摘 要：以中山火力发电有限公司煤炭码头卸船工艺设计为例，分析研究了内河小型煤炭码头采用螺旋式卸船机的合理性和高效性。

关键词：内河 煤炭码头 螺旋式卸船机

1.项目概况

1.1工程建设地点

本工程位于中山市北部黄圃镇，东南距中山城区约36km，西北距佛山顺德城区约20km，东邻三角镇，南靠东凤，西接南头，北倚顺德容桂。码头东北隔洪奇沥水道与番禺区横沥镇相望，东隔黄沙沥水道，南隔鸡鸦水道，黄圃水道从洪奇沥水道分流穿越黄圃镇。

1.2工程建设规模

原码头为两个1000吨级散货泊位，长度111米，宽12米，配备有2台160t/h桥式抓斗卸船机和接料皮带运输机，码头设计年通过能力为40万吨，主要是满足院电厂煤炭需求。改码头从1990年竣工至本次改造之前，一直运营正常。公司为适应经济发展，建设2×300MW "热电联供""上大压小"环保型燃煤机组，年用煤量180万吨，院码头已无法满足新的 燃煤机组对煤炭的需求。

在不改变原有码头岸线、结构的基础上，通过对码头装卸工艺、生产辅助建筑物等进行技术改造后，该码头的设计年通过能力为203万吨。

1.3设计船型

本工程的设计代表船型尺度见表1。

2.设计方案概述

2.1总平面布置方案

（1）岸线布置

本工程保持原有岸线不变，故不存在设计布置。

（2） 水域平面布置

本码头工程为2个1000吨级散货泊位，其码头长度为111m，宽度为12m，码头面高程为4.6m，前沿设计底高程为-4.30m，停泊水域宽为28m。回旋水域尺寸为80×144m，底高程和航道底高程一致，为-4.30m。高程系统采用1985年国家高程基准。本工程不涉及水域工程改造。

（3）码头平面布置

本码头工程是中山火力发电有限公司“热电联供”、“上大压小”2×300MW环保型燃煤机组扩建项目的工程配套码头。2个泊位码头岸线总长为110m，宽为12米，配有卸船机和接料皮带运输机（1#栈桥）。

码头TH0转运站至后方电厂厂区T0转运塔之间布置布置3条输煤栈桥（2#、3#、4#栈桥）和2个转运站（TH1、TH2转运站），其横跨防洪堤的4#输煤栈桥的跨度约为36m。

港区的供水供电设计分界点T0转运塔，污水接入电厂污水处理系统，控制接入电厂中控室。

（4）高程控制设计

本工程码头面高程均为4.6m。

2.2装卸工艺方案

码头卸船设备选用1台1400t/h螺旋式连续卸船机与1台400t/h桥式抓斗卸船机进行卸煤作业。整个装卸工艺流程如下：

煤船→1400t/h螺旋式连续卸船机（400t/h桥式抓斗卸船机）→BC1带式输送机→TH0转运站→BC2带式输送机→TH1转运站→BC3带式输送机→TH2转运站→BC4带式输送机→{T0转运塔→后方带式输送机→电厂}。

{ }内不在本院设计范围内。

3.技术重点、难点分析及解决方案

3.1 总平面设计的重点、难点分析及解决方案

3.1.1合理增设码头附属设施，提高码头岸线利用率

本项目煤炭码头是在不改变原有码头岸线、结构的基础上，对码头装卸工艺、生产辅助建筑物等进行改造，同时增加环保设施，保证电厂用煤需求量由40万吨/年提高到180万吨/年的要求。

因此合理的利用岸线、布置码头泊位是本项目的一个难点。码头岸线长度110米，原设计考虑布置2个1000吨级的散货船，但随着船舶及航运市场的发展，根据现行的设计船型尺度和规范，已不能同时停靠2个1000吨级的散货船；本次设计中，在码头两侧增设地牛，协助船舶安全靠泊系缆，达到2个1000吨级煤炭船靠泊卸船，提高了码头的岸线利用率。

3.1.2协调与厂区的平面布置

本项目总平面布置既要考虑设计范围内的场地现状，又需与后方厂区的平面布置协调一致，特别是皮带运输系统的布置设计在满足码头卸船设备效率和电厂生产需求的前提下，應保证与后方厂区的皮带运输系统形成紧密的有效衔接和简洁、顺畅的工艺流程。

设计中，一方面，因水泵房需在原有位置加固改造，皮带机栈桥布置通过装卸工艺线路优化避开了水泵房位置；另一方面，皮带机栈桥在与后方厂区转运站相接时需跨堤，为减少跨提皮带机栈桥长度和难度，跨堤皮带机栈桥采用了垂直防洪堤的布置型式。

3.2装卸工艺的重点、难点分析及解决方案

3.2.1高效环保卸船机械的选择

针对本项目散货泊位等级小，煤炭年吞吐量大，环保要求高的特点，如何选择高效环保的卸船机械，成为了本工程装卸工艺设计的关键问题。

现国内外用于煤炭的卸船机械主要有周期性作业机械和连续性作业机械两大类型。周期性作业机械主要包括：门座起重机（配抓斗）、带斗门座起重机、桥式抓斗卸船机等；连续性作业机械主要包括：链斗式卸船机、斗轮式卸船机、螺旋式卸船机、自卸船等。从电厂所处的地理位置，以及日益增高的环保要求和保持可持续发展的长远要求的角度来看，连续性作业机械是大大优于周期性作业机械；结合本工程的设备卸船能力、靠泊船型等实际要求，特别是小型船舶的适应性，螺旋式卸船机在本项目优于链斗式卸船机和其他连续卸船机。

通过综合分析比较，码头卸船机械推荐采用了螺旋式卸船机和桥式抓斗卸船机组合的方式，既满足了高效环保要求，也充分考虑电厂原料供应的可靠性预留了应急方案。

3.2.2码头改造施工期间的电厂用煤保证方案

本工程为码头改建工程，后方老电厂在改建期间运营不能间断的硬性要求，决定了码头在施工期仍要进行靠船卸煤作业。根据以往经验，此类工程施工和运营必然存在的一定程度相互干扰情况。为将相互影响减至最小，设计方不仅要做好施工方和运营方的施工和运营保证方案的协调工作；。

还需通过调整码头改造施工期间装卸工艺流程以减少码头施工对运营的影响。

原码头装卸工艺流程为：散货船→桥式抓斗卸船机→1#皮带機→1#转运站→2#皮带机→后方电厂输煤系统。

在码头改造施工初期，通过采取对原桥式抓斗卸船机进行改造，并拆除原1#皮带机，在码头上增设1条临时皮带机和对2#皮带机进行延长的措施，使码头改造施工期间的装卸工艺流程调整为：散货船→桥式抓斗卸船机→码头临时皮带机→临时漏斗→2#皮带机→后方电厂输煤系统。

从而保证了老电厂在码头改造施工期间用煤供应没受影响。

响应国家新时期的发展思路，建设环境友好型港口

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出了“十二五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右，主要污染物排放总量减少10%的约束性指标。这是建设资源节约型、环境友好型港口的的必然选择。因此如何解决该项目在卸煤运输过程中煤粉尘对环境污染的问题也成为了重点。

在设计中，卸船机械采用了物流全封闭运作的螺旋式卸船机，与卸船机相接的码头面顺岸接料皮带机采用了半封闭型式，引桥及后方的皮带机运输系统均采用了全封闭型式，并在物料运输过程中的各转换点增设喷雾湿式降尘和导料槽无动力干式除尘，大大减少了扬尘的可能性，降低了现场粉尘浓度，提高了工作场所和周边的环境质量。

4.应用效果

本项目已竣工验收，进入运行阶段。试运行期间，码头、皮带机栈桥、转运站等结构稳定、沉降很小，装卸设备和皮带机输送系统运行正常，生产情况良好。

4.1全船平均效率高

根据码头运行一年后的统计分析，采用的1400t/h螺旋式卸船机的平均卸船能力达到了1000t/h，平均效率系数约为0.71，大大节省了码头作业时间，降低了操作人员劳动强度，达到了设计要求。

这主要受益于十分灵巧的取料装置，其取料装置外形尺寸小，不受船舶吨级的影响，能够伸到船舱内每个部位，并能够长时间保持恒定的额定卸船能力。其他类型的连续式卸船机的全船平均效率，一般只能达到0.55-0.65左右。而传统的抓斗式卸船机的全船平均效率，一般在0.50-0.60左右。

4.2码头水工投资省

本工程码头宽度为12m，轨距7.5m，原设计最大轮压为250KN。

在相同作业对象船的前提下，螺旋式卸船机和同等卸船生产能力的其他卸船机比较，外形尺寸小得多，在码头上占用面积和空间比较小，也不要求大跨度的轨距，螺旋式卸船机相应的腿压、轮压小，整机重量轻，它的重量仅为其他类型卸船机重量的60-70%左右。

本工程采用1400t/h螺旋式卸船机进行卸船作业，既可满足生产任务，也无需对码头进行加固改造，大大节约了码头水工投资成本。

4.3环保效果好

因本工程码头位于中山市二级水源保护区，该区域对粉尘污染有严格的要求。

螺旋式卸船机卸船时，是在煤炭表面下提取物料，整个卸船机的煤炭输送机系统，是完全密闭的。卸煤过程中，不会发生物料泄漏，能较好防止粉尘外泄和噪音污染。根据一年来的运行来看，螺旋式卸船机卸船时，周围未见煤粉扬尘；完成卸船后，码头地面干净。

5.结语

中山火力发电有限公司煤炭码头装卸设施改造工程已于2016年1月通过了交工验收，从一年多的运行效果来看，码头装卸工艺流畅、高效、环保，运作效果达到了预期目的。本工程是高效环保型的螺旋式卸船机第一次在内河小型卸煤码头的成功应用，虽然螺旋式卸船机投资较大，但其在提高不可再生的岸线资源使用价值、增大码头年通过能力、拓宽船舶的适应性、提升环保等级等方面有着不可替代的优势，具有很好的示范作用和推广应用前景。

参考文献：

[1]中山火力发电有限公司扩建工程配套煤炭码头装卸设施改造工程施工图设计.广州：中交四航局港湾工程设计院有限公司，2015.

[2]中山火力发电有限公司扩建工程煤炭码头装卸设施改造工程卸船机选型专题.广州：中交四航局港湾工程设计院有限公司，2014.

[3]螺旋式卸船机在内河煤炭码头的应用.唐斌：华南交通工程技术；2017.