于新国 于 超 刘春阳

山东港口烟台港集团有限公司

1 引言

随着几内亚1#、2#港区生产规模的扩大，原有的318#泊位不能满足生产需要，为了提高装卸效率，降低运行成本，计划在318#泊位西侧建设临时转水泊位，完成部分铝土矿转水装船。本项目利用318#西侧护岸布置2个8 000 t级临时转水泊位，其中，318#泊位(20万t级泊位)停靠船舶可通过直取方式由皮带机直接转接输送至转水泊位装船，场地铝土矿装船通过码头堆场皮带机进行间歇作业完成。

2 工艺流程

原装船工艺通过318#泊位的门座起重机(以下简称门机)先进行卸船作业，再用倒搬车将大部分矾土运至通用堆场存放，当进口大船卸完移走之后，停靠小船门机装船转水作业。采用该通用的作业模式对矾土进行作业，需要倒搬车搬运两次，门机需要重复进行卸、装作业，倒搬费增加、泊位利用率低。

改造后的装船工艺分为直取装船和堆场装船两种。

直取装船工艺流程为：40 t门机→漏斗→BM1皮带机→BJ1/BJ2转接皮带机→SL1/SL2装船皮带机→船舶。在318#泊位原有的7台40 t门机下方布置1条长约330 m、带宽1.8 m、带速2.5 m/s、额定能力5 000 t/h的BM1皮带机，BM1上方设7个漏斗，漏斗与门机共轨(见图1)。在318泊位西侧布置2条带宽1.8 m、带速2.5 m/s、额定能5 000 t/h的转接皮带机，卸船作业时铝土矿通过BM1与转接皮带机给2台装船皮带机喂料[1-3]。通过装船机回转、伸缩等动作将矾土均匀分布在船舱内。

图1 318泊位堆场示意图

堆场装船工艺流程为：装载机→堆场移动皮带机→BC1/BC2堆场固定皮带机→SL1/SL2装船皮带机→船舶。在堆场布置1条长度为50 m、带宽1.6 m、带速2 m/s、额定能2 500 t/h的固定皮带机。另对应2条移动皮带机，长约30 m，带宽1.2 m、带速2 m/s、额定能1 250 t/h，其尾部各设1个高3.1 m的料斗，漏斗上料口为8 m×2 m，每个料斗可由2台10 t装载机同时上料。

3 流程主要设备

流程设备主要有：7台门机大漏斗、5条固定皮带机、2台装船机、4条移动式皮带机、中控操作系统等。

3.1 岸边门机大漏斗

皮带机上布置7个与门机共轨的移动漏斗，漏斗开口8 m×8 m，下出料口为1.5 m×1.5 m，深约4.6 m，侧壁角度为55°，斗容约110 m3(见图2)。漏斗下料口设有振动给料器，中控室操作人员可以根据皮带秤瞬时流量及时更改振动给料器的频率，控制料流速度，避免皮带机堵料情况。通过无线系统将地面皮带机的运行情况反馈给门机控制程序，确保皮带与漏斗给料器的控制连锁安全。

1.轨道轮 2.振动给料器 3.大漏斗 4.门机图2 大漏斗示意图

3.2 固定皮带机系统

BM1皮带机长约330 m、带宽1.8 m、带速2.5 m/s、额定能5 000 t/h，在门机轨道中间，皮带机栈桥宽约6 m，栈桥下方净高5 m(见图3)。

1.转接机房 2.固定皮带机 3.大漏斗图3 固定皮带机示意图

2条装船皮带机尾部均设1座17×8 m的3层悬挑式转接塔(悬挑1.4 m)，装船皮带机布置在地面，集料溜管布置在第二层(13.9 m标高)，转接皮带机和堆场皮带机布置在第三层(16.2 m标高)，转接皮带机和堆场皮带机头部的溜管均通过集料溜管给皮带装船机喂料(见图4)。

1.固定皮带机 2.装船机图4 皮带机与装船机对接示意图

3.3 装船机系统

装船机布置在318#临时转水泊位，受料点在尾部回转中心上方，通过胶带将物料输送至头部溜筒装船。装船皮带机长约53 m，仰角为5°，具有回转、伸缩功能，回转角度为-60°～60°，伸缩长度为6 m，装船皮带机外伸长度为48 m,伸出码头前沿18 m。行走轮采用双排轮胎，轮胎之间采用驱动桥连接，通过均衡梁保证2个支撑点的轮压均匀(见图5)。

机身主要由桁架和臂架组成，臂架可在桁架内伸缩，实现更大范围装船，减少人工平仓工作量。伸缩驱动位于桁架结构前段，以齿轮齿条的啮合来传递运动，工作时将臂架伸出，非工作或机身行走时将其收回，避免和船体产生碰撞。

头部溜筒采用可伸缩、回转、抛料的结构，安装在头部漏斗下面用于导料。溜筒能够适应水位变化、不同船型以及船舶空载到满载的吃水变化，通过控制伸缩长度，能够很大程度上控制装载散料产生的扬尘；同时，溜筒底部设置抛料板和回转机构，当物料下落时，通过控制回转机构和伸缩机构来调整落料的高度和位置，起到平仓的作用(见图6)。

1.伸缩溜筒 2.抛料弯勺图6 伸缩溜筒示意图

3.4 无线通信系统

为了满足中控室与门机间的通信，组建了一套无线网络系统，通过光纤将318#中控室与5号变电所建立有线网络，再利用无线基站等方式与门机组网(见图7)。

图7 无线通信系统示意图

4 流程控制系统

控制系统主要由可编程序控制器(PLC)、监控操作站(CGP)、系统处理器等组成，主要完成工艺流程操作所要求的流程顺序启动、顺序停止、故障停机、流程切换、控制系统操作、监控、状态信息采集、故障信息采集和信息管理等功能。控制系统主要控制对象为皮带机高压电机、皮带机制动器、皮带机电机加热器、与装船机通讯联锁、与门机漏斗通讯联锁、液压张紧装置、除铁器、机房漏斗电动翻板、皮带沿线照明等。

控制系统网络主要完成数据采集、流程控制、数据传送、监视、操作、生产作业管理、报表输出、数据处理、信息查询以及图形拷贝等功能。网络中包括：控制系统PLC、装船机、门机、系统处理器、控制室的监控操作站和工业以太网交换机、打印机等设备。

5 结语

318#西护岸临时转水工程的改造完成，实现同时卸船和装船作业，作业效率大幅提高，货物直取比例达到47%以上，满足了几内亚矾土的接卸要求，减少船舶平仓过程，增加泊位利用率，提高货物转运效率和散货码头整体自动化作业水平。通过核，算直取流程单吨能耗仅为0.25 kWh/t，综合成本较捣搬每吨节约2.5元，仅直取流程每年可节约成本600万元以上，具有较大的经济效益和环保意义。