摘要:为解决散货卸料污染重、环保成本高等问题，从散货卸料工艺流程入手，分析了卸料系统的功能需求。以码头散粮卸料为研究对象，从卸料工艺规划、卸料设备选择、除尘系统选择、码头皮带机布置等方面综合考虑，开发了基于船岸一体化的环保型卸料系统，介绍了关键部件的功能设计。该设计方案可为散货装卸码头的环保型卸料系统规划、装卸设备选择提供参考。
关键词:船岸一体化;卸料系统;散货装卸;无动力除尘
1引言
控制粉尘污染是散货码头面临的重大课题。目前常用方式是在卸料系统中增设相应的除尘设备，但因设备投入高或者设备运行费用高等原因，不能高效、低成本地解决散货装卸粉尘污染问题。为此，从卸料工艺规划、卸料设备选择、除尘系统选择、码头皮带机布置等方面综合考虑的船岸一体化方案是解决该问题的方向。以码头散粮卸料为例，设计基于船岸一体化的环保型卸料系统，为绿色散货码头建设提供一种低成本、环保型卸料系统解决方案。
2功能需求分析
依据散粮的流向，散粮装卸工艺分为陆进水出的散粮出口装卸工艺和水进陆(水)出的散粮进口装卸工艺，以水进陆出的散粮进口卸斜系统为研究对象，卸料系统的设计应满足如下功能需求:(1)有较强的适应能力，能够应对不同船型卸船要求，有利于码头的可持续发展。(2)技术成熟、安全可靠，各环节衔接紧密，与码头工艺系统中各子系统的能力尽量匹配。(3)采用能耗低、污染少、维修简便的设备，满足节能、环保的要求，降低营运费用，改善工作环境。进口粮食运输主要采用6～8万t级巴拿马型，是世界粮食船队中具有代表性船舶[1]，具体功能需求为:(1)适应50000～100000DWT船舶卸船作业的需要(以7万t散粮船为主，兼顾10万t)。(2)货种为大豆等散粮，兼顾件杂货吊装。(3)额定效率700t/h(粮食)。(4)环保满足相关标准要求。根据功能需求，物料流向规划为:船舱→抓斗→除尘料斗→埋刮板机→密封皮带机→筒仓→装车。
3环保型卸料系统关键技术
3.1总体设计
根据功能需求，按照物料流向规划，可选择多种卸料设备[2]。为了实现船岸一体化，需使整个卸料过程的起尘点几乎全部在封闭空间内，达到节能环保效果，同时不影响其灵活性与适应性。因此，环保型卸料系统主要包括门座起重机(以下简称门机)、伸缩式无动力除尘料斗系统、双进料口埋刮板机、分叉溜料筒、密封皮带机等环保型物料输送设备。带斗门机从散货船舱内抓取货物，放至无动力除尘料斗中，经溜料筒进入埋刮板机，由埋刮板机完成物料水平运输，经分叉溜料筒换向选择流至指定的密封皮带机上，完成物料输送。从成本和吊装灵活性等方面考虑，设计开发额定起重量为25t，最大幅度40m带斗门机，配备环保型卸料装备，总体方案见图1。
3.2卸料装备关键部件功能设计
卸料装备主要由伸缩梁、无动力除尘料斗、溜料筒、埋刮板机、分叉溜料筒、密封皮带机等部件构成(见图2)。伸缩梁主要承担无动力除尘料斗、溜料筒及其内物料等自重和冲击载荷，并能携料斗及溜料筒水平移动，使溜料口可对准埋刮板机的1#或2#口，从而允许料斗有2个工作位置，为船的停靠提供足够的空间，适应不同的船型。无动力除尘料斗用于接、卸物料，主要由料斗本体、挡尘帘格栅、防风抑尘网、接料板等部件组成，主要抑尘部件为挡尘帘格栅和防风抑尘网。如图2中局部放大图Ⅰ所示，挡尘帘格栅由固定骨架和自平衡常闭式旋转挡板组成，抓斗在料斗上方挡风板形成的空间内打开，物料在重力作用下推开自平衡常闭式旋转挡板，落入料斗内部。旋转挡板靠自重自动封闭，不需要任何的水、电及压缩空气作为动力，实现对料流及气流的控制，减少卸料冲击过程产生的扬尘外逸。防风抑尘网可以将风速降低80%以35上，使得抓斗打开时产生的扬尘几乎不受外界风的影响，可以在自重的情况下坠落到料斗上，避免粉尘的外逸。埋刮板机主要由封闭断面的壳体(机槽)、刮板链条、驱动装置及张紧装置等部件构成，设备结构简单、体积小、密封性能好、安装维修较方便。本方案采用两点进料，单点卸料的布置形式，配备2个进料口，根据不同船型需求，溜料筒可选择对准1#或2#口，当对准后，如图2中局部放大Ⅱ所示，顶升液压缸推动埋刮板进料口伸缩法兰向上移动，压紧溜料筒下部法兰上设置的P型密封圈，起到密封防逸尘作用。卸料过程中，可用调节挡板调节物料下落的方向，尽量确保物料垂直下落，防止物料仅对落料口的一侧冲击、磨损。分叉溜料筒接在埋刮板机卸料口下部，物料在埋刮板机内完成水平输送后落入分叉溜料筒，通过分叉处摆动式出料阀的控制，使物料经过分叉溜料筒落入相应的码头密封皮带机上，经密封皮带机传送至筒仓。码头密封皮带机密封罩壳上部，在沿门机运行方向设置若干自动密封盖(见图3)，分叉溜料筒下部设置伸缩法兰，法兰上设置P型密封圈。分叉溜料筒下部卸料口与码头密封皮带机进料口的自动密封盖对齐后，伸缩法兰向下移动，压紧自动密封盖。自动密封盖在压力作用下打开，使分叉溜料筒下部与密封皮带机连通，并防止粉尘外逸。卸料过程中可根据料流情况调节导料板，确保物料垂直落入皮带机，防止码头皮带机跑偏。
4结语
该系统利用抓斗，通过无动力除尘料斗把船、岸联系在一起，使整个卸料过程的起尘点几乎全部在封闭空间内，能够较好地控制粉尘污染。实践表明，该环保型卸料系统技术成熟可靠，适应性强。从卸料工艺规划、卸料设备选择、除尘系统选择、码头皮带机布置等方面综合考虑，采用带伸缩料斗的门座起重机，兼顾了散粮卸料和件杂货装卸，可满足50000～100000DWT船舶卸船作业的需要。
参考文献
[1]薛津.天津港二公司散粮接卸效率提升策略[D].大连:大连海事大学，2014.
[2]施建伟.大型散粮专用连续卸船机[J].起重运输机械，2005(3):9-12.
《基于船岸一体化的环保型卸料系统设计》来源：《港口装卸》，作者:李琳 周宝
