浙能嘉興獨山煤炭中轉(zhuǎn)碼頭工程為典型的煤炭“海河中轉(zhuǎn)聯(lián)運”項目。工程建設(shè)地點為嘉興港。項目建設(shè)3個3.5萬噸級海運煤炭接卸泊位、18個500噸級內(nèi)河裝船和待泊泊位以及相應(yīng)配套設(shè)施，碼頭長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)計量是一種新的設(shè)計思路，目前的筒倉靜態(tài)連續(xù)計量在國內(nèi)港口工程中尚無應(yīng)用實例。為此本項目在工可階段、初設(shè)階段及后續(xù)各階段的設(shè)計、研討、咨詢、審查、調(diào)研等一系列工作后，通過與傳統(tǒng)皮帶秤計量方案比選及對筒倉靜態(tài)計量的設(shè)計方案優(yōu)化最終確定的一種緩沖計量方式。

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

　　前言

　　煤炭由外海碼頭卸船進場，共布置5臺卸船機、3條卸船線，每條線出力3200t/h；煤炭出運通過內(nèi)河港池，共布置6臺裝船機、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，煤炭的進出港計量是一個重要環(huán)節(jié)。本文主要對內(nèi)河裝船的計量系統(tǒng)工藝方案選型及相關(guān)特點等進行了比選介紹。

　　1裝船計量方案設(shè)計

　　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)對相鄰泊位裝船發(fā)揮效率，須在C7皮帶機頭部設(shè)置緩沖倉進行緩沖作用。C7ABC皮帶機：B=1600m，V=3.15m/s，Q=2600t/h（共3條），下一級C8ABCDEF皮帶機：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)計量設(shè)計的基礎(chǔ)上，結(jié)合本工程實際現(xiàn)狀及需求，對裝船計量提出了電子皮帶秤和筒倉靜態(tài)稱重兩個計量方案。下面對兩個方案的比選進行說明。

　　1.1電子皮帶秤計量方案

　　傳統(tǒng)式皮帶秤的計量效果、計量結(jié)果存在一定爭議，皮帶秤在實際使用中貿(mào)易糾分時有發(fā)生，但作為內(nèi)部運營管理或?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量方式�？紤]到本工程內(nèi)河碼頭裝船量大、裝船線多的實際情況，宜選用布置簡單、穩(wěn)定可靠、管理和維護量小的計量產(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行設(shè)計選型。

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

　　本方案采用陣列式皮帶秤，直接安裝在裝船皮帶機上，與緩沖倉相互獨立布置，計量、緩沖功能分開，避免計量裝置對工藝系統(tǒng)的影響，對裝船工藝系統(tǒng)的布置和出運能力不存在大的影響。

　　1.2筒倉靜態(tài)稱重計量方案

　　1.2.1初設(shè)時的計量方案

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

　　工藝流程為：上級皮帶機下接1套旋轉(zhuǎn)給料機，下面布置4個緩沖計量一體化倉，前后2個倉為一組，共為二組分別對應(yīng)下面的一路皮帶機，分別進行裝料、靜態(tài)計量和放料的動態(tài)切換，實現(xiàn)連續(xù)給料和非連續(xù)靜態(tài)計量。流程簡圖如下：皮帶機→旋轉(zhuǎn)給料機→緩沖計量一體倉→活化給料機→裝船皮帶機

　　1.2.2廠商提供的計量方案

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

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

　　（1）C7ABC皮帶機頭部下原4個220t的獨立小筒倉合并為一個500t的大筒倉，取消回轉(zhuǎn)給料機構(gòu)；（2）500t大緩沖倉下設(shè)置4個50t的定量倉，計量單元較原220t大為減�。唬�3）取消原定量倉下的活化給料機，避免給料機的振動對計量傳感器的影響。

　　下面簡述德國申克公司技術(shù)方案

　　筒倉靜態(tài)稱重計量系統(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，申克公司系統(tǒng)集成。緩沖倉和定量倉的設(shè)計，申克保證倉內(nèi)的煤以全料流方式流動，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。

　　該方式的計量過程為：物料從堆場通過取料機取料后輸送至C7ABC皮帶機。C7ABC皮帶機頭部下各設(shè)置一個大緩沖倉進行緩沖，每個緩沖倉下面設(shè)置4個給料口，分別向下面的4個50t定量倉進行給料，并通過定量倉進行定量稱重。每2個定量倉對一路裝船皮帶機，由定量倉下的給煤機分別向裝船皮帶機C8ABCDEF喂料，完成稱重計量工作。工藝流程簡圖及布置圖如下：皮帶機→緩沖倉→計量倉→給料機構(gòu)→裝船皮帶機筒倉靜態(tài)計量布置簡圖

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

　　美國卡那瓦公司和山東泰安公司的技術(shù)方案總體上與德國申克公司類似，主要結(jié)構(gòu)均為500t緩沖倉+4×50t計量倉+給料、放料閘門+給料機構(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，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。另整個筒倉高度有所不同。

　　2計量方案綜合比較

　　本文的裝船計量的陣列式皮帶秤和筒倉靜態(tài)計量兩類方案在技術(shù)上都可行，都能滿足本工程的計量要求。兩類方案主要就以下方面比較：

　　（1）國家計量標準。斗秤屬于靜態(tài)計量，其國家法定標準為0.2%，最高精度可達0.1%；皮帶秤屬于動態(tài)計量裝置，國家標準是0.5%。按國家標準來看，筒倉靜態(tài)計量與皮帶秤的精度等級差為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)績和使用情況。大型筒倉靜態(tài)計量目前在港口行業(yè)沒有找到應(yīng)用實例，但可參考裝車樓的設(shè)計。

　�。�3）工藝系統(tǒng)的可靠性。皮帶秤布置簡單，對工藝系統(tǒng)布置沒有影響，緩沖倉的結(jié)構(gòu)簡單，工作機構(gòu)少，但日常維護工作量較大。筒倉靜態(tài)計量的工藝結(jié)構(gòu)主要為一個大緩沖倉下接四個小計量倉，各煤閘門采用液壓結(jié)構(gòu)，整個工藝已在火車裝車樓系統(tǒng)中長期穩(wěn)定可靠運行。

　�。�4）計量精度的可靠性。皮帶秤受環(huán)境影響因素多，精度穩(wěn)定性相對較差。筒倉靜態(tài)計量是處于靜止狀態(tài)，受環(huán)境的影響小，穩(wěn)定性好。采用靜態(tài)計量可減少貿(mào)易糾紛，提高市場認可度。

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

　�。�6）計量單元。陣列式皮帶秤一套計量單元對應(yīng)一路裝船線。筒倉靜態(tài)計量一套計量單元對應(yīng)二路裝船線。

　�。�7）工藝布置。陣列式皮帶秤安裝在皮帶機上，露天布置。筒倉靜態(tài)計量與緩沖倉結(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。陣列式皮帶秤的計量設(shè)備投資240萬，振動給料機660萬，倉體投資390萬，安裝費用90萬，土建費用600萬，合計約1980萬。筒倉靜態(tài)計量初步設(shè)計批復(fù)3154萬，德國申克投標3890萬，美國卡那瓦投標3992.6萬，山東泰安投標2780萬。

　　3計量方案的最終實施

　　根據(jù)本工程特定的幾個條件：

　�。�1）營運方式的需要。本工程的定位是市場化煤炭碼頭，市場開拓要通過大量的貿(mào)易來實現(xiàn)，計量需要高精度、高穩(wěn)定性的計量方式，須盡量避免貿(mào)易糾紛的發(fā)生。

　　（2）內(nèi)河裝船噸級的制約。國內(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以上。本工程內(nèi)河裝船的設(shè)計噸級（500噸）是相當小的，小船的計量難度增加，對計量精度的偏差更加敏感，仍然采用精度較低的0.5級的皮帶秤不太可行，需要更高精度的方式――筒倉靜態(tài)計量，精度可以達到0.2級，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)時間內(nèi)，每天的作業(yè)量平均近5萬噸，按設(shè)計噸級折算，每天為100條。國內(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)計的筒倉靜態(tài)計量結(jié)構(gòu)與裝車樓類似，最大出運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械化程度。本工程是專業(yè)化的煤炭碼頭，機械化、自動化程度較高，若采用地磅、軌道衡、單個筒倉等其它形式的靜態(tài)計量均無法與現(xiàn)有工藝實現(xiàn)無縫聯(lián)接。采用大緩沖倉下接四個計量倉的結(jié)構(gòu)形式，很好地解決了皮帶機系統(tǒng)喂料和給料的連續(xù)性，使靜態(tài)計量與現(xiàn)有工藝流程有了完美的對接。

　　因此，內(nèi)河筒倉靜態(tài)計量方案結(jié)構(gòu)上借鑒了裝車樓等穩(wěn)定可靠的計量技術(shù)，也凝聚了制造商、設(shè)計院和項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，是適合本項目特定條件下的最優(yōu)化選擇，也為國內(nèi)其他類似工程提供借鑒。

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