业化、高效化发展，船岸皮带机的应用也将越来越广泛。此次对大水位落差浮式码头趸船船岸皮带机的改造，可满足散货码头日益增长的货运量及更加严格的环保要求，降低了故障率和维护工作量，是经济可行的，在同类码头施工改造中具有借鉴意义。