大型螺旋式連續卸船機綜合介紹
大型螺旋式連續卸船機綜合介紹
一、產(chǎn)品市場(chǎng)前景展望
螺旋卸船機是以無(wú)撓性牽引構件的垂直螺旋輸送機、水平螺旋輸送機以及特制的取料裝置為主要工作機構的卸船裝備，它是一種高效連續型散貨卸船機。
螺旋卸船機在國內并不陌生，特別是在電力和水泥行業(yè)，連續卸船機設備足部向大型化發(fā)展。隨著(zhù)國內港口環(huán)保政策的提高，對港口資源的整合力度來(lái)看，絕大多數的小碼頭將逐步被取締，那么小型化連續式卸船機或裝船機將慢慢不再適應市場(chǎng)的需求，資源整合后的港口碼頭行業(yè)終將會(huì )在接卸設備的選型上尋求新的方向，那么大型螺旋卸船機將是一個(gè)非常好的選擇。國內以前對大型螺旋卸船機在港口碼頭行業(yè)一直沒(méi)有得到推廣，主要原因一是大型螺旋卸船機技術(shù)含量高，有科研技術(shù)能力的機構一直沒(méi)有對大型螺旋卸船機進(jìn)行研究和生產(chǎn)；二是國家過(guò)去對環(huán)保要求不高。
現階段國家環(huán)保政策越來(lái)越嚴厲，特別是對長(cháng)江和運河流域，散裝貨物碼頭的裝卸揚塵、撒漏等要求越來(lái)越高，新建碼頭環(huán)保要求更加嚴厲，揚塵等無(wú)組織排放費用每年也成倍增長(cháng)，環(huán)保型卸船機是今后發(fā)展的必然趨勢。我們調研過(guò)程及自建碼頭項目中也感覺(jué)到，用戶(hù)對改變傳統抓斗式卸船作業(yè)方式上、對裝備接卸能力上，螺旋卸船機存在大量需求。
二、螺旋式連續卸船機介紹
螺旋式連續卸船機是利用螺旋機構的機械旋轉將物料提升輸送至后方碼頭的高效連續卸船機。螺旋卸船機主要由垂直臂、水平臂，旋轉塔、末端螺旋輸送機和門(mén)架等構件組成，垂直臂包括有箱型罩和垂直螺旋輸送機。垂直螺旋輸送機由內螺旋、機殼外螺旋組成，內螺旋用于垂直提升物料，外螺旋用于物料松散及供料。水平臂包括有箱型臂架和水平螺旋輸送機兩部分。
卸船時(shí)，先把反面螺旋喂料裝置降入待卸物料中，物料在喂料裝置中的正向螺旋的作用下向下推送，繼而由取料螺旋向中心提升反向螺旋處擠送，反向螺旋則將物料輸送到螺旋提升管中，接著(zhù)內螺旋便把物料垂直提升上，然后通過(guò)水平輸送機把物料輸送到預定的接料處。
優(yōu)點(diǎn)：結構輕巧，完全密封，性能良好，可較好防止粉塵外泄及噪音污染，操作容易，現場(chǎng)人員勞動(dòng)強度低，比較適用于流動(dòng)性較差的物料(如結塊物料)卸船，與同樣生產(chǎn)率的卸船相比，它的自重是最輕的。國外很多國家在使用，如比利時(shí)、沙特、美國及荷蘭等。國內使用的港口包括廣州新沙港、日照港、臺塑集團電廠(chǎng)、海南金海漿紙業(yè)電廠(chǎng)、溧陽(yáng)鋼廠(chǎng)和華能岳陽(yáng)電廣等。
圖.先進(jìn)的螺旋式連續卸船機實(shí)景圖
1、螺旋式連續卸船機的作業(yè)能力：
額度效率從200T/H—2700T/H，滿(mǎn)足沿江及沿海各碼頭散貨作業(yè)的需要。
卸船效率高：主要表現在物料在螺旋輸送管道內充填系數高，經(jīng)常接近滿(mǎn)載情況工作：由于安裝了獨特的進(jìn)料裝置（反轉式取料螺旋頭），充填系數可高達70~90%；其次是螺旋機可經(jīng)常接近滿(mǎn)載情況工作：其垂直臂可隨臂架的俯仰起升、下降和擺動(dòng)，并能隨旋轉塔左右旋轉100度，加上卸船機的行走功能，取料頭可靈活到達倉內各個(gè)角落，因此能實(shí)現連續卸船作業(yè)，其平均生產(chǎn)率利用系數是75%，卸水泥時(shí)可達95%。余料剩20-30cm左右,清艙量較小，真正需要推耙機輔助卸料的量?jì)H占艙口裝載總量的5%以下,而抓斗卸船機需要推耙機輔助清倉的量約占50%,故在同樣的額定卸船效率條件下, 螺旋式卸船機的實(shí)際能力要比抓斗卸船機的約大20%，卸船作業(yè)平均效率系數可到75%，而橋式抓斗卸船機僅為50%～60%。這種穩定的工作性質(zhì)可降低后方輸送機系統的配置能力，從而也可降低費用。
螺旋式連續卸船機由于其智能化程度較高，電氣PLC 控制系統的軟硬件采用著(zhù)名公司的產(chǎn)品。采用PLC 控制可實(shí)現設備的控制、數據監測、數據處理、數據傳送功能, 在電氣室、司機室和系統中央控制室內顯示工作狀態(tài)、裝卸船數據、故障信息等, 實(shí)現裝卸船系統的信息管理。各機構可根據實(shí)際需求, 提出交流變頻、直流、液壓控制方案, 供用戶(hù)選擇。操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現自動(dòng)化作業(yè)，能大量減少碼頭作業(yè)人員。（具體結構如下圖：）
2、螺旋式卸船機主要技術(shù)特點(diǎn)
1. 螺旋式卸船機整機重量輕、外型尺寸小
螺旋式連續卸船機與相同船型和能力的抓斗式卸船機比較：
整機外形尺寸小，在碼頭上占用面積和空間比較??；
卸船機的軌距相應較??；
整機相應的腿壓、輪壓??；
整機重量輕，整機重量?jì)H為抓斗卸船機重量的60-70%左右，
因此碼頭建造面積和承載力相應可以減小，可以降低碼頭水工投資成本。
2. 螺旋式卸船機全船平均效率高
螺旋式卸船機的全船平均效率可以達到75-85%，主要受益于連續工作特性和靈活的螺旋取料器，能夠伸到船艙內每個(gè)部位， 并能夠長(cháng)時(shí)間保持恒定的額定卸船能力。而傳統的抓斗式卸船機的全船平均效率在55%以下。
螺旋式卸船機在清倉過(guò)程中，垂直螺旋頭的擺動(dòng)回轉使得螺旋頭可以取到垂直升降的抓斗無(wú)法抓取到的區域，取料頭能伸到艙內每個(gè)部位，每個(gè)船艙的清艙量一般為 5%以?xún)?，倉內余料較少，倉底的余料高度可以控制在300mm左右；而抓斗卸船機卸船作業(yè)主要是直線(xiàn)作業(yè)，大量的余料會(huì )留住艙口內壁上，約為整船貨物的30%。
圖為：常規條件下螺旋式卸船機輔助清艙作業(yè)圖（裝載機+喂料槽）
螺旋頭的占用投影尺寸小，作業(yè)面大，位置可控。吊入清倉機工作后，螺旋式卸船機與清倉機同時(shí)工作，節省了清倉時(shí)間。在最后余料的清倉過(guò)程中，可采用清倉機裝填物料箱體，螺旋頭在物料箱體內持續工作，提高清倉效率。
抓斗卸船機抓斗的操作空間需求較大，位置只能在艙口的投影區域，作業(yè)面相對較小。而清倉機進(jìn)入船艙后，往往抓斗在動(dòng)作時(shí)，清倉機需要避讓不能工作，且抓斗最后部分的余料清理不如螺旋式卸船機方便。
螺旋式卸船機作業(yè)不存在沖擊，對艙底基本無(wú)損傷。而抓斗式卸船機由于抓斗的沖擊，對艙底將產(chǎn)生一定損傷，同時(shí)會(huì )產(chǎn)生掛倉等風(fēng)險。
卸船機作業(yè)時(shí)對于波浪產(chǎn)生的船體搖晃的適應性方面，螺旋式卸船機通過(guò)力矩控制及感應裝置來(lái)避免碰撞；抓斗卸船機通過(guò)鋼絲繩的柔性來(lái)避免碰撞。
3. 螺旋式卸船機作業(yè)環(huán)保效果好
根據對國內外主要散貨碼頭裝卸設備運營(yíng)情況的調研，螺旋式連續卸船機的優(yōu)點(diǎn)主要有：取料頭插入物料 0.5-1.6m 以下，機上所有傳送設備均為封閉式，無(wú)揚塵；螺旋式連續卸船機接卸過(guò)程中，不會(huì )發(fā)生物料泄漏，粉塵影響也被嚴格控制到最低限度，達到國家環(huán)保標準。其作業(yè)時(shí)的噪音也較小，聲級可控制在75dB（A）以下。在所有連續式卸船機中，螺旋式連續卸船機的環(huán)保效果較好。
橋式抓斗卸船機受結構型式限制，環(huán)保性能相對偏低，仍有待進(jìn)一步提高。由于橋式抓斗卸船機從作業(yè)連續性角度歸類(lèi)為周期性作業(yè)設備，其作業(yè)主要采用間歇式抓斗系統，從環(huán)保角度出發(fā)，主要有兩點(diǎn)弊端：
①抓斗從船艙抓料后水平移動(dòng)至卸料斗的過(guò)程中會(huì )發(fā)生灑料狀況，灑落至碼頭面及廊道上的物料尚可通過(guò)清掃、沖洗等進(jìn)行收集，基本不會(huì )對環(huán)境造成影響；但部分物料會(huì )從護弦間縫隙掉落至碼頭前沿水域，對水體造成一定污染。
②抓斗滿(mǎn)載情況下在料斗上方卸料時(shí)，雖然料斗區域已考慮噴霧抑塵，但仍會(huì )產(chǎn)生一定量的揚塵，特別在接卸褐煤等高灰分的煤種時(shí)揚塵加重，對大氣造成一定污染。
3、 螺旋式卸船機技術(shù)性能可靠
取料頭低速轉動(dòng)時(shí)，附設在取料頭外殼上的松料器，將貨艙內板結的煤炭搗松。取料頭下部的喂料葉片，連續地將被煤炭聚集，并不斷地推入垂直螺旋輸送機。取料頭在煤炭表面以下取料，既能保證有充足的煤炭進(jìn)入輸送機，保持持續地、高效率地作業(yè)，同時(shí)又能有效地控制艙內因取料產(chǎn)生粉塵。
螺旋式連續卸船機的輸送機部件結構簡(jiǎn)單、活動(dòng)零件少、機械強度大。垂直輸送機傳動(dòng)系統有專(zhuān)門(mén)的保護裝置，能夠有效地保證設備安全運行。操作人員還可以通過(guò)反轉，能夠在很短時(shí)間內，采用最簡(jiǎn)單的方法取出異物，螺旋式連續卸船機的技術(shù)性能可靠。
4、設備維護費用低、自動(dòng)化程度高
在選用高強度高耐磨性的易損件、耐磨板后，維護的時(shí)間和維護成本將減少。同時(shí)，由于螺旋式連續卸船機運動(dòng)部件相對較少，結構簡(jiǎn)單。螺旋式連續卸船機由于其智能化程度較高，操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現自動(dòng)化作業(yè)，能大量減少碼頭作業(yè)人員及作業(yè)強度。
5、螺旋式卸船機的適應貨種
螺旋式卸船機適應煤炭、化肥、糧食、硫磺、焦碳、水泥、磷礦粉、糖、磷酸鹽等大宗干散貨，最大允許塊度（對于煤）已達350mm；具有貨種適應性強，特別是對粉塵大，易污染，易板結等貨物處理能力強。物料的含水率、粘度等在螺旋輸送設備中體現在設備的設計中考慮物料綜合特征系數。早在1986版《連續運輸機械》中即有描述螺旋式卸船機“甚至可以用來(lái)卸粘稠性的漿體”，其對粘稠漿體的適應性?xún)?yōu)于抓斗卸船機。
經(jīng)調研國內煤炭碼頭使用情況來(lái)看，煤質(zhì)全水分Mt16%、煤粒徑一般小于50mm；煤碳大多為大型機械開(kāi)采，煤的粒徑相對均勻，且大塊、長(cháng)條或異物相對較少，比較適合螺旋式卸船機對物料的要求。
6、 螺旋式卸船機對異物的處理
由于進(jìn)口螺旋式卸船機價(jià)格原因，目前在國內使用的較少，而在國外使用情況比較普遍。目前故障反映集中在對貨物異物處理能力上，抓斗卸船機在這一問(wèn)題上要優(yōu)于螺旋式卸船機。但據調研情況，國內現有使用螺旋式卸船機的專(zhuān)用碼頭，此類(lèi)異物卡死的情況并不多見(jiàn)；即使出現異物卡死，通常在2個(gè)小時(shí)左右可以處理完成，然后即可正常使用。針對異物的進(jìn)入，螺旋式卸船機設置有螺旋力矩及功率過(guò)載報警裝置，發(fā)現異常后，垂直螺旋部分采用最新技術(shù)，即反轉處理清除異物；水平螺旋筒壁采用開(kāi)放式的翻蓋結構(P6圖2水平螺旋物料輸送總成)，便于清除異物。據調研情況，接卸電廠(chǎng)動(dòng)力煤時(shí)碰到的異物通常為鐵條、編織袋等。
7、行業(yè)相關(guān)的規范及政策導向
近幾年出臺的一些規范和政策分析，傳統的抓斗卸船機對越來(lái)越嚴格的環(huán)保要求有待進(jìn)一步改進(jìn)提高，而螺旋式連續卸船機由本身全封閉，無(wú)污染的結構形式，對環(huán)保要求的適應性相對更優(yōu)。
1. 港口螺旋式連續卸船機標準
依據交通運輸部公告2016年第8號文件，發(fā)布的港口螺旋式連續卸船機標準。由人民交通出版社出版，并在中華人民共和國交通運輸部網(wǎng)站上公告。自此螺旋式卸船機從技術(shù)要求，試驗、檢驗等都有據可循。
2. 船舶與港口污染防治專(zhuān)項行動(dòng)實(shí)施方案（2015～2020年）
關(guān)于港口環(huán)保要求，2015年08月31日 交通運輸部為貫徹落實(shí)《中共中央國務(wù)院關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設的意見(jiàn)》(中發(fā)〔2015〕12號)、《大氣污染防治行動(dòng)計劃》(國發(fā)〔2013〕37號)和《水污染防治行動(dòng)計劃》(國發(fā)〔2015〕17號)，結合履行國際公約相關(guān)義務(wù)和我國水運發(fā)展實(shí)際,全面推進(jìn)船舶與港口污染防治工作，積極推進(jìn)綠色水路交通發(fā)展，特制定本方案。
3. 《煤炭礦石碼頭粉塵控制設計規范》（2015年底已發(fā)布）
積極開(kāi)展港口作業(yè)污染專(zhuān)項治理。加強港口作業(yè)揚塵監管，開(kāi)展干散貨碼頭粉塵專(zhuān)項治理，全面推進(jìn)主要港口大型煤炭、礦石碼頭堆場(chǎng)防風(fēng)抑塵設施建設和設備配備;推進(jìn)原油成品油碼頭油氣回收治理。2016年底前，開(kāi)展港口作業(yè)揚塵監管專(zhuān)項整治行動(dòng)，推進(jìn)煤炭、礦石碼頭的大型堆場(chǎng)建設防風(fēng)抑塵設施或實(shí)現封閉儲存。
