日照港东煤南移工程工艺设计简析

熊玲燕，梁孝诚

（中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300220）

引言

日照港是以大宗散货为主的多货种综合性运输港口，承担着我国“西煤东运”、“北煤南调”的重要任务。石臼港区东作业区北侧的煤炭堆场紧邻日照市旅游风景区和城市居民区，对城市环境和居民生活均存在较大影响。根据石臼港区规划调整方案，在日照港港城发展矛盾突出的背景下，本着“东煤南移”、“南散北集”布局的原则，南作业区定位为主要承担煤炭、金属矿石、非金属矿石等对环境污染较大货种的装卸作业。因此，从改善城市环境、提高居住质量的角度考虑，计划将现有专业化煤炭装船系统搬迁转移至南作业区，本期工程改造南5#～7#泊位为专业化煤炭泊位。

码头工程从前期工作到投产运营历时4 年，工艺设备不断提升，装卸工艺系统也进行多次优化，本文将工艺设计过程进行简析，为类似工程的设计及建设提供借鉴。

1 主要设计参数

1）建设规模：1 个10 万t 级泊位和2 个5万t 级泊位。另预留1 个10 万t 级泊位。

2）货种及设计年运量：煤炭2 500 万t。

3）货物集疏集运方式：每年2 300 万t 煤炭通过铁路集港，200 万t 煤炭通过汽车集港，散货船疏港；

4）设计车型：C61、C62A、C64、C70、C80E、C96；

5）列车编组重量：以5 000 t 列车编组模式送车；

6）设计船型：5 000 DWT～100 000 DWT；

7）到港船型的平均载重量：10 万t 级泊位，5.0 万t/艘；5 万t 级泊位，3.0 万t/艘；

8）年营运天：装船泊位343 d；铁路卸车和散货堆场350 d；

9）物料平均堆存天：15 d；

10）货物进入堆场比例：100 %进入本工程堆场。

2 装卸工艺方案的研究

本工程92 %的煤炭通过铁路集港，8 %的煤炭通过汽车集港。宜采用专业化散货作业模式，即码头宜采用装船机进行装船作业，堆场宜采用堆料机、取料机或堆取料机进行堆码垛作业，火车卸车作业宜采用翻车机。为节省投资，本工程翻车机、堆料机、部分取料机、带式输送机部件均采用东港搬迁过来的设备。

2.1 翻车机小区工艺方案

翻车机适应车型复杂，包括 C61、C62A、C64、C70、C80E、C96 等车型，沿用以前的双翻作业模式，配置2 台C 型双车翻车机（CD1、CD2）作业，考虑到带式输送机部件利旧，额定能力和搬迁之前保持一致，为3 600 t/h。结合远期发展需求，在其东侧预留两台翻车机。

2.2 码头装船工艺方案

将石臼港区既有南5#～7#通用泊位改造为专业化装船泊位，码头前沿配备2 台移动伸缩式装船机（SL1、SL2），其中SL1 适应船型为5 000 DWT～50 000 DWT 散货船，SL2 适应船型为20 000 DWT～100 000 DWT 散货船；两台装船机轨内布置2 条码头带式输送机，并充分考虑远期发展，预留1 条码头带式输送机。

装船机单机额定能力6 000 t/h，轨距18 m，SL1 装船机回转半径32.9 m，伸缩行程为13.5 m；SL2 装船机回转半径为 44.9 m，伸缩行程为19.4 m。

装船泊位为顺岸布置，码头上原配置有40 t门座起重机，轨距10.5 m，海侧轨距离码头前沿线3 m。为了减小码头改造量，节约工程投资，本工程装船机海侧轨道利用既有门机海侧轨道，并在码头后方布置装船机陆侧轨道。

2.3 堆场装卸工艺方案

本着尽可能利旧、并充分结合实际需求的原则，本工程堆场采用堆料机、取料机和堆取料机进行装卸作业，并在堆场四周设置防风网及绿化带进行抑尘环保。

堆场有效宽度为633 m，堆场内共布置11条坝基和11 条料堆，包括5 条堆料作业线、5条取料作业线及1 条堆取料作业线。每条堆料作业线上布置1 台堆料机，每条取料作业线上布置2 台取料机，堆取料作业线上布置1 台取料机和1 台堆取料机。共布置5 台堆料机，11 台取料机和1 台堆取料机，其中堆料机和堆取料机全部搬迁利旧，取料机9 台搬迁利旧、2 台新购。

堆料机额定能力3 600 t/h，轨距7m，回转半径30 m；取料机额定能力3 000 t/h，轨距8 m，回转半径45 m；堆取料机额定能力3 600/3 000 t/h，轨距8 m，回转半径45 m。

堆场5 条堆料作业线进行煤炭进场的卸堆作业，5 条取料作业线进行煤炭装船时的取装作业，堆场最东侧的1 条堆取料作业线可兼顾煤炭卸堆作业和煤炭入电厂的取料作业，并将堆取料线与其相邻的取料线在堆场北侧采用带式输送机进行连接，从而实现最东侧堆场煤炭装船外运的功能。

2.4 带式输送机系统工艺方案

本工程装船泊位位于西侧，翻车机小区位于东侧，堆场位于装船泊位和房车机小区的北侧。为了减少物料卸堆及取装的水平输送距离，节约投资、节能减排，本工程卸堆进场线和取料装船线均布置在堆场南侧，结合堆场南侧卸堆进场线与取料装船线布置的不同，本次设计共提出五个工艺方案。

1）工艺方案1

卸堆进场线和取料装船线采用上下平行的布置方式，其平面布置和立面布置如图1 所示，卸堆进场线位于取料装船线的正上方。该种布置形式节省工程用地，但带式输送机上下层布置以及交通组织的要求，导致该区域内的所有机房较高，建设用钢量增加，成本增加，相应的堆场堆料带式输送机尾部抬高，对堆场堆存容量也有一定影响，每条堆场的有效堆料长度约为1 066 m，实际堆场容量约为347 万t。

图1 工艺方案1 布置图

2）工艺方案2

卸堆进场线和取料装船线采用左右平行的布置方式，其平面布置和立面布置如图2 所示。卸堆进场线位于取料装船线的北侧，卸堆进场线及取料装船线各行其道，互不干涉，但该种布置形式相对分散，占地较大，机房建设较多，对堆场堆存容量也有一定影响，堆场有效长度及实际堆场容量与方案1 基本相同。

图2 工艺方案2 布置图

3）工艺方案3

工艺方案3 是在工艺方案2 的基础上，将卸堆进场线和取料装船线左右位置进行互调，即卸堆进场线位于取料装船线南侧，并将装船衔接线整体抬高5 m，以满足车辆通行要求。该种布置形式相对于工艺方案2，堆料机的作业范围更大，取料机的作业范围基本不变，运量临时波动增加时，可利用堆料机增大堆场覆盖范围堆存该部分物料，疏港可通过单斗装载机＋自卸汽车（＋取料机）的形式完成，堆场有效长度约为1 125 m，堆场容量约为362 万t。

图3 工艺方案3 布置图

4）工艺方案4

相对于工艺方案1，工艺方案4 取消卸堆进场带式输送机沿线机房，采用卸料小车向堆场堆料带式输送机进行供料；而相对工艺方案2，该种布置形式堆场有效长度和实际堆场容量与方案2 保持一致，但减少了转接机房的建设，降低了带式输送机的转接高度，减少了设备故障点，也方便后期维护保养。

图4 工艺方案4 布置图

5）工艺方案5

工艺方案5 是在工艺方案3 的基础上，将卸堆进场线和取料装船线左右位置进行互调，即卸堆进场线位于取料装船线南侧，并将取料装船线整体抬高5 m，以满足车辆通行要求。该种布置形式相对于工艺方案3，卸堆进场线及取料装船线全部为高架栈桥带式输送机，交通组织十分便利，且增大了堆料机的作业范围，取料机的作业范围相对工艺方案3 基本不变，堆场有效长度约为1 122 m，堆场容量约为361 万t。

图5 工艺方案5 布置图

上述5 个工艺方案各有利弊，如表1 所示。

表1 工艺方案比选表

经综合比选，最终将工艺方案5 作为实施方案。

3 装卸工艺主要设计要点

3.1 进出线同侧布置

卸堆进场线与取料装船线同侧布置于堆场的南侧，既缩短了翻堆带式输送机与取装带式输送机的水平输送距离，又减少了带式输送机的占地面积，同时避免在南北两侧形成对场地的切割，远期堆场北侧区域的利用将更加灵活。

3.2 卸料小车

卸料小车可以实现多点定点给料，取代了多个转接机房，节省机房投资，取消了带式输送机的逐级转接，更加节能环保。

3.3 CST 驱动系统

本工程带式输送机驱动系统采用电机＋CST 模式。CST 是专门用于输送机的可控起动传输装置，集成了一套湿式离合器系统和行星轮系减速装置，可实现主驱动电机在空载工况下启动。

4 结语

本文从翻车工艺、码头工艺、堆场工艺等多角度出发，对日照港东煤南移工程装卸工艺系统的设计工作进行总结，着重对堆场北侧带式输送机的布置形式进行论述。目前，项目一期已经投入运营，取得良好效果，装卸工艺设计中所采用的卸料小车、CST 驱动系统、多工位伸缩头等设备和技术进一步得到实践证明，具有较强的工程参考价值和借鉴意义。