某境外散货专用码头装卸工艺系统升级改造方案研究

张领东

某境外散货专用码头采用“定机移船”的工艺方案，在运行中存在操作不便、装卸效率低的问题，无法满足后方堆场散货出运量的要求，需要对其装船工艺系统进行升级改造。与此同时，该专用码头远期规划有集装箱出运的需求，需增加小型集装箱泊位以及相应的堆场设施。本文综合考虑码头的近期需求及远期规划，根据散货装船工艺及集装箱泊位布置的不同制定了数个升级改造方案，并从系统可靠性、设备安装维护、工期、对码头营运影响、新增投资等方面进行了对比分析研究。

码头现状及存在问题

该码头现有泊位长度400米，采用墩式布置，设1个装船工作平台、4个靠船墩、2个艏艉缆系缆墩、6个陆上系缆墩、2个浮筒以及接岸栈桥，同时港区内配套建有港区办公楼、发电机房、配电房、泵房、水池和海水淡化站等附属设施。码头现状见下图。

图1机码头现状

该码头装卸工艺系统采用带式输送机和固定式装船机，为“定机移船”作业方式，出运能力为500万吨/年。根据当前实际运行情况，“定机移船”作业方式操作复杂且对装船效率有较大影响，造成该码头营运成本大幅增加，但年通过能力远远达不到吞吐量要求。为提升装船效率、降低营运成本，实现较好的经济效益，需要对码头装船工艺系统进行改造改造。

同时，为满足后期集装箱的出运要求，需结合现有总平面增加集装箱装卸作业功能。在目前箱量较少的前提下，为降低工程投资，拟采用1万吨级集装箱船进行本工程和临近码头间短驳。

升级改造的基本原则

一、变动最小化原则。在原规划设计范围内进行改造，尽量减少对已建结构、设备及附属设施的改动，且改造后的工艺系统应与现有路网、水电配套等有效衔接。

二、兼顾新增功能原则。在满足散货装船功能要求的同时，考虑新增集装箱装卸功能。

三、最大限度满足当前需求原则。散货散货船沿用原设计船型，即4-10万吨级散货船。基于对集装箱船型和运量的假设，集装箱船暂采用采用1万吨级船舶。

升级改造方案

为确保装卸工艺系统升级改造后可与后方堆场能力相匹配，满足500万吨/年的散货出口量要求，并考虑增加集装箱装卸功能，结合总平面布置，本次装卸工艺升级改造选用两个方案。

方案一：2台固定回转式装船机+3台固定式起重机

方案一情形下，码头装卸工艺系统的总平面图见图2。

图2机方案一总平面图

对于散货装卸功能，本方案拆除原固定式装船机，在原装船机两侧增加两座15m*15m的墩台，顶标高取+4.5m，其上各布置一台单机额定能力为2000t/h的固定回转式装船机。作业时通过2台固定回转式装船机的回转和臂架伸缩，确保作业范围可覆盖最大设计船型所有舱口，避免频繁移船作业的不便，提高作业效率，降低运营成本。

实现散货装船功能需新增主要工艺设备见表1。工艺流程为：堆场→带式输送机BC1→带式输送机BC2-1/2→固定回转式装船机→船。

表1机新增主要工艺设备（散货装船功能）

序号	名称	型号及规格	单位	数量		备注
1	固定回转式装船机	2000t/h	台	2
2	带式输送机	B=1200mm 2000t/h	米	130

对于集装箱装卸功能，本方案利用原工作平台及两座中间位置的靠船墩，在其上增加3台固定式起动机进行集装箱装卸作业。陆侧新建一条U形通道连接原场区道路与码头装卸区。固定吊后侧布置两条车道，一条为装卸车道，另一条为行车道。集装箱堆场布置于现有发电站东北侧的空地上，通过场内道路与码头连接。3台固定吊作业范围可覆盖10000DWT船舱，无须进行移船作业，两侧的两台固定回转式装船机须进行安全避让。水平运输采用集装箱牵引车+半挂车，堆场装卸设备采用正面吊。

实现集装箱装卸功能需新增主要工艺设备见表2。工艺流程为：船←→堆场；船←→固定吊←→集卡←→正面吊←→堆场堆场←→港外；堆场←→正面吊←→港外集卡←→港外。

表2机新增主要工艺设备（集装箱功能）

序号	名称	型号及规格	单位	数量		备注
1	固定式起重机	40t	台	3
2	集装箱正面吊	45t	台	1
3	集装箱牵引车+半挂车		套	5
4	地磅	100t	台	2

方案二：1台弧形摆动式装船机+2台门座起重机

图3机方案二总平面图

对于散货装卸功能，本方案拆除原固定式装船机与一部分BC2连接皮带机，在皮带机端部增加1台单机额定能力2000t/h为弧形摆动式装船机，并配弧形轨道基础。作业时装船机可沿码头前沿的弧形轨道往返运行，并结合装船臂架的伸缩，形成一个扇形作业面，覆盖所有舱口进行装船作业，无需移船。

实现散货装船功能需新增主要工艺设备见表3。工艺流程为：堆场→带式输送机BC1→弧形摆动式装船机→船。

表3机新增主要工艺设备（散货装船功能）

序号	名称	型号及规格	单位	数量		备注
1	弧形摆动式装船机	2000t/h	台	1

对于集装箱装卸功能，本方案考虑在现有码头东北侧新增一个1万吨级泊位。码头布置充分利用自然地形，通过栈桥连接码头作业区与后方集装箱堆场。码头布置两台海港吊进行装卸作业。水平运输采用集装箱牵引车+半挂车，堆场装卸设备采用正面吊。

实现集装箱装卸功能需新增主要工艺设备见表4。工艺流程为：船←→堆场；船←→门机←→集卡←→正面吊←→堆场堆场←→港外；堆场←→正面吊←→港外集卡←→港外。

表4 机新增主要工艺设备（集装箱功能）

序号	名称	型号及规格	单位	数量		备注
1	门座起重机	40t	台	2
2	集装箱正面吊	45t	台	1
3	集装箱牵引车+半挂车		套	5
4	地磅	100t	台	2

方案对比分析

两个升级改造方案均能实现不通过移船来进行散货装船出运，同时兼顾考虑集装箱装卸的功能。两个方案对比分析研究如下：

表5 机散货装船功能方案对比表

项目	方案一	方案二
系统可靠性	装船设备配置2台，若其中1台发生故障，仍然可以通过另外1台设备进行作业，系统整体可靠性高	装船设备配置1台，若发生故障会影响装船作业
设备安装 维护	固定回转式装船设备结构简单，安装方便，易于维护保养	弧形摆动式装船机设备结构较为复杂，安装调试时间长，日常维 护保养机构较多
施工工期	需新建两个装船机基础，工期较 短	需新建一条弧形轨道梁，工期稍长
对散货出口装船营运影响	施工工序上可以最后对原装船系统进行改造，对散货出口装船营运影响时间较短	施工工序上需先对原装船系统进行改造，对散货出口装船营运影响时间较长
新增投资	造价比方案二高140万美元	造价比方案一低140万美元

集装箱装卸功能方案对比见表4。

表6 机集装箱功能方案对比表

项目	方案一	方案二
设备安装 维护	固定吊设备结构简单，安装方便，易于维护保养	门机，安装调试时间长，日常维护保养机构较多
施工工期	只需改造原2个靠船墩和1个工作平台，工期短	需新建一个1万吨级泊位，工期 长
码头通过能力	近期集装箱量不大的情况下，可以在装船泊位兼顾作业。若远期箱量增加，需另外建设集装箱泊位	单独新建泊位，码头通过能力能满足远期箱量增加的需求
新增投资	利用原结构改造实现集装箱功能，无需新建泊位，造价比方案二低1005万美元	需单独新建泊位实现集装箱功能，造价比方案一高1005万美元

结论

综上对比分析可知，对于散货装船功能，方案一在工程投资上略高于方案二，但方案一在系统可靠性、设备安装维护、工期、对码头营运影响方面均优于方案二；对于集装箱功能，方案一在设备安装维护、工期、码头通过能力和工程投资方面均优于方案二。基于散货出口的紧迫性和近期集装箱需求不大的前提，优选方案一。

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