装船机环保设计论文

关键词： 储备 粤港澳 煤炭 应急

[摘要]以煤炭中转码头生产流程工艺为基础，分析影响卸船作业、堆场作业、装船作业调度的因素以及各作业环节之间的关系。重点研究中转型煤炭码头装卸作业集成调度优化问题，构建以船舶平均在港时间最短为目标的煤炭码头装卸作业系统集成调度数学模型，运用启发式算法对模型进行求解分析，得到煤炭码头装卸作业系统各环节最佳调度方案。今天小编为大家推荐《装船机环保设计论文(精选3篇)》仅供参考，希望能够帮助到大家。

装船机环保设计论文 篇1：

煤炭码头储运中心装卸工艺设计及要点分析

摘要：国能珠海港务项目是落实国家应急煤炭储备战略部署建成的第一批国家应急煤炭储备基地，也是《粤港澳大湾区发展规划纲要》中规划的煤炭接卸与中转储备梯级系统的主要组成部分，但港口接卸能力和装船能力趋于饱和，散货泊位及驳船泊位的建设迫在眉睫，以为华南煤炭能源运输安全提供有力保障。本文对国能珠海港务有限公司煤炭储运中心工程项目中的装卸工艺相关问题及关键设备选型使用情况进行了分析，以为后期该储运中心扩能建设提供参考。

关键字：储运中心;裝卸工艺;卸船部分

我国资源丰富，但煤炭分布主要在中、西部地区，而煤炭消费地主要集中在东部以及东南地区。资源赋存与能源消费地域的错位布局形成了北煤南运、西煤东运的基本格局。为此，建立煤炭运输通道，由铁路运至北方港口装船下水，运往东部以及华南地区是主要选择。而同时，近年来，北方主要煤炭产地运输沿线和输煤港的雪灾、冰冻、大雾、台风等灾害性天气频发，严重影响了北煤南运，加上粤港澳大湾区能源需求逐年增加，致使南方电厂每年都发生用煤紧张局面。因此，加快国能珠海港务煤炭储运中心扩能建设迫在眉睫。本文以珠海港煤炭储运中心一期工程为例，对实施储运中心建设中的煤炭装卸工艺设计要点及关键设备选型情况进行分析，提出了国能珠海港务工程扩能设计原则，以供参考。

一、项目背景及扩能设计原则分析

（1）项目背景分析

国能珠海港务有限公司珠海港高栏港区神华煤炭储运中心工程2014年投产营运，建设规模为2个10万吨级煤炭接卸泊位、1个5万吨级煤炭装船泊位、4个3000 吨级煤炭装船泊位，泊位总长1308米，以及相应配套工程，设计年通过能力4080万吨，其中接卸2020万吨，装船2060万吨。自投产以来卸船量快速增长，卸船能力趋于饱和。近期腹地内多个在建火电厂包括国家能源集团旗下的国华永州电厂、国华清远电厂，以及华润西江电厂即将投产，将产生大量的煤炭运输需求，亟需扩建泊位以提高散货接卸及储存转运能力。

（2）煤炭码头储运中心装卸工艺设计原则分析

综合该码头煤炭储运中心周边环境、气象及相关环境，在对其装卸工艺进行设计时应遵循以下原则：其一，设计应从全局出发，综合考虑港口及水路、陆路运输，进行多方案的技术经济比较，选择转接环节最少、距离最短的运输路线，以提高效率和节省能耗，加快车船周转，降低营运费用。其二，装卸作业系统和机械选型应符合国家有关技术政策，并在兼顾当前现代化建设发展的基础上，结合本工程的地理位置和功能需要进行合理布局，以技术成熟、先进可靠、高效节能、经济环保、可持续发展和各环节生产能力平衡为设计目标。其三，装卸及输送设备应选用技术先进、性能完备、使用可靠、稳定性好、作业效率高、操作维修保养方便、节能经济环保的成熟产品。本项目已实现装船机远程控制，堆取料机、取料机自动化作业;扩能应按智能化港口设计建设，实现装卸全流程智能生产。其四，贯彻执行国家职业安全卫生、环境保护的有关政策、法规。根据不同的装卸作业特点，采用有效的防护措施，保证作业安全，改善劳动条件及工作环境，尽可能避免和减轻工程对环境的影响。

二、煤炭码头储运中心装卸工艺设计要点分析

（1）卸船工艺设计要点及分析

本工程码头煤炭通过能力较大，可选用间歇式作业的桥式抓斗卸船机、带斗门座式

起重机或连续式作业的斗轮式卸船机、链斗式卸船机等机型，每种机型各有自身特点。

目前在国内最大起重量16t带斗门座式起重机设备卸船效率低，码头通过能力难以满足要求，同时选用该设备将导致码头布置设备数量较多，码头作业干扰性大，因而，带斗门座式起重机不适用于本码头卸船作业。

1）桥式抓斗卸船机;桥式抓斗卸船机目前使用范围比较广泛，在散货卸船作业各种机型中占绝大多数。桥式抓斗卸船机由起升机构/开闭机构、小车牵引机构、俯仰机构、大车行走机构、落料回收装置、臂架挂钩与金属结构、电气与控制系统设备等构成。作业时抓斗从船舱内抓取物料提升至料斗上方放料，物料经振动给料器送至下方码头带式输送机系统。桥式抓斗卸船机目前在国内具有成熟的设计制造和使用经验、价格较低、对物料和船型适应性强、工作可靠性高等特点，其缺点是清舱量较大、抓斗作业时易起尘。

2）连续式卸船机;连续式卸船机由于发展历史较短，在国外应用于工程项目不多，在国内，采用连续式卸船机更少。连续式卸船机的优点是平均卸船效率较高、清舱量较小、对环境污染少;该机型的缺点是设备造价较高、对物料要求较高、卸船作业时易受波浪影响，对生产操作、维护的要求比较高，更为重要的是目前国内缺少设计、制造和使用成熟经验。而同时，连续式卸船机机构复杂，故障率高，对船舶泊稳和物料适应性高，且国内目前还没有完整的设计能力，设备价格高。而对于桥式抓斗卸船机技术成熟可靠，它的各种机型在设计、制造、可靠性和使用等方面均有成功的工程实例。对物料和船舶适应性好但作业效率低。

（2）装船工艺设计要点及分析

根据本工程年装船运量及总体规划要求，码头装船宜采用连续式装船机装船，连续式装船机主要包括固定式、摆动式及移动式三大类型。

1）固定式装船机机身不能移动，所具有的各种机构按其功能需要而定，受其作业覆盖范围较小，通常依靠增加设备台数来满足装船需要，基本是一舱一机，必要时则采用移船方式保证作业要求。

2）摆动式装船机受料为固定给料方式，利用前腿移动使整机的装船点摆动，依靠装船小车在桥架上的移动进行装船作业。摆动式装船机具有水工结构简单、有利于环保降尘等优点，适用于开敞式码头作业;其缺点是机型结构较庞大，跨距大、设备重量大、单机造价高、移仓作业不灵活、难以兼顾相邻泊位装船作业。

3）移动式装船机可以沿码头前沿行走，可大幅提高装船作业的覆盖面和作业的灵活性。由装船机尾车将码头皮带机的物料转运至装船机，码头皮带机可布置在装船机门架后腿的外侧，也可布置在门架跨下。该机型具有平均装船效率较高，技术成熟可靠等优点，且作业十分灵活，能兼顾相邻泊位作业。本案优先选用该机型。

（3）堆场工艺设计要点及分析

由于本工程煤炭堆存系统采用露天堆场工艺，相对于球仓、筒仓和条形库等工艺，突出特点工程造价低、堆场利用率高、作业灵活、技术成熟、使用广泛，其主要缺点是粉尘对周边环境影响较大。由于珠海地区气候湿润，降雨较多，本工程设置了堆场洒水系统和四周设置防风网，因此也能起到较好的大气污染控制效果。同时，为了满足堆场煤炭混配煤需要，每条轨道梁上均预留设1台取料机，可通过双机作业进行粗配煤，混配煤作业既可以在同条作业线内实现，也可以在任意两条作业线之间实现。堆场设备共配置8台堆取料机，堆取料机臂长47m，轨距12m，额定能力：堆料5400t/h、取料2000t/h。堆场部分的工艺设置既考虑到装卸船作业线的生产需要，也考虑到堆、取料间的相互影响。

（4）水平运输工艺设计要点及分析

散货的水平输送工艺采用技术成熟、经济合理的固定式带式输送机，固定式带式输送机是连接散货装卸工艺系统各个装卸工艺环节输送散装物料的主要设备。本工程水平运输采用带式输送机，扩能工程带式输送机的位置及规格在一期工程中已预留，本次设计按照预留方案设计，即卸船进堆场堆存的水平输送设备采用额定能力5400t/h、带宽2m的带式输送机，堆场至码头装船的水平输送设备采用额定能力3000t/h、带宽1.6m的带式输送机。在胶带机设计上，一方面在动力驱动方面建议选用变频调速驱动实现节能;另一方面电机、减速机、滚筒等核心部件按一期工程规格型号设计配置，以减少备品备件储备。在转运站内的落料点处采用曲线落煤管，有效防止物料的洒落和粉尘的飞扬，达到环保的要求。

三、结论

综述所示，煤炭储运中心平抑了国内外煤炭市场的不确定性和波动性给粤港澳大湾区煤炭能源安全影响，广东省重化工业发达，其经济发展对煤炭的需求量逐年递增，对珠海港务煤炭储备中心进行扩能建设扩大煤炭战略储备，提高粤港澳大湾区煤炭接卸与中转储备梯级系统保障能力，保障大湾区能源安全具有重要意义。本文对国能珠海港务有限公司煤炭储运中心工程设计中的装卸工艺相关问题及关键设备选型使用情况进行了分析，以为后期该储运中心的扩能建设提供参考。

参考文献

[1]刘春萍，丁少鹏.珠海港高栏港区10万吨级干散货码头环保设计[J].水运工程.2009（05）

[2]毛志平.煤炭中转码头煤尘防治综述[J].物流工程与管理.2009（05）

[3]何小明，王薇，王烽.建設珠江口煤炭储运基地[J].水运管理.2008（08）

[4]罗萍.沿海港口煤炭中转基地的建设布局问题[J].综合运输.2008（03）

[5]陈茂濠，苏碧霞，黄何.建设广东电煤运输中转系统的初步设想[J].能源技术.2007（03）

[6]赖伟娟，丁婉怡，熊伟文.高栏港对珠海物流业影响初探[J].广东造船.2007（01）

[7]谭克虎，王稼琼.神华集团铁路及港口发展战略的再思考[J].综合运输.2016（02）

[8]张景东，唐洁.港珠澳大桥对珠三角物流业的影响初探[J].商讯商业经济文荟.2015（04）

[9]刘斌，陈得力.贫信息状态下的集装箱吞吐量精确预测灰色模型[J].大连海事大学学报.2015（02）

作者：吴永年

装船机环保设计论文 篇2：

煤炭中转码头装卸作业系统集成调度模型与优化

[摘要]以煤炭中转码头生产流程工艺为基础，分析影响卸船作业、堆场作业、装船作业调度的因素以及各作业环节之间的关系。重点研究中转型煤炭码头装卸作业集成调度优化问题，构建以船舶平均在港时间最短为目标的煤炭码头装卸作业系统集成调度数学模型，运用启发式算法对模型进行求解分析，得到煤炭码头装卸作业系统各环节最佳调度方案。

[关键词]煤炭码头；装卸作业；集成调度；启发式算法

1前言

随着煤炭港口的发展，煤炭码头装卸设备、工艺以及信息化程度都有了很大提高，港口之间的竞争也愈演愈烈。合理利用码头的各种资源，提高码头的装卸作业效率和提升码头的服务质量是提高港口竞争力的有效手段。根据煤炭码头装卸生产的特点，港口企业生产强调的是生产过程的整体性，各个工序、流程的局部优化是不够的，局部的最优安排可能与整体优化产生冲突，只有港口企业整体生产经营过程优化才能保证企业生产成本和经营效益上的最优。因此，研究码头装卸作业系统集成调度优化对提升服务能力和通过能力有重大意义。本文着重研究中转型煤炭码头卸船作业、堆场作业、装船作业调度之间的关系，构建以船舶在港时间最短为目标的数学模型，运用启发式算法进行求解，并结合实际案例对模型和算法进行有效性验证。

2煤炭码头装卸工艺和生产调度研究现状

2.1煤炭码头装卸工艺发展现状

根据煤炭码头装卸工艺形式的不同，专业化煤炭码头可以分为输出型煤炭码头和中转型煤炭码头。汪弘、李纲等人对比分析了世界上主要煤炭港口的装卸工艺，得出专业输出型煤炭码头装卸工艺流程基本相似，即翻车机对火车进行卸车，然后经过进场皮带机和堆料设备堆入堆场进行暂存；取料设备从堆场取煤，利用出场皮带机和装船机进行装船作业。中转型煤炭码头装卸工艺流程则为：煤炭由海运船舶运送至港口，经卸船机卸船，通过皮带机输送至堆场，由驳船、火车或汽车转运出场。

近年来，煤炭码头在装卸设备现代化水平的提高、新工艺的设计、环境保护、能源节约等方面都取得了较大的进步。2008年陈丽昕等本着环保节能、低投资、缩短建设周期的原则，提出了一种集螺旋卸车机、筛分、筒仓存储、装船等功能为一体的新型装卸工艺。2013年岳金灿等提出专业煤炭码头移动式装船机联机作业模式，并以秦皇岛港和黄骅港等工程实例论证。神华粤电珠海港煤炭码头在船舶靠港后，利用岸上电力来满足船上电气设备的电力需求，减少了燃油机尾气排放带来的环境污染，极大地改善了港区环境质量。

2.2煤炭码头生产调度研究

煤炭码头调度作业活动主要包括船舶进港之前的泊位分配、装卸设备的调度、堆场垛位的安排等。因此，国内外学者对泊位分配、堆场资源优化和装卸设备调度进行了深入研究。胡东波等对现有的散货码头堆场调度策略进行了总结，对散货码头的运行策略组合和相关参数进行了优化，从而提高了堆场的入库量，加快了码头的周转率。胡大勇总结了散货码头并行装备调度的共性问题，并提出了其内在的特性数量关系的建模方法。Tomas Robenek将泊位和堆场分配进行综合考虑，以船舶在港总服务时间最短建立了泊位分配和堆场分配的集成模型，并用分支定界和次佳寻优的元启发式方法进行求解。Gustavo Campos Menezes考虑散货或码头的业务流程，提出了一种能够适应大多数散货码头的规划和生产调度问题的数学模型，用分层的方法进行求解，并用实例验证了模型和算法的有效性。

2.3存在的问题

目前对于港口生产调度的研究主要集中在集装箱码头，而对于散杂货码头生产调度的研究相对较少。散杂货码头主要还是依靠人工经验进行生产调度，对于大型的煤炭中转码头，调度任务复杂，需要处理的船舶信息量大，还需要根据实时的动态信息对计划进行相应的调整，调度人员工作量大且很难保证调度效率。其次，在目前的研究中，很多学者只考虑了某个环节最优，而码头生产调度是由一系列环节组成的，任何一个环节的调度不仅影响整个码头的生产效率，对其他环节也会产生一定的影响，从而导致牵一发而动全身，即局部优化并不一定是整体最优。因此，研究煤炭码头装卸作业系统集成调度具有现实意义。

3煤炭中转码头集成调度优化模型和求解策略

3.1影响港口装卸作业调度的因素分析

由于影响煤炭码头装卸作业过程的因素很多，因此作业过程的随机性、灵活性都比较大。影响煤炭码头装卸作业效率的因素主要有以下几个方面：

（1）自然条件因素：当出现大风大雾等恶劣天气时，会影响船舶的到港时间，甚至造成船舶无法进出港口，从而导致船舶在港时间增加。另外航道水深也可能导致大吨级船舶由于吃水深度不够而无法及时进港，增加船舶的等待时间。

（2）码头设施设备：泊位的数量、吨级会限制船舶的停靠；堆场的容量、装卸设备的数量、设备故障等都会影响码头的正常作业。

（3）各环节装卸作业效率：码头装卸作业系统是一个整体，因此码头整体的装卸效率取决于作业效率最低的那一环节，合理分配各环节的装卸设施、设备和流程，是最大化码头装卸效率的关键。

（4）装卸工艺：煤炭码头生产过程中可能存在着筛分、配煤等特殊工艺，这些工艺需要流程也不一样，因此要考虑流程的可达性约束。

（5）到港船舶的不确定性：到港船舶的不确定性主要包括到港时间、船型、煤炭种类、所属货主、装卸工艺要求等的不确定性。

3.2煤炭中转码头集成调度分析

煤炭中转码头调度环节所涉及的作业子系统包括：卸船系统、皮带机输送系统、堆场堆取系统、装船系统、计算机辅助系统等。装卸作业设备主要有卸船机、皮带输送机、堆取料机和裝船机等。在码头的实际运营过程中，船舶到港之前，码头会根据船公司提供的船型、预计到港时间等信息制定靠泊计划，并根据实际到港时间进行相应调整。船舶到港后，安排船舶靠泊，并根据船上所搭载的煤种、堆场垛位剩余容量和堆场流程是否可用等信息制定堆场堆垛计划，选择堆料垛位和堆场流程，进行卸船作业，卸船作业完成后，船舶离港。同样，对于装船作业，首先也要根据船舶的预到港时间和船型等信息制定泊位计划，再根据所需煤种、堆场流程等信息确定取料垛位。由于在卸船作业和装船作业中共用堆场流程和堆场设备，所以在制定堆场垛位计划时，要进行综合考虑，避免堆场流程的冲突和干涉。煤炭中转码头装卸作业集成调度流程如图1所示。

船舶计划调度需要为未来一批船舶的生产制定作业计划，一个船舶生产调度计划的制定需要为每艘船舶确定以下内容：（1）为船舶指定装船（或卸船）泊位；（2）预计船舶靠泊、开始作业及完成作业离港时间；（3）为船舶煤炭指定堆场垛位；（4）给出确定的卸船（或装船）流程。

3.3卸船一堆场一装船集成调度优化模型

3.3.1模型假设。基于煤炭中转码头集成调度问题与集成调度作业的流程，考虑到尽量接近于现实，使得模型实用性更强的特点，权衡现实调度工作中调度因素的主次以及模型的可解性，本模型做如下假设：

（1）计划期内到港船舶的装卸量、煤种等信息已知。

（2）每艘船舶服务完毕后才能离港，船舶装卸过程中不存在移泊现象，每艘船舶必须且只能被服务一次。

（3）船舶的靠泊时间、离泊时间由船型大小决定，根据实际统计数据，设为定值。

（4）装卸船流程的作业效率取决于码头岸边作业效率。船舶装卸过程中，不会由于突发原因产生作业中断和换流程的情况。

（5）堆场垛位总容量和堆存状态满足到港船舶的装卸需求。

3.3.2模型重要符号说明

3.3.3目标函数及模型约束。根据以上分析，本调度优化模型的优化目标为船舶总在港时间最短。假设现有e艘船舶需要调度，则目标函数可表示为：

约束1：一次性作业约束与唯一性约束

到港的每艘船舶都必须被服务，且每艘船舶仅能在一个泊位上完成整个作业。该艘船上的一种煤炭只能由一个堆场流程进行装卸，一个流程进行作业时只能分配到对应可达的堆垛。

约束2：堆场约束

（1）堆场容量约束。对于卸船船舶，需要卸载的煤炭量不能超过目标空闲垛位的最大容量。

3.4面向船舶到达事件的启发式算法设计

3.4.1算法的基本思想。（1）按照先到先服务的原则，依次为到港船舶制定生产计划；（2）根据到港船舶是卸船船舶还是装船船舶，以及相应泊位占用情况，给船舶分配泊位；（3）根据船舶装卸煤种和煤量，筛选出可堆料或可取料的堆垛范围；（4）根据装卸船工艺的可达性约束，进一步筛选可堆料或取料的堆场垛位；（5）根据船舶的最早可作业时间和煤炭的分布均匀性，确定堆场流程和堆取料垛位；（6）算法优先考虑有特殊作业要求的船舶，如筛分和配煤要求，因为特殊作业要求的船舶数量较少；（7）算法本身设置搜索停止条件。

3.4.2算法的基本流程。面向船舶到达事件的启发式搜索算法基本流程如图2所示。算法首先判断到港船舶是卸船还是装船船舶，如果是卸船船舶，首先根据泊位空闲情况和靠泊条件分配卸船泊位；再判断是否需要筛分特殊作业流程为之服务，而后根据船舶所载煤炭种类、载煤量等信息，以可完成卸船作业时间最短为选择原则，确定堆场流程和堆料堆垛。如果到港船舶为装船船舶，首先根据泊位空闲情况和靠泊条件分配装船泊位；再判断是否需要配煤特殊作业流程为之服务，而后根据船舶所需装载的煤炭种类、载煤量等信息，以可完成装船作业时间最短为选择原则，确定堆场流程和取料堆垛。

4案例分析

4.1案例描述

我国南方某水转水煤炭中转码头设计年通过能力为4000万t。卸船码头：布置2个10万吨级卸船泊位X1和X2以及2条卸船流程线，卸船设备包括2台链斗式连续卸船机和4台桥式卸船机，卸船效率为1800t/h；装船码头：布置1个5万吨级与4个3000t级散货船泊位，编号分别为Z1-Z5，共布置4条装船流程线，装船设备有4台移动式装船机，装船效率为3000t/h。堆场平行于码头布置，采用“8台堆取料机+2台取料机”的设备布置形式，额定堆料能力5400t/h，取料能力3000t/h；堆场共设有5条堆场，堆場设计总容量220万t。4条堆取料机轨道梁，每条轨道梁上均布置有2条堆取料作业线，既可满足码头装船作业线的需要，又可避免堆、取料作业的相互干扰。现采用该煤炭中转码头实际生产中一段时间内共30艘船舶的到达信息为模型输入参数，见表1。

4.2模型基本参数设定

装船船舶靠泊时间为8-10min的随机分布，离泊时间为10min；卸船船舶靠泊时间为30min，离泊时间为20min；工作时间包括流程启动时间和船舶实际装卸时间，大约为11-17min，根据泊位和装卸垛位之间的实际位置计算得到。

4.3模型试验与求解结果

运算耗时为1.372352s，船舶总在港时间为136.02h，船舶总的作业时间为116.08h，船舶平均等待时间约为21min。船舶具体的作业计划信息见表2，显示了装卸船舶的靠泊泊位、靠泊时间、堆取料机、堆场流程、装卸垛位、离港时间等信息，显现给港口调度人员。

5结论

本文以水转水煤炭中转码头装卸作业系统为研究对象，以煤炭港口生产流程工艺为基础，分析了卸船作业、堆场作业、装船作业调度之间的关系，说明了集成调度研究的必要性。综合考虑影响调度的因素，构建了以船舶在港时间最短为目标中转型煤炭码头装卸作业系统集成调度问题的数学模型。根据模型的实际问题设计了启发式算法求解集成模型，并用算例证明了模型的有效性。

作者：刘巧斌 周强

装船机环保设计论文 篇3：

对散货码头智能化装卸工艺技术的几点探讨

摘 要：最近几年以来，伴随着现代工业在经济水平中的高速提升，我国对于港口的装卸能力也随之提出了更加严格的标准要求，以提高港口竞争力，提高卸船机的工作效率，而在這个过程中，应用自动化控制，具有十分重要的意义。对散货码头应用智能化装卸工艺技术，可有效提高装卸效率，并推动节能减排的港口建设。基于此，本文简要分析了现阶段，散货码头装卸工艺所存在的问题，总结了散货码头应用智能化装卸工艺技术的必要性，介绍了散货码头智能化装卸工艺技术，探讨了散货码头智能化装卸工艺技术的发展方向，旨在为提高散货的装卸效率，减少能源损耗。

关键词：散货码头;智能化;装卸工艺技术

伴随着科研水平快速发展，电子信息技术随之进一步创新，智能化装卸工艺技术现已被散货码头在装卸过程中广泛应用。现在，我国经济发展水平正处在一个十分重要的阶段，散货的吞吐量呈大幅度增长的趋势。有调查统计资料指出，我国港口散货吞吐量已突破百亿吨，而且，在我国范围内，专业化万吨级以上的港口泊位有一千多个，通用散货泊位有约五百个左右，通用件杂货泊位也有约四百个左右，并依旧处于持续增长的趋势。不过，由于我国散货码头的发展时期相对较晚，且设施设备、装卸储运水平相对落后，依旧存在能耗高、效率低、环保性差等不足，因此，对散货码头，加用先进的智能化装卸工艺技术，是非常有必要的。

1. 现阶段，散货码头装卸工艺所存在的问题

目前，我国经济体制发生了极大的改变，进出口贸易也随之朝更好的方向发展，经济水平的改革进一步推动着进出口贸易的快速发展。散货码头装卸工艺在进出口贸易中的占据着十分重要的地位，我国现阶段的散货码头装卸工艺的装卸货种包括：矿石、煤炭、粮食、木材、散货、零部件、其他杂货等，装卸工作包括输入港的卸船工艺、输出港的装船工艺、卸装中间环节的储存工艺，不过，相对应的也存在着诸多问题。

第一，输入港卸船工艺。输入港的卸船工艺按照装卸周期可分为两种：连续性、周期性，其中，连续性的卸船工艺需借助链斗式卸船机、斗轮式卸船机等设备完成，由于连续性卸船工艺的操作简单，相对运行时间较短，因此，卸船效率相对较高，且清仓速度快，具有良好的装卸衔接性，并且卸船作业过程中都处在全封闭过程，是一种环保式卸船作业方式，已成为现阶段我国输入港卸船工艺较为主要发展的一种方式，不过此卸船工艺的缺点是很难适应船舶的起伏颠簸，技术正在发展期设备故障率较抓斗卸船高。而周期性的卸船工艺因为散货装卸时间较长，多通过应用抓斗卸船的方式进行装卸工作，该方式可以很好的适应商船由于海浪而诱发的颠簸，在进行卸船工作时，具有高稳定性，适用范围较广，不过，抓斗卸船的方式对船舱内散货不能全覆盖，清舱阶段任务重效率较低会降低整体卸船效率，卸船过程处于半开放式状态，开闭抓斗放料易产生扬尘，需要设计专用的除尘抑尘设备降低对环境的污染。

第二，输出港装船工艺。输出港装船工艺的工序复杂且工作相对繁重，不过，伴随着科学技术水平的进一步革新，输出港装船工艺实现了连续性装船、散货集装化装船等一系列先进的装船工艺，例如：抓斗周期性装船方式、皮带机装船方式等，从而改善了装船工艺，有效提高了输出港装船工艺作业的效率。不过，输出港装船工艺需要相关工作人员具备娴熟的操作技能及理论知识。

第三，装卸中间环节的储存工艺。在码头装卸工艺中，散货储存是其中一个较为重要的组成部分，依据货种之间存在的差异，其储存方式也是不同的。储存装卸工艺按照储存场所的差异可分为两种方式：露天堆场、封闭筒仓等方式，而散货在进行装卸工作时，主要应用两种不同的手段：堆取分开或者是堆取合一，不过，这两种手段都需要在露天堆场中实行，堆取分开主要指对散货应用专门的堆料机、取料机进行分别堆料取料作业，而堆取合一主要指对散货应用斗轮堆取料机进行统一操作。封闭筒仓的储存装卸方式，更适用于对温度、湿度要求高的货种，具有高稳定性、对货种形状要求低的特征，封闭筒仓应用了现代化科技，可以实现货物之间的倒仓与并仓，一切存取操作都可以借助相对应的装卸工艺来完成。

2. 散货码头应用智能化装卸工艺技术的必要性

第一，可有效提高散货码头的运营效率。港口散货运输具有批量大、运价低的特征，因此，港口散货运输系统投资成本就相对较大，单位产出相对较小，而且，与其他货物运输装卸工作系统相比，工艺流程相对复杂、工艺环节相对较多，所以，需要大量的各类岗位劳动人员密切配合。例如：天津港某一大型散货码头，其中的正式员工以及劳务人员大约有三千人左右，通过调查分析，该公司每年需盈利七千万及以上才能够确保公司正常运转。随着散货吞吐量的日益增长，港口费率的进一步下降，各港口码头的市场竞争环境也随之逐渐激烈，散货码头企业想要在市场竞争中占据一席之地，就必须要提升装卸储运能力、开拓港口通过能力、提高散货码头的运营效率。而智能化的装卸工艺以及新型、高效、先进的装卸机械设备，可有效改善散货码头作业条件，提高装卸质量。由此可见，散货码头智能化装卸工艺技术是加快车船周转、降低人工成本、开拓港口通过能力、开发增值服务、提高经济水平、增强港口竞争能力的必要途径。

第二，可有效提高环保节能效益，实现可持续发展。现阶段，在我国范围内，各港口的数量呈日趋增多的态势，规模随之逐渐扩大，而且，货物吞吐量也随之逐年上升，而港口能源消耗量也随之进一步增大，比如：汽油、重油、柴油、电力等，因此，为了适应经济水平快速发展的需求，对散货码头应用智能化装卸工艺技术，是非常有必要的。智能化装卸工艺技术不仅可以提高装卸效率，同时，还可以合理配置散货码头装卸过程中的各环节资源，以避免能源浪费，增强能源利用率。另外，散货码头智能化装卸工艺技术相比于传统散货装卸工艺技术来说，传统散货装卸工艺技术更容易造成货物的损失，影响环境污染。例如：木薯干是一种较为典型的高粉尘物料，在装卸工作的过程当中，依旧应用简单的露天堆场抓斗方式进行取料卸料，不仅效率低，而且，污染高，当木薯干进出港装卸时，空气中就会弥漫着白色粉尘。相关工作人员长时间在粉尘飞扬的环境中进行工作，极易诱发严重的肺部纤维化、全身性疾病等并发症，同时，还会影响港区周围居民的生活质量水平。而智能化装卸工艺技术，可有效解决高粉尘类散货装卸的污染问题，比如：实现智能化调控、封闭装卸作业、缩短装卸作业时间、袋装粉尘物料、减少相关工作人员装卸现场劳动等，从而进一步提高装卸效率。

3. 散货码头智能化装卸工艺技术

第一，散货码头智能化抓斗卸船工艺应用激光测距技术，借助激光测距技术可以自动识别货船的整体规格以及船舱散货物料的相关状况，工作人员再应用可编程逻辑控制器 （PLC）技术，根据激光扫描取得的数据结果，进行有效分析，并制定科学、合理的相关卸船工艺计划，设定机械运作参数，从而实现自行控制机械的工序（升降、移动、抓放等）。而且，在装卸时，智能化抓斗卸船工艺可以对数据进行及时反馈，实时调控管理，从而保证卸船工艺的稳定、高效。不过，现阶段的智能化散货卸船工艺依旧存在着一定的难度，比如：测量精度实时监控、舱内物料三维动态模拟、平衡卸船数据分析方案、抓斗卸船机钢丝绳柔性控制等[1]。

第二，散货码头智能化装船工艺借助多轴运动控制的激光雷达，可有效检测货船的整体规模，通过数据分析，制定出合理的物料装运轨迹、物料分布情况，实时调整机械的位置，及时控制工作的速率，从而有效提高物料装船的空间最大利用率，增强装运的效率，确保装运的质量。不过，现阶段的智能化散货卸船工艺仍有一定的难点，需依据物料特性，科学合理的规划舱内装船路径[2]。

第三，在堆取料的过程当中，也具备着智能化的装卸工艺，例如：斗轮堆取料机，通过借助激光雷达扫描，可以实时监控技术，并根据数据分析，制定出合理的物料堆取工序，包括：数量、速率、规模、路径等。斗轮堆取料机的技术难点是物料堆场模型构造、精度控制、物料堆取路径制定等。现阶段，我国散货码头智能化装卸工艺包括：多自由度机械手、智能机器人、自动识别装置等技术，不仅可以有效提高散货装卸船的效率，节省人工成本，同时，还可以减少环境污染，增强港口资源周转效率，进一步提升企业的经济、社会效益[3]。

4. 散货码头智能化装卸工艺技术的发展方向

第一，构建集生产、管理、控制于一体的智能化系统。散货码头在生产、管理方面需突破各个系统间的层次概念，可通过构建集生产、管理、控制于一体的智能化系统，将生产控制、业务系统、调度管理、资产设备等各个系统结合起来，通过实现计算机与通信网络的整合，优化生产流程，从而实现降低生产经营成本，提高运营效率的作用[4]。

第二，构建设备故障远程监测系统。在散货码头上，构建设备故障远程監测系统，通过实时取得各个设备（卸船机、装船机、堆取料机、翻车机、皮带机等）的运行状态以及其故障信息，制定科学合理的散货码头设备维护策略，从而发挥延长设备使用寿命，确保设备安全正常运转的作用[5]。

第三，强化对于大型散货装卸设备的研发。现阶段，在世界范围内，各国主要的航运公司都在发展特大型远洋运输船，其中，最大散货运输船已达到40万吨级。因此，满足市场发展需求的前提是港口散货装卸设备要具备更大的装卸能力。我国相较于发达国家港口来说，我国的港口散货装卸能力还需要不断提高。由此可见，强化对于大型散货装卸设备的研发，是非常有必要的。

第四，增强散货装卸设备的安全性能。港口生产作业的条件是确保工作过程中的安全。有调查资料指出，40%的港口生产事故都是由于港口装卸设备的安全性差所致的。在散货码头中，卸船机工作最为复杂，由于卸船设备需与船舱内的货物进行直接接触，极易发生与舱口、舱底碰撞的情况，从而影响卸船设备、船舶的安全。因此，增强散货装卸设备的安全性能，是散货码头智能化装卸工艺技术有效推广的必要前提，通过借助先进的制造工艺，并有效结合新型的避碰技术，从而确保装卸设备工作过程的安全性。

第五，强化对于卸船机作业全自动化的研究。由于卸船工作具有复杂性的特征，码头对于卸船机的自动化水平也随之有着更严格的标准要求。现阶段，自动卸船机主要是间歇式半自动抓斗卸船机，但是工作效率低、安全性差。所以，需依据卸船工作工况，强化对于卸船机作业全自动化的研究，以提高散货码头卸船工作效率。

第六，强化对于多用途装卸设备的研发。现阶段，散货码头主要是专业化煤炭码头或者是矿石码头，仅单一散货装卸。不过，伴随着经济产业结构的进一步调整，散货码头也由单一散货装卸朝多用途化发展。因此，强化对于多用途装卸设备的研发，具有十分重要的意义。

第七，强化对于环保型装卸设备的研发。散货物料在装卸过程中常伴有粉尘污染，严重影响港口环境。现阶段，港口除尘的方式主要包括：干式除尘、湿式除尘，具有除尘效率低、不环保等特征。因此，强化对于环保型装卸设备的研发，从装卸工艺上严格抑尘、除尘，才能真正解决粉尘问题。

第八，强化对于自动化清舱设备的研究。当前，清舱作业效率相对较低，因此，需强化对于自动化清舱设备的研究，实现自动化清舱作业，从而提高物料运输效率，减少船舶在港时间，进一步增强港口作业能力。

综上所述，对散货码头智能化装卸工艺技术，通过结合电子信息技术、自动化机械设备、数据分析软件等先进技术，优化配置智能化装卸工艺以及装卸设备，综合控制散货码头的装卸储运工艺，可有效增强对于散货码头设施的利用率，改善散货装卸作业环境，进一步推动智能化港口建设，提升企业市场竞争力，大力推进我国港口的长远发展。

参考文献：

[1]张建祥， 曹五虎， 殷翠红，等. 准织设备自动化信息化技术探讨[J]. 纺织导报， 2019， 000（012）：30-33.

[2]安东. 水上过驳装卸工艺系统设计及运输船舶的选择[J]. 水运工程， 2019， 000（012）：75-79.

[3]刘宏新， 王登宇， 郭丽峰，等. 先进设计技术在农业装备研究中的应用分析[J]. 农业机械学报， 2019， 050（007）：1-18.

[4]车玉轩. 自动化与智能化电气设备的适用性探讨[J]. 煤炭工程， 2019， v.51;No.504（S1）：152-154.

（国能珠海港务有限公司，广东 珠海519050）

作者：冯军伟 秦伟