浙能嘉興獨(dú)山煤炭中轉(zhuǎn)碼頭工程為典型的煤炭“海河中轉(zhuǎn)聯(lián)運(yùn)”項(xiàng)目。工程建設(shè)地點(diǎn)為嘉興港。項(xiàng)目建設(shè)3個(gè)3.5萬噸級(jí)海運(yùn)煤炭接卸泊位、18個(gè)500噸級(jí)內(nèi)河裝船和待泊泊位以及相應(yīng)配套設(shè)施，碼頭長(zhǎng)694m，年通過能力3100萬噸（接卸能力1560萬噸，裝船能力1540萬噸），工程計(jì)劃于2015年全面投產(chǎn)。

　　【摘要】本文介紹了一種特定條件下的港口計(jì)量系統(tǒng)，通過結(jié)合工藝系統(tǒng)的緩沖筒倉設(shè)置靜態(tài)連續(xù)計(jì)量是一種新的設(shè)計(jì)思路，目前的筒倉靜態(tài)連續(xù)計(jì)量在國(guó)內(nèi)港口工程中尚無應(yīng)用實(shí)例。為此本項(xiàng)目在工可階段、初設(shè)階段及后續(xù)各階段的設(shè)計(jì)、研討、咨詢、審查、調(diào)研等一系列工作后，通過與傳統(tǒng)皮帶秤計(jì)量方案比選及對(duì)筒倉靜態(tài)計(jì)量的設(shè)計(jì)方案優(yōu)化最終確定的一種緩沖計(jì)量方式。

　　【關(guān)鍵詞】科技論文的寫作規(guī)范和要求,獨(dú)山港,裝船,計(jì)量方案,比選

　　前言

　　煤炭由外海碼頭卸船進(jìn)場(chǎng)，共布置5臺(tái)卸船機(jī)、3條卸船線，每條線出力3200t/h；煤炭出運(yùn)通過內(nèi)河港池，共布置6臺(tái)裝船機(jī)、6條裝船作業(yè)線，每條線出力1300t/h。作為典型的水-水中轉(zhuǎn)碼頭工程，煤炭的進(jìn)出港計(jì)量是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。本文主要對(duì)內(nèi)河裝船的計(jì)量系統(tǒng)工藝方案選型及相關(guān)特點(diǎn)等進(jìn)行了比選介紹。

　　1裝船計(jì)量方案設(shè)計(jì)

　　在裝船工藝上，為做到取料流程不停而裝船流程暫停，通過裝船臂的旋轉(zhuǎn)對(duì)相鄰泊位裝船發(fā)揮效率，須在C7皮帶機(jī)頭部設(shè)置緩沖倉進(jìn)行緩沖作用。C7ABC皮帶機(jī)：B=1600m，V=3.15m/s，Q=2600t/h（共3條），下一級(jí)C8ABCDEF皮帶機(jī)：B=1200m，V=3.15m/s，Q=1300t/h（共6條）。在初設(shè)咨詢、審查、專題研究及專題調(diào)研了鐵路裝車樓靜態(tài)計(jì)量設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合本工程實(shí)際現(xiàn)狀及需求，對(duì)裝船計(jì)量提出了電子皮帶秤和筒倉靜態(tài)稱重兩個(gè)計(jì)量方案。下面對(duì)兩個(gè)方案的比選進(jìn)行說明。

　　1.1電子皮帶秤計(jì)量方案

　　傳統(tǒng)式皮帶秤的計(jì)量效果、計(jì)量結(jié)果存在一定爭(zhēng)議，皮帶秤在實(shí)際使用中貿(mào)易糾分時(shí)有發(fā)生，但作為內(nèi)部運(yùn)營(yíng)管理或?qū)ν赓Q(mào)易結(jié)算，電子皮帶秤仍是目前碼頭最廣泛使用的計(jì)量方式�？紤]到本工程內(nèi)河碼頭裝船量大、裝船線多的實(shí)際情況，宜選用布置簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠、管理和維護(hù)量小的計(jì)量產(chǎn)品，而陣列式皮帶秤能更適合本工程。因此，皮帶秤方案按陣列式皮帶秤進(jìn)行設(shè)計(jì)選型。

　　根據(jù)裝船工藝布置，C7ABC皮帶機(jī)頭部下各設(shè)置一個(gè)緩沖筒倉，容量800t，整體高度21.5m。每個(gè)緩沖筒倉對(duì)應(yīng)2路裝船皮帶機(jī)（C8AB、C8CD、C8EF）。結(jié)合工藝平面布置，陣列式皮帶秤設(shè)置在C8ABCDEF皮帶機(jī)尾部斜坡段上，每條皮帶機(jī)上布置一套，皮帶秤稱重單元數(shù)為8組，所需安裝長(zhǎng)度為19.2m。皮帶機(jī)斜坡段的直線段長(zhǎng)度不小于30m，滿足陣列式皮帶秤安裝長(zhǎng)度要求，可對(duì)每臺(tái)裝船機(jī)裝船實(shí)施計(jì)量，皮帶秤采用靜態(tài)掛碼校驗(yàn)。

　　本方案采用陣列式皮帶秤，直接安裝在裝船皮帶機(jī)上，與緩沖倉相互獨(dú)立布置，計(jì)量、緩沖功能分開，避免計(jì)量裝置對(duì)工藝系統(tǒng)的影響，對(duì)裝船工藝系統(tǒng)的布置和出運(yùn)能力不存在大的影響。

　　1.2筒倉靜態(tài)稱重計(jì)量方案

　　1.2.1初設(shè)時(shí)的計(jì)量方案

　　在初設(shè)階段，筒倉靜態(tài)計(jì)量方案作為裝船計(jì)量的推薦方案。根據(jù)工藝布置，筒倉外形尺寸：長(zhǎng)寬11.5m×12.7m，凈高26m；4個(gè)220t緩沖計(jì)量倉。筒倉設(shè)置在C7和C8皮帶機(jī)之間，為保證裝船作業(yè)的連續(xù)性，C8每路皮帶機(jī)上設(shè)置2個(gè)筒倉，在一個(gè)筒倉出料裝船時(shí)，另一個(gè)筒倉完成裝料和計(jì)量工作，兩個(gè)筒倉交替計(jì)量，最終可得出每路裝船皮帶機(jī)的裝船總量。因一路C7皮帶機(jī)對(duì)應(yīng)兩路C8皮帶機(jī)，所以C7ABC皮帶機(jī)頭部下設(shè)置了4個(gè)筒倉，4個(gè)筒倉各設(shè)置一套計(jì)量裝置，為能向一組的4個(gè)筒倉供料，C7ABC皮帶機(jī)頭部漏斗下設(shè)置一旋轉(zhuǎn)式供料裝置。筒倉底部設(shè)置活化給料機(jī)，每個(gè)筒倉容量220t，稱量準(zhǔn)確度為0.2級(jí)，整體高度約26m。

　　工藝流程為：上級(jí)皮帶機(jī)下接1套旋轉(zhuǎn)給料機(jī)，下面布置4個(gè)緩沖計(jì)量一體化倉，前后2個(gè)倉為一組，共為二組分別對(duì)應(yīng)下面的一路皮帶機(jī)，分別進(jìn)行裝料、靜態(tài)計(jì)量和放料的動(dòng)態(tài)切換，實(shí)現(xiàn)連續(xù)給料和非連續(xù)靜態(tài)計(jì)量。流程簡(jiǎn)圖如下：皮帶機(jī)→旋轉(zhuǎn)給料機(jī)→緩沖計(jì)量一體倉→活化給料機(jī)→裝船皮帶機(jī)

　　1.2.2廠商提供的計(jì)量方案

　　鐵路裝車樓的計(jì)量系統(tǒng)采用靜態(tài)計(jì)量，與本項(xiàng)目的筒倉靜態(tài)計(jì)量功能類似，其設(shè)計(jì)理念和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)可以為本項(xiàng)目借鑒。經(jīng)項(xiàng)目公司聯(lián)系，申克（德國(guó)）、卡那瓦（美國(guó)）、山東泰安等公司來項(xiàng)目公司與設(shè)計(jì)院一起就本項(xiàng)目的靜態(tài)計(jì)量方案進(jìn)行了技術(shù)交流。（三家公司均認(rèn)為本項(xiàng)目采用筒倉靜態(tài)計(jì)量技術(shù)可行）

　　在技術(shù)交流過程中，對(duì)初設(shè)的計(jì)量方案提出了優(yōu)化。廠商提供的方案與原設(shè)計(jì)方案原理一致，都為結(jié)合緩沖筒倉設(shè)置計(jì)量裝置，主要優(yōu)化設(shè)計(jì)如下：

　　（1）C7ABC皮帶機(jī)頭部下原4個(gè)220t的獨(dú)立小筒倉合并為一個(gè)500t的大筒倉，取消回轉(zhuǎn)給料機(jī)構(gòu)；（2）500t大緩沖倉下設(shè)置4個(gè)50t的定量倉，計(jì)量單元較原220t大為減小；（3）取消原定量倉下的活化給料機(jī)，避免給料機(jī)的振動(dòng)對(duì)計(jì)量傳感器的影響。

　　下面簡(jiǎn)述德國(guó)申克公司技術(shù)方案

　　筒倉靜態(tài)稱重計(jì)量系統(tǒng)由稱重系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、鋼結(jié)構(gòu)等組成，其中稱重系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)為自主開發(fā)研制，控制元件、傳感器外購(gòu)，申克公司系統(tǒng)集成。緩沖倉和定量倉的設(shè)計(jì)，申克保證倉內(nèi)的煤以全料流方式流動(dòng)，不產(chǎn)生粘倉和堵塞。閘門與緩沖倉法蘭聯(lián)接，采用柔性密封聯(lián)接，避免稱量過程產(chǎn)生影響。

　　該方式的計(jì)量過程為：物料從堆場(chǎng)通過取料機(jī)取料后輸送至C7ABC皮帶機(jī)。C7ABC皮帶機(jī)頭部下各設(shè)置一個(gè)大緩沖倉進(jìn)行緩沖，每個(gè)緩沖倉下面設(shè)置4個(gè)給料口，分別向下面的4個(gè)50t定量倉進(jìn)行給料，并通過定量倉進(jìn)行定量稱重。每2個(gè)定量倉對(duì)一路裝船皮帶機(jī)，由定量倉下的給煤機(jī)分別向裝船皮帶機(jī)C8ABCDEF喂料，完成稱重計(jì)量工作。工藝流程簡(jiǎn)圖及布置圖如下：皮帶機(jī)→緩沖倉→計(jì)量倉→給料機(jī)構(gòu)→裝船皮帶機(jī)筒倉靜態(tài)計(jì)量布置簡(jiǎn)圖

　　本方案的靜態(tài)稱重計(jì)量系統(tǒng)與緩沖倉相結(jié)合，采用靜態(tài)計(jì)量，計(jì)量的精度容易保證，特別是采用定量倉的方式，相對(duì)于皮帶秤連續(xù)計(jì)量，對(duì)單艘船舶的裝船量能更加精確的控制。定量倉下的給料機(jī)構(gòu)為甲帶式，減少了振動(dòng)給料機(jī)對(duì)計(jì)量傳感器的影響。

　　美國(guó)卡那瓦公司和山東泰安公司的技術(shù)方案總體上與德國(guó)申克公司類似，主要結(jié)構(gòu)均為500t緩沖倉+4×50t計(jì)量倉+給料、放料閘門+給料機(jī)構(gòu)，整體為鋼結(jié)構(gòu)。

　　三家公司區(qū)別主要是：在倉的外形和定量倉下的給料方式：申克公司的緩沖倉和定量倉均為圓形、定量倉下采用甲帶給料機(jī)，卡那瓦公司的緩沖倉和定量倉均為方形、定量倉下采用放料倉。山東泰安公司的緩沖倉和定量倉均為方形、定量倉下采用甲帶給料機(jī)。另整個(gè)筒倉高度有所不同。

　　2計(jì)量方案綜合比較

　　本文的裝船計(jì)量的陣列式皮帶秤和筒倉靜態(tài)計(jì)量?jī)深惙桨冈诩夹g(shù)上都可行，都能滿足本工程的計(jì)量要求。兩類方案主要就以下方面比較：

　�。�1）國(guó)家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。斗秤屬于靜態(tài)計(jì)量，其國(guó)家法定標(biāo)準(zhǔn)為0.2%，最高精度可達(dá)0.1%；皮帶秤屬于動(dòng)態(tài)計(jì)量裝置，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是0.5%。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來看，筒倉靜態(tài)計(jì)量與皮帶秤的精度等級(jí)差為0.3%。

　　（2）應(yīng)用的廣泛性。陣列式皮帶秤在港口、礦業(yè)等行業(yè)都有所應(yīng)用，經(jīng)調(diào)研至今已有良好業(yè)績(jī)和使用情況。大型筒倉靜態(tài)計(jì)量目前在港口行業(yè)沒有找到應(yīng)用實(shí)例，但可參考裝車樓的設(shè)計(jì)。

　　（3）工藝系統(tǒng)的可靠性。皮帶秤布置簡(jiǎn)單，對(duì)工藝系統(tǒng)布置沒有影響，緩沖倉的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作機(jī)構(gòu)少，但日常維護(hù)工作量較大。筒倉靜態(tài)計(jì)量的工藝結(jié)構(gòu)主要為一個(gè)大緩沖倉下接四個(gè)小計(jì)量倉，各煤閘門采用液壓結(jié)構(gòu)，整個(gè)工藝已在火車裝車樓系統(tǒng)中長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

　�。�4）計(jì)量精度的可靠性。皮帶秤受環(huán)境影響因素多，精度穩(wěn)定性相對(duì)較差。筒倉靜態(tài)計(jì)量是處于靜止?fàn)顟B(tài)，受環(huán)境的影響小，穩(wěn)定性好。采用靜態(tài)計(jì)量可減少貿(mào)易糾紛，提高市場(chǎng)認(rèn)可度。

　�。�5）檢驗(yàn)和標(biāo)定。筒倉靜態(tài)計(jì)量無需日常校驗(yàn)，主要是年檢時(shí)砝碼須外送至技監(jiān)部門進(jìn)行標(biāo)定。皮帶秤須經(jīng)常檢查零位，兩者相差不能超過±0.25%，否則就要進(jìn)行調(diào)整，需定期標(biāo)定。皮帶秤的校驗(yàn)最為可靠的是實(shí)物標(biāo)定，但受現(xiàn)有條件限制，本工程不能布置實(shí)物標(biāo)定裝置。皮帶秤年檢與筒倉靜態(tài)計(jì)量的情況相仿，須技監(jiān)部門檢定發(fā)證。

　　（6）計(jì)量單元。陣列式皮帶秤一套計(jì)量單元對(duì)應(yīng)一路裝船線。筒倉靜態(tài)計(jì)量一套計(jì)量單元對(duì)應(yīng)二路裝船線。

　　（7）工藝布置。陣列式皮帶秤安裝在皮帶機(jī)上，露天布置。筒倉靜態(tài)計(jì)量與緩沖倉結(jié)合布置，為室內(nèi)布置。

　�。�8）筒倉高度。陣列式皮帶秤的緩沖倉高21.5m。筒倉靜態(tài)計(jì)量中申克高度26m，卡那瓦度28.5m，泰安高度29m。

　�。�9）投資估算。陣列式皮帶秤的計(jì)量設(shè)備投資240萬，振動(dòng)給料機(jī)660萬，倉體投資390萬，安裝費(fèi)用90萬，土建費(fèi)用600萬，合計(jì)約1980萬。筒倉靜態(tài)計(jì)量初步設(shè)計(jì)批復(fù)3154萬，德國(guó)申克投標(biāo)3890萬，美國(guó)卡那瓦投標(biāo)3992.6萬，山東泰安投標(biāo)2780萬。

　　3計(jì)量方案的最終實(shí)施

　　根據(jù)本工程特定的幾個(gè)條件：

　�。�1）營(yíng)運(yùn)方式的需要。本工程的定位是市場(chǎng)化煤炭碼頭，市場(chǎng)開拓要通過大量的貿(mào)易來實(shí)現(xiàn)，計(jì)量需要高精度、高穩(wěn)定性的計(jì)量方式，須盡量避免貿(mào)易糾紛的發(fā)生。

　�。�2）內(nèi)河裝船噸級(jí)的制約。國(guó)內(nèi)的煤炭中轉(zhuǎn)碼頭裝船一般采用電子皮帶秤，內(nèi)河的裝船碼頭一般在一千噸級(jí)以上。本工程內(nèi)河裝船的設(shè)計(jì)噸級(jí)（500噸）是相當(dāng)小的，小船的計(jì)量難度增加，對(duì)計(jì)量精度的偏差更加敏感，仍然采用精度較低的0.5級(jí)的皮帶秤不太可行，需要更高精度的方式――筒倉靜態(tài)計(jì)量，精度可以達(dá)到0.2級(jí)，以滿足要求。

　�。�3）流通量大的要求。本工程內(nèi)河裝船量為每年約1500萬噸，在有效的作業(yè)時(shí)間內(nèi)，每天的作業(yè)量平均近5萬噸，按設(shè)計(jì)噸級(jí)折算，每天為100條。國(guó)內(nèi)其它流通量小的也有用地磅稱重再裝船的，但是效率太低，能耗也偏大，本工程顯然無法這樣做，否則根本無法完成裝船任務(wù)�，F(xiàn)設(shè)計(jì)的筒倉靜態(tài)計(jì)量結(jié)構(gòu)與裝車樓類似，最大出運(yùn)能力完全能夠滿足本工程的裝船量要求。

　�。�4）生產(chǎn)工藝流程的匹配和機(jī)械化程度。本工程是專業(yè)化的煤炭碼頭，機(jī)械化、自動(dòng)化程度較高，若采用地磅、軌道衡、單個(gè)筒倉等其它形式的靜態(tài)計(jì)量均無法與現(xiàn)有工藝實(shí)現(xiàn)無縫聯(lián)接。采用大緩沖倉下接四個(gè)計(jì)量倉的結(jié)構(gòu)形式，很好地解決了皮帶機(jī)系統(tǒng)喂料和給料的連續(xù)性，使靜態(tài)計(jì)量與現(xiàn)有工藝流程有了完美的對(duì)接。

　　因此，內(nèi)河筒倉靜態(tài)計(jì)量方案結(jié)構(gòu)上借鑒了裝車樓等穩(wěn)定可靠的計(jì)量技術(shù)，也凝聚了制造商、設(shè)計(jì)院和項(xiàng)目公司等的心血和智慧。該結(jié)構(gòu)形式很好地解決了精度、效率和工藝接口等一系列問題，是適合本項(xiàng)目特定條件下的最優(yōu)化選擇，也為國(guó)內(nèi)其他類似工程提供借鑒。

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