第八章 散粮装卸工艺.docx

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第八章散粮装卸工艺

第八章散粮装卸工艺

第一节概述

    散粮主要包括小麦、大麦、玉米、谷类、高粱、豆类、油料等。

粮食运输主要有袋装粮食和散装粮食两种形式，也有用集装箱运输粮食的。

比较袋装粮食运输方式，散粮运输方式具有如下优点：

（1）节约了袋装粮食的包装费用、散粮的灌包和包装费用。

（2）易于实现粮食装卸的专业化，机械化。

（3）提高了粮食装卸效率。

港口装卸袋装粮食的效率较低。

（4）降低了工人的劳动强度。

   粮食是食物，在运输和装卸的过程中要严格保证其食用的质量，为此要了解粮食的特性和对装卸保管的要求。

首先是粮食的食用性。

  由于粮食是宝贵物质，所以在粮食的运输和保管时需要精确计量，还要防止货损货差，因此，散粮装卸机械化系统中必须要设置准确的计量设备。

其次，粮食具有吸附性。

再次，粮食具有流散性。

粮食还具有扬尘性。

  此外，散粮在运输和装卸过程中有许多辅助作业，如粮食的检验、熏蒸等也应在装卸工艺中作相应的考虑。

第二节散粮船舶装卸机械

一、散粮卸船机械

   散粮卸船机械可分为间歇型卸船机和连续型卸船机两大类。

间歇型卸船机是指各类抓斗卸船机，如船吊抓斗、门机抓斗、桥式抓斗卸船机等；常用的连续型散粮卸船机有吸粮机、夹皮带卸船机、链斗式卸船机、螺旋式卸船机等。

（一）抓斗卸船机

   比较连续型散粮卸船机，抓斗卸船机的使用特点是：

（1）机械的结构简单，造价低，维修保养方便。

（2）对船型和货种的适应性强。

（3）船舶装卸效率低、能耗大。

（4）抓斗闭合不严密，卸船作业过程中散粮撒落现象较为严重。

（5）粉尘污染大。

（二）吸粮机

   吸粮机是连续型散粮卸船机的常见机型。

其工作原理是用气泵或多级涡轮产生的真空压差，使管内空气急速流动，运动着的空气流把速度传递给所要运送的物料，使空气和物料一起到达接收地点，然后空气自行散失与物料分离，物料再通过码头上的机械重新转运出去。

   吸粮机的工作优点有；

（1）吸粮机结构简单，造价低，操作方便，使用灵活；

（2）飞对船型的适应性强，清舱量较小，工人的劳动强度低；

（3）易与其他运输环节相衔接。

   但在实际使用中，吸粮机还存在“三大一低”的缺点：

1）噪声大

2）粉尘大

3）能耗大

4）效率低`

   根据生产现场操作程序可把吸粮机卸船过程分为三个阶段：

第一阶段，船舶满载粮食抵港，货位高，这时吸粮机的吸嘴只需在舱内垂直上下运动，

第二阶段，物料减少，货位降低，此时要注意水平管道的上下摆动角度。

第三阶段，清舱阶段。

   提高吸粮机生产效率的措施有：

（1）采用水平、垂直伸缩输送管以增加第一、第二阶段的卸货效率；

（2）设计专用的清舱吸嘴。

清舱弯管吸嘴可绕垂直输料管作36（0转动，以增加吸料面。

提高卸船效率。

（三）夹皮带卸船机

1.工作原理

   夹皮带卸船机的工作原理是在两条垂直的、同速向上运动的皮带的两个相对侧面均匀加压，使通过喂料器进入夹皮带机的物料在两条皮带中间被夹带同步向上运动，实现物料的垂直提升。

在提升时，货物仅与皮带接触，而皮带是用密封装置与空气压力相结合的方式压紧的。

   在提升腿的顶部，夹运货物的两条皮带沿辛泡特旋转臂改变方向。

然后，通过一组溜管向码头岸边的皮带机卸料。

2.组成部分

1）喂料器

   喂料器基本上有三种形式：

螺旋喂料器、刮板输送机喂料装置和双叶轮喂料装置。

2）提升腿

3）双皮带输送机系统

4）压缩空气

5）臂架装置

6）卸料设施

7）吸尘

8）行走门座

9）液压系统

10）压缩空气系统

3.工作性能

   夹皮带卸船机具有极大灵活性：

（1）大车沿码头岸边轨道行走。

（2）可围绕门座顺时针或逆时针旋转任意角度。

（3）臂架俯仰范围为水平以下280;水平以上3600

（4）提升腿外摆距垂直方向40`，内摆距垂直方向3600

4.操作特点

上述所有动作仅由一个驾驶员操作。

5.清舱

6.夹皮带卸船机的优点

（1）卸船效率高卸船效率可达300-2000Vha

（2）灵活性高卸船机卸料口可达船舱的所有装货部位，这是抓斗式和其他形式的机械卸船机所做不到的。

（3）成本低同其他形式的卸船机相比，夹皮带卸船机不仅在基本投资上有竞争性，而且由于重量轻使码头投资也相应减少。

（4）能耗小夹皮带卸船机的能耗比相同能力的吸粮机低4倍，是所有散粮卸船机型中的能耗最小的一种机型。

不同类型卸船机的比较，请参考表8-la

（5）物料破碎少由于物料是在两条相同速度的皮带之间输送，所以实际上根本不存在物料破碎问题。

（6）粉尘小夹皮带卸船机卸料时，物料首先是经过埋在物料下面的喂料器，然后由两条边部密封的皮带夹运输送，因而其粉尘是极小的。

（7）噪声低夹皮带卸船机声音很小，实际上，其噪声仅来自主驱动马达和小型空压机。

（8）维修费用低如上表所示，夹皮带卸船机的维修费用明显低于其他类型的专用散粮卸船机型。

（四）螺旋式卸船机

1.概述

    螺旋式卸船机是一种有高大门架和垂直臂、水平臂、旋转塔、末端螺旋输送机组成的连续型卸船机。

卸船机的臂架可作上下垂直移动，垂直臂架可左右、前后摆动，以扩大工作面，门架可在轨道上移动。

2.组成与功能

   螺旋卸船机的垂直臂由箱形臂架和垂直螺旋输送机组成。

   水平臂由箱形臂架和水平螺旋输送机组成。

   螺旋式卸船机具有垂直臂摆动、水平臂俯仰、回转和大车行走的功能。

3.卸粮过程

    螺旋卸船机的卸粮过程是：

物料先在喂料机的外螺旋的作用下向下推送，然后由扇形取料螺旋向内螺旋挤送，进行垂直提升物料，被垂直提升的物料经水平臂架内的水平螺旋输送机运到卸船机顶部的分料环，将物料转运到接运皮带输送机至卸料点。

4.螺旋卸船机的主要技术规格

   卸散粮用的两种螺旋式卸船机主要技术规格如表8-2所示。

5.使用特点和使用情况

   螺旋卸船机的使用特点是：

1）能耗低

2）对货种的适应性强

3）密封性好扬尘性小。

4）粮食的破碎大

（五）斗式卸船机

1.卸船机组成

   与螺旋卸船机相仿，斗式卸船机也是一种有高大门架和垂直臂、水平臂、旋转塔、末端输送机组成的连续型卸船机。

卸船机的臂架可作上下垂直移动，垂直臂架可左右、前后摆动，以扩大工作面，门架可在轨道上移动。

2.使用特点

1）结构简单

2）操作方便。

3）卸船效率好

4）能耗省

5）防尘性能好

6）用途广泛

7）存在的缺点

3.卸船作业

1）卸船顺序

2）清舱作业

（六）埋挂板卸船机

1.工作原理

   其主要部件是一台封闭的带有刮板的、循环在一个封闭的矩形钢板槽中连续运转，物料从下端开口处流出箱体，受刮板的运动推力而上，至出口处卸出。

这种提升机适用于散货船，尤其是巨型散粮船的连续卸船作业。

2.卸船机组成

   埋刮板卸船机是由垂直提升机、水平输送机和门机架等主要部件组成。

散粮卸船和输送的埋刮板输料链是安装在垂直提升机和水平输送机内。

3.卸粮过程

4.工作特点

   埋刮板卸船机与气吸式、螺旋式、夹皮带式及抓斗式等比较，其主要特点是：

（1）能耗小、输送能力大；

（2）卸船效率高、卸船时比夹皮带机占用船舱的空间少，并能适用于大倾角卸船情况；

（3）输送系统封闭性好，可防粉尘扩散造成对环境的污染；

（4）便于维护保养，维修成本低，使用寿命长；对各种散粮及散货的卸船适应性强。

（七）卸船机的形式选择

   目前世界各国散粮码头所采用的卸船机主要有气吸式、辛泡特（夹皮带）、高速埋刮板、螺旋式、链斗式等。

二、散粮装船机械

   散粮装船除选用专用的装船机外，还常利用散粮流散性强的特点，采用皮带输送机—自流管系统。

这个系统中，皮带输送机是输料和供料机械，把从出筒仓的散粮运到装船点，自流管为装船装置。

（一）皮带输送机布置特点

   皮带输送机布置形式有两种：

1.沿码头线布置的高架皮带输送机廊道。

2.设置在远离岸线的突码头上。

   皮带输送机上装有卸料小车，使物料卸到自流管上。

（二）自流管的特点

1.自流管通常为固定设置，隔一定距离安装一个。

2.自流管之间的距离可根据船舱口的位置而定，一般可15-20m，倾斜角度不小于330-360。

3.自流管具有伸缩，俯仰，回转的功能，以改变散粮的落料点，不工作时，自流管可顺着码头收回，以免在靠船时与船舶发生碰撞。

4.每一自流管有一操纵室，控制自流输送管的落地位置。

第三节散粮输送系统

   散粮输送机主要功能是将卸船机从船舱中卸下的散粮转运到粮仓储存。

散粮输送机按其使用要求，可分为水平及倾斜和垂直两类。

一、水平及倾斜输送

（一）皮带输送机

   皮带输送机简称皮带机，通常可用于：

接运卸船机卸下的物性；转运码头前沿固定皮带机运送的物料，并作物料的水平运输至粮仓；散粮进出筒仓的输送；散粮装船的输送等主要的散粮运输环节。

1.皮带机输送速度

   用作散粮输送的皮带机的最大速度与带宽度有关，在散粮输送机的最大倾斜角为150时，皮带机的输送速度如表8-4所示。

2.皮带机输送能力

可用下列公式计算计划输送量：

式中：

P-输送能力（m3/h）

S一一－皮带速度（m/min）

A-装载截面积（m2）

K-一系数（见表8-5）

b为皮带宽度（m）

（二）幸维厄（Smiveyor）气垫皮带输送机

1.概况

2.构件

1）皮带

2）滚筒和轴

3）鼓风机

4）驱动装置

5）箱体

3.幸维厄气垫皮带机的优点

1）对散粮的破碎小

2）无粉尘污染

3）噪声低

4）能耗低

5）维修量小

（三）刮板输送机

   刮板输送机分带式刮板输送机和链式刮板输送机，我国通常把带式刮板输送机做成开敞式，把链式刮板输送机做成封闭式刮板机，也就是通常所称的埋刮板输送机。

   上述各种散粮输送机运输性能比较见表8-6

二、竖直提升机

   常用的竖直提升机是斗式提升机。

在散粮装卸机械化系统中，从船上卸下的散粮经水平输送和计量后，都要用斗式提升机把散粮竖直提升到散粮筒仓顶部的输送机上，因此斗式提升机是散粮筒仓系统重要的竖直提升输送机械。

   斗式提升机的种类很多，根据牵引机构的不同，有带式提升机和链式提升机；根据卸料方式不同，斗式提升机又分为离心重力卸料式和重力卸料式。

   从目前使用情况看，斗式提升机是散粮的竖直提升进筒仓的最适用的机械。

   为了提高斗式提升机工作效率和安全性，在散粮装卸工艺布置时要考虑的问题是：

（1）将斗式提升机从工作楼里迁移到室外，用单独的钢架支撑，其优点是：

①安全性好，万一由于斗式提升机发生粉尘爆炸，损失可大大减少；

②避免斗式提升机运转时产生的振动和噪声；

③工作楼的高度可降低，面积可减少，可大幅度地节省工作楼的造价。

（2）斗式提升机必须要设置有效的防爆装置。

（3）要重视提升机底部的清底问题。

第四节散粮筒仓机械化系统

一、散粮筒仓机械化系统的作用

1.贮存散粮

2.可在前方卸船作业和后方疏运作业之间起“缓冲”作用

3.计量散粮进仓数量，及灌包计量和袋装粮食出口的数量

4.分路疏运及翻仓作业的功能

二、散粮简仓机械化系统的组成

   筒仓机械化系统是由工作楼（塔）和筒仓群两部分组成。

1.工作楼（塔）的组成

   由秤上漏斗、定量自动磅秤、秤下量柜、斗式提升机组成。

（1）秤上漏斗，是缓冲漏斗。

（2）定量自动磅秤，专用于散粮进仓的散粮计量。

（3）秤下粮柜

（4）斗式提升机

2.筒仓

1）筒仓位置

  筒仓是一高大（一般高30-40m）的建筑物群体

2）筒仓及输送系统的组成

   筒仓由圆筒的筒体和下部圆锥形的筒底组成。

筒仓顶部有仓顶皮带机，配备卸料小车，可把散粮卸入圆筒仓，仓底也设有皮带机，可将散粮送入灌包系统或运到散（粮）出（港）皮带机，或转运到翻仓皮带机完成翻仓作业。

3）筒仓容量的确定：

   筒仓容量可用下式估算：

4）筒仓的排列形式：

（1）行列式：

（2）气盘式：

5）筒仓结构

（1）钢筋混凝土结构：

（2）钢板结构：

（3）钢筋混凝土结构和钢板结构的粮食筒仓使用性能比较：

①筒仓重量。

②耐震性

③气密性

④耐久性

⑤吸湿性

⑥隔热性

⑦耐火性

⑧耐磨损性

⑨施工性

3.工作塔和圆筒仓的布置形式如图8-15所示。

1）筒仓单侧布置

2）筒仓的双侧布置

3）筒仓中间布置

三、散粮的计量

计量设备为自动定量秤。

   灌包计量设备的作用包括取袋、计量灌包和缝包，为散粮袋出作业服务。

灌包设备的计量也用自动斗式定量秤

   电子皮带秤是用于散粮出仓装驳船的计量。

第五节散粮装卸车辆工艺

一、散粮卸车

装运散粮常用的车型是敞车，也有棚车。

（一）敞车卸粮

（二）棚车卸粮

（三）粮仓系统

1.卸车线的布置

   卸车线通常采用纵长的布置方式，即在一条卸车线上同时停放多台车辆进行卸车作业。

2.V形存仓

   用V形存仓的目的是利用散粮自重下流，这种V形存仓也常用于散货。

散粮存仓的特点如下：

1）V形坑道存仓的结构特点

（1）存仓断面决定于堆存量，堆场长度，物料的容重和摩擦角。

（2）存仓壁的倾角要能使物料从上滑下来，所以倾角不仅要大于物料的自然坡度角，而且仓壁的表面要光滑。

（3）存仓断面上常加有隔壁，这样不仅可增加物料的存量，还可以分货种。

（4）出料口分部在V型坑道存仓的底部，每隔3-6m布置一个，出料口一般为正方形，下方为漏斗闸门，以控制物料的流量。

2）V形存仓的布置形式

   主要有两种：

纵向布置和横向布置。

（1）纵向布置，即存仓沿铁路线卸车线的长度方向布置。

（2）横向布置，即V型仓垂直于铁路线方向布置。

3）坑道皮带机：

   V型存仓下漏斗口闸门下设皮带输送机，其作用是将卸出的物料输送到卸料点，对散粮来说，输送到工作楼，对散货来说，运至堆场。

二、散粮装车

   散粮装车，不论敞车还是棚车，最有效的方法是用高架存仓装置，这类存仓装置根据具体条件可以形成各种不同的形式，但它的装车方法是相同的，就是利用粮谷的流动，从高处通过管槽将物料送人车箱内，如图8-18所示。

第六节散粮码头的除尘防爆

一、简仓爆炸的像因

   筒仓爆炸有三个诱发因素：

粉尘浓度、火源和密闭的空间。

二、散粮简仓除尘系统

1.散粮筒仓的的集尘点

  散粮筒仓中的粮食粉尘主要产生于粮流的落差点。

2.除尘系统的组成形式

   除尘系统的组成形式主要有三种：

集中式、半集中式和分散独立式。

第七节散粮码头控制系统

   散粮码头控制系统主要包括两大部分，一部分是中央控制室的集中控制装置。

另一部分是安装在现场的信息源装置。

集中控制装置，除了包括粮食装、卸、存贮、运输过程中起、停各台机械设备的控制装置外，还有工艺过程的监视装置和计量检测装置。

信息源装置，除包括安装在现场的各种信息的各类传感器外，还包括信息传送装置，将信息输送到中央控制室，以便集中控制装置准确地进行控制。

一、散粮码头的集中控制装里

  国内外散粮码头的集中控制装置，大体分为两种截然不同的装置。

  第一种，绝大部分是继电接触控制装置。

在中央控制室内设大型模拟屏和操作台，较好的方式是模拟屏和操作台合一。

  第二种是计算机化的散粮码头，中央控制室内主要设有控制用可编程序控制器和一、二个带键盘的彩色的图像显示屏，这两种装置代替了过去的模拟屏和操作台，占地面积缩小，控制功能更强。

二、信息源装！

   操作现场的诸如皮带机速度，物料计量，筒仓内温度、湿度、料位等信息的物理量或机械量，是通过传感器转换为电信息的。

传感器又称敏感元件，它发生的信息再通过传送装置送到中央控制室内的集控装置。

这套信息的发生和传送装置被称为信息源装置。

   筒仓料位测定办法一般有两种，一种是在筒仓壁上安装特殊的小电机，另一种是在筒仓顶部安装带重锤的小绞盘

   进出散粮码头的车辆（卡车、货车、或其他车辆）和驾驶员驾驶执照的鉴定，从采用工业电视和电传真，进展到采用磁卡阅读器（在大门口设置）。

第八节散粮装卸工艺

   按散粮的流向分，散粮装卸工艺包括陆进水出的出口系统和水进陆（水）出进口系统，从包装形式分，散粮装卸工艺又包括散（装）进散（装）出，散（装）进袋（装）出两种装卸工艺流向，其中袋装粮食的存储和装卸均与件货装卸相同，属于件货装卸工艺研究的范围。

一、散粮进口装卸工艺

（一）工艺系统功能

   散粮装卸进口工艺系统具有对水运进港的散粮接收和发放的功能。

1.接收系统功能

2.发放系统功能

   筒仓-输送机组-出仓计量秤-输送机组-车、驳船

（二）工艺流程

1.直取装驳船

  远洋轮-卸船机-计量秤-驳船

2.船-筒仓

   远洋轮-卸船机-埋刮板机或皮带机-杂物清除器-秤上斗-秤斗-秤下斗-埋刮板机-斗式提升机-埋刮板机-筒仓

3.筒仓-车

   筒仓-埋刮板机-斗式提升机-秤上斗-秤斗-回转分料器-料斗-车

4.筒仓-驳船

   筒仓-埋刮板机-斗式提升机-秤上斗-秤斗-回转分料器-埋刮板机或皮带机-驳船

5.倒仓

   筒仓-仓下皮带机-埋刮板机-斗式提升机-再循环管道-斗式提升机-仓顶埋刮板机-回人筒仓

6.筒仓-灌包-袋库

   筒仓-埋刮板机-斗式提升机-秤上斗-秤斗-回转分料器-皮带机-灌包机-袋库

二、散粮出口装卸工艺

   散粮出口装卸工艺是指散粮由火车运进港口，经计量、储存然后装船出港的装卸工艺系统，散粮出口装卸工艺系统具有对火车运达港口的散粮的接收和发送的两大功能，由散粮卸车工艺、散粮存储工艺和散（袋）粮装船工艺组成。

（一）工艺系统功能

1.散粮接受功能是完成散粮卸车进仓的装卸作业，具体包括散粮卸车、输送、计量和散粮人仓等作业，

   火车-卸车-V型存仓-输送机组-杂物清除筛-人仓计量秤-输送机组-筒仓。

2.发放系统功能

   散粮发放系统功能包括散粮出仓、输送、计量、装船的作业，如下所示。

   筒仓一输送机组一出仓计量秤一输送机组一装船机一船

（二）工艺流程

1.车-船（驳）

   火车-卸车-V型存仓-装船皮带机组（计量）-船（驳）

2.车-筒仓

   火车-卸车-V型存仓-存仓底皮带机-翰送机组-杂物清除器-秤上斗-秤斗一秤下斗-埋刮板机-斗式提升机-埋刮板机-筒仓

3.筒仓-船

   筒仓-埋刮板机-斗式提升机-秤上斗-秤斗-回转分料器-埋刮板机或皮带机一装船机-船

4.倒仓

   筒仓-仓下皮带机-埋刮板机-斗式提升机-再循环管道-斗式提升机-仓顶埋刮板机-回人筒仓

5.筒仓-灌包-袋库

   筒仓-埋刮板机-斗式提升机-秤上斗-秤斗-回转分料器-皮带机-灌包机-袋库

三、散粮装船水上过驳工艺

   水上过驳，就是在水上锚地把货物从船直接转装到驳船上，或从大船直接转装到小船上，或相反。

   双丰海主要功能是：

1）大船装载的散粮通过装卸桥卸载，经皮带机装船机转装到驳船上，直到船舶吃水能满足进港靠码头为止；

2）本身有储存能力，可以缓冲调节船驳卸接上的矛盾，即可以在不同时间分别靠船驳进行作业。

第九节散粮装卸工艺案例

一、海港散粮进口装卸工艺案例

   某港3,4号泊位散粮进出口系统是在该港原3号散粮专用泊位基础上改造而成的。

改造后的散粮进出口系统中，3号泊位主要用作接卸进口散粮，兼顾袋粮装船；4号泊位用作散粮、袋粮装船。

由3号泊位进港口的散粮经高架顺岸廊道皮带机愉送到端部转运站后与纵向皮带机廊道相接，进入新建工作楼和筒仓；并通过新建工作楼与原有工作楼之间的架空皮带机廊道，与原有筒仓仓顶工艺系统相连。

4号泊位原有筒仓中的散粮出仓后经纵向皮带机与顺岸高架廊道皮带机衔接，顺岸高架廊道皮带机上配备一台卸料小车对装船机供料。

   3号泊位承担散粮进口，袋粮出口，停靠5万吨级海轮（减载后停靠卸载）；4号泊位承担散粮出口，以停靠千吨级铁驳为主。

   新系统中,3号泊位年接卸散粮能力为310万吨，平均船时效率为13301,海轮泊位利用率44.74%；袋粮年出口装驳船能力为52万吨，驳船泊位利用率为39.57％。

4号泊位年出口散粮装驳能力为110万吨，其中千吨驳25万吨，港驳85万吨，船时效率分别为5101和3601，泊位利用率65.75%，另有袋粮年出口12万吨。

（一）泊位长度和卸船机械

泊位长度按设计代表船型计算公式：

端部泊位几＝L十1.5d

（二）高架顺岸廊道皮带机

（三）工作楼

（四）筒仓

新建筒仓容量计算如下：

其中：

Q—年进口散粮量310万吨；

KB-港口生产不平衡系数，取值为1.3;

孔—筒仓年营运天，取值为350d;

to散粮平均堆存期，取值为9d;

F一原有筒仓容积，取值为5.1万立方米；

甲—仓容利用系数，取值为85％；

d-物料容重，取值为0.72t/m3。

（五）装船工艺系统

（六）灌包间

（七）工艺流程（见图8-21）

   上述所示工艺流程包括：

1.海轮一筒仓（散）

   海轮-链斗卸船机-顺岸皮带机-中转漏斗-纵向皮带机-计量系统-斗式提升机-仓顶皮带机-筒仓

2.海轮-驳船、车

   海轮-链斗卸船机-顺岸皮带机-中转漏斗-纵向皮带机-计量系统-装船皮带机／装车皮带机-装驳／车（散）

   灌包计量-驳船／车（袋）

3.筒合-驳船车

   筒仓