・３２・ 梅山科技 ２０１０年第４期 原料码头门机卸煤能力与泊位功能定位分析 江新建 （梅山钢铁公司运输部 南京２１００３９） 摘 要：通过对运输部原料码头ＭＩＯ一３０型门机理论卸煤能力和实际卸煤能力的分析， 结合梅钢产能扩大后水路进厂原燃料物流平衡计划，提出原料码头既有泊位功能定位的初步 设想。 关键词：门机；装卸能力；泊位；功能定位 Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｃｏａｌ－ｕｎｌｏａｄｉｎｇ Ｃａｐａｃｉｔｙ ａｎｄ Ｂｅｒｔｈ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｆｏｒ Ｐｏｒｔａｌ Ｃｒａｎｅ ｏｆ Ｒａｗ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｐｏｒｔ Ｊｉａｎｇ Ｘｉｎｊｉａｎ （Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍｅｉｓｈａｎ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｎａｎｊｉｎｇ ２ １００３９） Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｏｒｔａｌ ｃｒａｎｅ；ｌｏａｄｉｎｇ／ｕｎｌｏａｄｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ；ｂｅｒｔｈ；ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ 梅钢运输部原料码头始建于１９７０年，经过扩 线运行，计算而得出的生产率。 建、改造、升级，现有３个泊位，总长２８４ ｉｎ，一、二 计算公式…为：Ｑ理： ３ ６００ ｘ ｑ （１） 泊位设计靠泊船型为５ ０００吨级；三泊位设计靠 泊船型为８ ０００吨级，并可兼靠１０ ０００吨级。主要 式（１）中：Ｑ弹为生产率，ｔ／ｈ；Ｔ为工作周期时间， 装卸设备Ｍ１０—３０型门座起重机，额定起重量 Ｓ；ｑ为一次抓取量，ｔ。 １０ ｔ，装卸工艺采用皮带输送和火车接运２种方 工作周期时间是依据抓斗一个工作循环的运 式。“十一五”期间，公司将扩大产能规模，预计 行轨迹计算确定，一次抓取量则依据斗体容积、物 形成７６０万ｔ的规模。原料码头配套新建２个 料比重等计算确定。 １０ ０００吨级泊位、１个５ ０００吨级泊位，泊位建３ １．１．１抓斗运行轨迹及工作周期 条输送带。２座码头将承担公司水路进厂矿粉、 抓斗运行轨迹见图１。 煤炭以及其它一些辅料等的装卸任务。 依据公司产能规模扩大后物料需求计划，煤 炭的需求相应增加。鉴于公司大宗原燃料集中采 平均水位 购的管理模式以及煤炭铁路运输制约因素繁多的 现状，分析原料码头门机卸煤能力、合理定位既有 泊位的功能，充分发挥水路煤炭卸船装车能力，形 成原料码头相对专业化管理，对公司产能扩大之 图１抓斗运行轨迹图 后的物流平衡有一定的积极作用。 图１所示Ａ—Ｂ—Ｄ—Ｂ—Ａ为抓斗运行轨 １ 门机卸煤作业能力分析 迹，分别为： １．１ 理论平均卸煤能力计算 点Ａ约为平均水位与设计满载船舶中心线 门机理论平均生产能力，是指抓斗在满载的 的交点，Ａ点同时实现抓斗闭合抓取物料过程； 情况下，以规定的速度和加速度，按一定的几何曲 点Ｂ、Ｄ约取铁路车辆上表面１ ｍ处，其中 江新建原料码头门机卸煤能力与泊位功能定位分析 ・３３・ Ａ—Ｂ为门机起升过程，Ｂ—Ｄ为门机旋转过程，Ｄ 点同时实现抓斗开斗卸料； 抓斗张开时上下滑轮组距离Ｌ ＝２．７ ｍ；抓 斗闭合时上下滑轮组距离Ｌ ＝１．０５ Ｉｎ；２个极限 位置移动的距离Ｌ＝Ｌ 一Ｌ ＝１．６５ １ＴＩ。 从安全性考虑，理论计算取 ＝３ Ｓ。 开闱 司＝ Ｌ 点Ｃ为门机变幅调整过程，包含于起升、旋 转之间。 按照上述抓斗运行轨迹，其工作周期见图２。 ＋ ＝ ＋３ ９－６ ９－６ ｓ １．１．２．２ 门机旋转时间 门机旋转所需时间可按下面公式 计算： 图２抓斗工作周期图 １．１．２抓斗工作周期时间 ： ——３６０ ｎ￣ｐ＋ ： ＋ （４）Ｌ４ 式（４）中： 为旋转角度；ｎ为门机旋转速度， ｒ／ｍｉｎ； 为速度利用系数，计算时可取１；￡为由于 起制动而增加的时间，取４～８ ｓ。 （２） 依据抓斗工作周期图，一个作业循环内工作 周期时问为： Ｔ：２（ｔ开闭＋ 起升＋ 旋转） １．１．２．１ 门机起升、下降、抓斗的开闭时间 依据计算公式，对于门机旋转时间ｔ旋转， 取 ９０。；ｎ的设计额定转速为１．４８ ｒ／ｒａｉｎ； 计算时可 取１；￡ 从安全性考虑，理论计算取ｆ ＝５ Ｓ。 ＝ ＝ ＋５－ｌ５．１ ｓ 门机起升、下降、抓斗的开闭时间均可按下面 公式¨ 计算： ｔ： ＝——＋— 一＝——＋ ＋ ： ＋ｔ， Ｉ， （３）（ｊ 一个作业循环内工作周期时问： 式（３）中：Ｌ为运行距离，ＩＩＩ； 为名义速度，ｍ／ｓ； Ｔ＝２（ 开闭＋ 起升＋ 旋转）＝７７．６ ８ １．１．３抓斗一次抓取量 为速度利用系数，计算时可取１；ｔ。、ｔ 分别为等加 速时间、等减速时间； 为由于起制动而增加的时 间，约取２～８ Ｓ。 抓斗一次抓取量公式¨ ：ｑ＝ ＸＥ Ｘ叼 （５） 式（５）中： 为煤炭比重，依据梅钢公司用煤情况， 取ｙ＝０．９ ｔ／ｍ ；Ｅ为抓斗容积，依据原料码头实 １）门机起升、下降时间ｔ起升、ｔ下降 依据梅钢原料码头区域历年度水位实际情 况，取年平均水位５ ｍ，铁路车辆最大高度 际，取斗容Ｅ＝５．５ ｍ ；７７为抓满系数，煤炭作业 取 ：１．１。 ３．１ １３１，码头平台高１０ ｍ，有：Ｌ＝（１０—５）＋３．１ ＋１＝９．１ ｍ 则ｑ＝０．９ Ｘ ５．５ Ｘ １．１＝５．４４５ ｔ 原料码头煤炭卸船理论平均生产率为： ０Ｑ硼：—３ ６ ０×门机起升、下降速度 ，设计额定速度为 １ ｍ／ｓ；ｚ 从安全性考虑，取￡ ＝５ ｓ。 降＝ ＝ ＋５－１４．１ ｓ 理 Ｔ＿× ｑ —万 ×・×５．４４５：２５２． ‘ ６ ｔ／ｈ：＝３ ６ ００１．２实际平均卸煤能力实绩 由于受自然因素（如水文、天气等）、接运工 ２）抓斗开闭斗时间ｔ开闭 具、船舶到港率等多种因素的影响，其平均卸煤能 力实绩同理论计算值存在一定的差异。通过运输 调度系统（运调ＥＲＰ），采集２００８年原料码头一 泊位实绩数据，能够具体得出门机卸煤能力、综合 依据梅钢原料码头煤炭抓斗实际情况，抓斗 上滑轮组为定滑轮，下滑轮组由３只定滑轮组成， 门机起升设计额定速度为１ ｍ／ｓ，则滑轮组速度： 赢×１＝０・２５ ｍ／ｓ 卸船（卸煤、卸矿合计）能力以及对应的泊位利用 率，其值分别见表１、表２、表３。 表１ ２００８年一泊位门机卸煤实绩 ・３４・ 梅山科技 ２０１０年第４期 作业量／ｔ ７７ ２８９ ９６ ７６４ １４１ ３５２ ８３ １Ｏ２ ８６ ６７４ ９４ ９６０ １０２ ２７６ ８６ ３８８ ８０ ７８４ ６９ ３３６ ６４ ９ｌ１ ２８ ４５１ ｌ ０１２ ２８９ 作业用时／ｈ ３７２．５７ ４３９．７１ ６６６．２２ ３９０．８５ ５２１．９０ ４８７．０１ ４９０．７４ ４６４．０９ ４５７．６３ ３７３．０ｌ ３ｌ５．５９ １６７．９４ ５ １４７．２６ 作业能力／（ｔ・ｈ ） ２０７．４５ ２２０．０６ ２１２．１７ ２ ２．６２】６６．０７ １９４．９９ ２０８．４１ １８６．１４ ｌ７６．５３ １８５．８８ ２０５．６８ １６９．４２ １９６．６７ 泊位利用率／％ ８７．１９ ９１．１２ ９３．８２ ７６．４３ ８３．１８ ９４．４５ ９４．１８ ９９．６２ ９０．１７ ７１．０６ ５２．３７ ２８．５７ ８０．１４ 设备使用率／％ ５０．０ ６３．２ ８９．５ ５４．３ ７０．１ ６７．６ ６５．９ ６２．４ ６３．６ ５Ｏ．１ ４３．８ ２２．６ ５８．６ 表１、表２分别反映煤炭、矿石的实际卸船能 ２３２．９７、１７９．５３、２１２．１７ ｔ／ｈ，从货源、设备配置 力，表３则体现综合能力。依据表１得出实际卸 与设备能力发挥、装卸工艺３个主要方面看，影 煤能力：Ｑ章＝２１１．３６ ｔ／ｈ。 响原料码头一？白位门机卸煤能力的主要因素有 １．３卸煤能力差异分析 ２点。 仔细分析上述３张表格数据，不难发现 １）装卸工艺影响 目前原料码头一泊位装 一个显著特点：“两高一低”，即泊位利用 卸工艺采取船一门机一铁路车辆的形式，每批次 率、设备使用率高，实际作业能力低。如 可存铁路车辆１６节，接卸量约８５０ ｔ。每批次结 ２００８—０３公司在原燃料价格上涨前大量集中采 束须取送铁路车辆１次，因此而耗费的取送车时 购，当月泊位利用率、设备使用率分别高达 间，即是影响能力的最主要因素。各环节所需时 ９３．８％、８９．５％，而煤、矿及综合卸船能力只有 间见表４。 表４一泊位卸船装车一次循环情况统计 说明：实际平均装车时问及装载吨位综合考虑开仓作业和扫仓作业的影响，数据均采集于运调ＥＲＰ系统。 ２）设备能力发挥不足影响门机能力发挥 流平衡也将相应变化，其中铁前系统物流平衡见 的因素有两点：一是在泊位取送车作业过程中，该 图３。 泊位及相邻泊位门机必须停止作业，只能在船舱 进厂煤炭除图中所列外，还包含一定数量的 内进行扫仓、作业归堆。此举是为防止出现门机 电煤，总体汇总见表５。 和铁路车辆碰撞事故；二是在清仓作业时，门机和 表５梅钢７６０万ｔ规模煤炭 扫仓机不得同时在同一个区域（同一船舱）作业， 需求汇总量 万ｔ 同样是为了避免设备碰撞事故的发生。这２个因 素是主要因素，表现在设备开动时间较长，但无效 等待多，门机卸船效率较低。但此举是安全生产 的重要举措之一，必须严格执行。 其中公司水路进厂煤炭量约占其总量的 ２梅钢二期建成后煤炭水运规划及设备需求４０％，水路进厂量为： 依据公司建设规划，二期建成后，整个公司物 Ｍ＝４４８．８×４０％：１７９．５２万ｔ 江新建原料码头门机卸煤能力与泊位功能定位分析 ‘３５・ 精矿粉 奢 白云石无烟煤 焦屑 洗精煤（干） 图３梅钢７６０万ｔ规模物流平衡图 ３原料码头既有泊位功能定位分析 ３．１ ｆ－１机需求数量分析 要实现上述功能定位，对于目前泊位设施现 状进行相应改造，将目前泊位皮带机长度缩短，恢 复一、二泊位铁路线，保持４台门机装卸煤炭作 依据门机卸煤作业的理论计算能力、实际 能力以及泊位年吞吐量实绩、未来煤炭水路进 厂量预测，在目前现有装卸工艺前提下，利用经 业，并兼装其它散货及杂货，保留三泊位皮带机， 满足块矿、白云石粉等散货装卸作业。 ４结语 验公式，可以计算出完成相应运量所需门机 数量。 理论需求数量： 理论 诊：—— 一：２．９６台 ‘ 百 １）形成梅钢原料码头既有泊位与扩建泊位 的相对固定的专业化模式。既有泊位煤炭装卸作 取理论需求数量Ｎ理论＝３台 业为主，扩建泊位矿石装卸作业为主，既利于现场 管理，又方便作业流程化。 ２）实现泊位装卸设备与船舶能力匹配，符合 水路运输发展趋势。扩建所配备的１ ２００吨级的 卸船机，无变幅功能，适合万吨级的大吨位船舶作 业，而煤炭运输船舶多为５ ０００吨级及以下船舶， 且多含隐舱，门机的灵活性更适合于此。 ３）有效缓解铁路运输压力。在未来较长一 段时间内，由于公司同路局的外部铁路交接站场 实际需求数量： Ⅳ宴际： 盟：３５４台实际一 １０１ ２３ 口 一． ’． 取实际需求数量Ｎ章际：４台 上述经验计算表明，在维持目前工艺基础的 情况下，单纯从门机数量需求出发，原料码头有能 力完成煤炭预测水路进厂量。 ３．２既有泊位功能定位分析 能力扩充困难、内部卸车能力相对受限以及铁路 货运的自身困难，铁路运输的不均衡性依然会存 结合上述，对于原料码头既有泊位功能定位 为：以煤炭卸船装车为主、其它冶金辅料装卸为辅 的相对固定的专业化码头。其装卸工艺见图４。 在，对水路煤炭装卸定位合理，可以大大缓解铁路 压力。 参 考 文 献 ［１］ 宋德驰，侯德培，王群，等．港口装卸工艺．北京：人民交通 出版社，１９８７：２１３—２１５． 图４煤炭装卸工艺图 （编辑：夏敏）
