大型螺旋式連續(xù)卸船機綜合介紹
大型螺旋式連續(xù)卸船機綜合介紹
一、產(chǎn)品市場前景展望
螺旋卸船機是以無撓性牽引構(gòu)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(gòu)的卸船裝備，它是一種高效連續(xù)型散貨卸船機。
螺旋卸船機在國內(nèi)并不陌生，特別是在電力和水泥行業(yè)，連續(xù)卸船機設(shè)備足部向大型化發(fā)展。隨著國內(nèi)港口環(huán)保政策的提高，對港口資源的整合力度來看，絕大多數(shù)的小碼頭將逐步被取締，那么小型化連續(xù)式卸船機或裝船機將慢慢不再適應(yīng)市場的需求，資源整合后的港口碼頭行業(yè)終將會在接卸設(shè)備的選型上尋求新的方向，那么大型螺旋卸船機將是一個非常好的選擇。國內(nèi)以前對大型螺旋卸船機在港口碼頭行業(yè)一直沒有得到推廣，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(gòu)一直沒有對大型螺旋卸船機進行研究和生產(chǎn)；二是國家過去對環(huán)保要求不高。
現(xiàn)階段國家環(huán)保政策越來越嚴厲，特別是對長江和運河流域，散裝貨物碼頭的裝卸揚塵、撒漏等要求越來越高，新建碼頭環(huán)保要求更加嚴厲，揚塵等無組織排放費用每年也成倍增長，環(huán)保型卸船機是今后發(fā)展的必然趨勢。我們調(diào)研過程及自建碼頭項目中也感覺到，用戶對改變傳統(tǒng)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(xù)卸船機介紹
螺旋式連續(xù)卸船機是利用螺旋機構(gòu)的機械旋轉(zhuǎn)將物料提升輸送至后方碼頭的高效連續(xù)卸船機。螺旋卸船機主要由垂直臂、水平臂，旋轉(zhuǎn)塔、末端螺旋輸送機和門架等構(gòu)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(nèi)螺旋、機殼外螺旋組成，內(nèi)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，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，接著內(nèi)螺旋便把物料垂直提升上，然后通過水平輸送機把物料輸送到預(yù)定的接料處。
優(yōu)點：結(jié)構(gòu)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(xiàn)場人員勞動強度低，比較適用于流動性較差的物料(如結(jié)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、沙特、美國及荷蘭等。國內(nèi)使用的港口包括廣州新沙港、日照港、臺塑集團電廠、海南金海漿紙業(yè)電廠、溧陽鋼廠和華能岳陽電廣等。
圖.先進的螺旋式連續(xù)卸船機實景圖
1、螺旋式連續(xù)卸船機的作業(yè)能力：
額度效率從200T/H—2700T/H，滿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(xiàn)在物料在螺旋輸送管道內(nèi)充填系數(shù)高，經(jīng)常接近滿載情況工作：由于安裝了獨特的進料裝置（反轉(zhuǎn)式取料螺旋頭），充填系數(shù)可高達70~90%；其次是螺旋機可經(jīng)常接近滿載情況工作：其垂直臂可隨臂架的俯仰起升、下降和擺動，并能隨旋轉(zhuǎn)塔左右旋轉(zhuǎn)100度，加上卸船機的行走功能，取料頭可靈活到達倉內(nèi)各個角落，因此能實現(xiàn)連續(xù)卸船作業(yè)，其平均生產(chǎn)率利用系數(shù)是75%，卸水泥時可達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僅占艙口裝載總量的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(shù)可到75%，而橋式抓斗卸船機僅為50%～60%。這種穩(wěn)定的工作性質(zhì)可降低后方輸送機系統(tǒng)的配置能力，從而也可降低費用。
螺旋式連續(xù)卸船機由于其智能化程度較高，電氣PLC 控制系統(tǒng)的軟硬件采用著名公司的產(chǎn)品。采用PLC 控制可實現(xiàn)設(shè)備的控制、數(shù)據(jù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳送功能, 在電氣室、司機室和系統(tǒng)中央控制室內(nèi)顯示工作狀態(tài)、裝卸船數(shù)據(jù)、故障信息等, 實現(xiàn)裝卸船系統(tǒng)的信息管理。各機構(gòu)可根據(jù)實際需求, 提出交流變頻、直流、液壓控制方案, 供用戶選擇。操作簡單，易于實現(xiàn)自動化作業(yè)，能大量減少碼頭作業(yè)人員。（具體結(jié)構(gòu)如下圖：）
2、螺旋式卸船機主要技術(shù)特點
1. 螺旋式卸船機整機重量輕、外型尺寸小
螺旋式連續(xù)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(yīng)較?。?/p>
整機相應(yīng)的腿壓、輪壓小；
整機重量輕，整機重量僅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(yīng)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(xù)工作特性和靈活的螺旋取料器，能夠伸到船艙內(nèi)每個部位， 并能夠長時間保持恒定的額定卸船能力。而傳統(tǒng)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程中，垂直螺旋頭的擺動回轉(zhuǎn)使得螺旋頭可以取到垂直升降的抓斗無法抓取到的區(qū)域，取料頭能伸到艙內(nèi)每個部位，每個船艙的清艙量一般為 5%以內(nèi)，倉內(nèi)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)主要是直線作業(yè)，大量的余料會留住艙口內(nèi)壁上，約為整船貨物的30%。
圖為：常規(guī)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工作，節(jié)省了清倉時間。在最后余料的清倉過程中，可采用清倉機裝填物料箱體，螺旋頭在物料箱體內(nèi)持續(xù)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(qū)域，作業(yè)面相對較小。而清倉機進入船艙后，往往抓斗在動作時，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，同時會產(chǎn)生掛倉等風(fēng)險。
卸船機作業(yè)時對于波浪產(chǎn)生的船體搖晃的適應(yīng)性方面，螺旋式卸船機通過力矩控制及感應(yīng)裝置來避免碰撞；抓斗卸船機通過鋼絲繩的柔性來避免碰撞。
3. 螺旋式卸船機作業(yè)環(huán)保效果好
根據(jù)對國內(nèi)外主要散貨碼頭裝卸設(shè)備運營情況的調(diào)研，螺旋式連續(xù)卸船機的優(yōu)點主要有：取料頭插入物料 0.5-1.6m 以下，機上所有傳送設(shè)備均為封閉式，無揚塵；螺旋式連續(xù)卸船機接卸過程中，不會發(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(biāo)準(zhǔn)。其作業(yè)時的噪音也較小，聲級可控制在75dB（A）以下。在所有連續(xù)式卸船機中，螺旋式連續(xù)卸船機的環(huán)保效果較好。
橋式抓斗卸船機受結(jié)構(gòu)型式限制，環(huán)保性能相對偏低，仍有待進一步提高。由于橋式抓斗卸船機從作業(yè)連續(xù)性角度歸類為周期性作業(yè)設(shè)備，其作業(yè)主要采用間歇式抓斗系統(tǒng)，從環(huán)保角度出發(fā)，主要有兩點弊端：
①抓斗從船艙抓料后水平移動至卸料斗的過程中會發(fā)生灑料狀況，灑落至碼頭面及廊道上的物料尚可通過清掃、沖洗等進行收集，基本不會對環(huán)境造成影響；但部分物料會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抓斗滿載情況下在料斗上方卸料時，雖然料斗區(qū)域已考慮噴霧抑塵，但仍會產(chǎn)生一定量的揚塵，特別在接卸褐煤等高灰分的煤種時揚塵加重，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(zhuǎn)動時，附設(shè)在取料頭外殼上的松料器，將貨艙內(nèi)板結(jié)的煤炭搗松。取料頭下部的喂料葉片，連續(xù)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入輸送機，保持持續(xù)地、高效率地作業(yè)，同時又能有效地控制艙內(nèi)因取料產(chǎn)生粉塵。
螺旋式連續(xù)卸船機的輸送機部件結(jié)構(gòu)簡單、活動零件少、機械強度大。垂直輸送機傳動系統(tǒng)有專門的保護裝置，能夠有效地保證設(shè)備安全運行。操作人員還可以通過反轉(zhuǎn)，能夠在很短時間內(nèi)，采用最簡單的方法取出異物，螺旋式連續(xù)卸船機的技術(shù)性能可靠。
4、設(shè)備維護費用低、自動化程度高
在選用高強度高耐磨性的易損件、耐磨板后，維護的時間和維護成本將減少。同時，由于螺旋式連續(xù)卸船機運動部件相對較少，結(jié)構(gòu)簡單。螺旋式連續(xù)卸船機由于其智能化程度較高，操作簡單，易于實現(xiàn)自動化作業(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(yīng)貨種
螺旋式卸船機適應(yīng)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(yīng)性強，特別是對粉塵大，易污染，易板結(jié)等貨物處理能力強。物料的含水率、粘度等在螺旋輸送設(shè)備中體現(xiàn)在設(shè)備的設(shè)計中考慮物料綜合特征系數(shù)。早在1986版《連續(xù)運輸機械》中即有描述螺旋式卸船機“甚至可以用來卸粘稠性的漿體”，其對粘稠漿體的適應(yīng)性優(yōu)于抓斗卸船機。
經(jīng)調(diào)研國內(nèi)煤炭碼頭使用情況來看，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采，煤的粒徑相對均勻，且大塊、長條或異物相對較少，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
由于進口螺旋式卸船機價格原因，目前在國內(nèi)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題上要優(yōu)于螺旋式卸船機。但據(jù)調(diào)研情況，國內(nèi)現(xiàn)有使用螺旋式卸船機的專用碼頭，此類異物卡死的情況并不多見；即使出現(xiàn)異物卡死，通常在2個小時左右可以處理完成，然后即可正常使用。針對異物的進入，螺旋式卸船機設(shè)置有螺旋力矩及功率過載報警裝置，發(fā)現(xiàn)異常后，垂直螺旋部分采用最新技術(shù)，即反轉(zhuǎn)處理清除異物；水平螺旋筒壁采用開放式的翻蓋結(jié)構(gòu)(P6圖2水平螺旋物料輸送總成)，便于清除異物。據(jù)調(diào)研情況，接卸電廠動力煤時碰到的異物通常為鐵條、編織袋等。
7、行業(yè)相關(guān)的規(guī)范及政策導(dǎo)向
近幾年出臺的一些規(guī)范和政策分析，傳統(tǒng)的抓斗卸船機對越來越嚴格的環(huán)保要求有待進一步改進提高，而螺旋式連續(xù)卸船機由本身全封閉，無污染的結(jié)構(gòu)形式，對環(huán)保要求的適應(yīng)性相對更優(yōu)。
1. 港口螺旋式連續(xù)卸船機標(biāo)準(zhǔn)
依據(jù)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(xù)卸船機標(biāo)準(zhǔn)。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(jù)可循。
2. 船舶與港口污染防治專項行動實施方案（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《中共中央國務(wù)院關(guān)于加快推進生態(tài)文明建設(shè)的意見》(中發(fā)〔2015〕12號)、《大氣污染防治行動計劃》(國發(fā)〔2013〕37號)和《水污染防治行動計劃》(國發(fā)〔2015〕17號)，結(jié)合履行國際公約相關(guān)義務(wù)和我國水運發(fā)展實際,全面推進船舶與港口污染防治工作，積極推進綠色水路交通發(fā)展，特制定本方案。
3. 《煤炭礦石碼頭粉塵控制設(shè)計規(guī)范》（2015年底已發(fā)布）
積極開展港口作業(yè)污染專項治理。加強港口作業(yè)揚塵監(jiān)管，開展干散貨碼頭粉塵專項治理，全面推進主要港口大型煤炭、礦石碼頭堆場防風(fēng)抑塵設(shè)施建設(shè)和設(shè)備配備;推進原油成品油碼頭油氣回收治理。2016年底前，開展港口作業(yè)揚塵監(jiān)管專項整治行動，推進煤炭、礦石碼頭的大型堆場建設(shè)防風(fēng)抑塵設(shè)施或?qū)崿F(xiàn)封閉儲存。
