（交通运输工程专业论文）六横煤炭接卸码头工艺设计及经济论证.pdf

r 海海事凡学硕i 。论文六横煤擞接卸码头t 艺设计及经济论证 摘要 y1 0 0 8 1 5 5 陵灌我国国民缀济的侠速发展，全社会对能源的需求也r 益扩大。两煤炭、石油 作为关乎国计民生的战略性物资，对整个国民经济的平稳运行和保持社会稳定具有重 大的意义。长三煮她送经济发展遇速，对能源粒嚣求很大，霓其是对电能的要求更高。 如何套效的实现能源程空间的调配，满足同盏增长的电力需求已成为当前麓大的经济 社会课题。交通部、浙江省以及相关科研单位，从浙江能源的需求缺口、制约因素和 现实经济状提等实际出发，认为：为满足浙江嚣煤炭运输需要，缓解浙江沿海煤炭接 卸码头能力不足，遗戍国内外煤淡运输船靛大型纯发展的需臻和部分电厂合理中转澡 炭的要求，促进区域经济的快速欲展，建设六横煤炭中转码头是必要的。 六横建理位嚣谯越，紧邻宁波j t 仑港、上海港等大港。麓时，海岸线波源丰富， 主要灾辔性天气较少，充分保证了港区年正常作业时间。六横优越的自然条件，为建 设煤炭码头提供了良好的硬件基础和保障。 本文曩三是在这一大背景下，对六横煤炭中转鹑头一麓工程兹鄞簸装郫工艺及其租 关经济论证进行了探讨。本文主磷从如下方面避行了分析：敬货装卸工艺方面，回顾 了散货漱卸机械的发展历程及发展趋势；六横煤炭码头煤炭遗量预测方面，利用时间 序列憨势线毅台对六横鹨头未来豹运量进行了预测，力玛头黪建设援摸掇供了谈摇； 卸船工蕊方面，主要涉及了六横粥头的泊位通过能力、工艺方案的拟定等内容；经济 论证方面，在拟定的四个被选工缓方案种中，分别从经济、技术等指标进行了方案的 经济技零论涯，并确定了本壤基中瓣捱荐装卸王芑方案；经滚谨徐方面，渗及了六横 码头项目建设的投资额估算、经济效益评价和财务评价等内容。 通过上述的经济技术论证，确定六横码头敞卸工艺采用装卸桥方案。该方案经济 上可行，社会意义蘩丈。本文巍缀缮论可为六搂漾玛头工艺态置工程设诗援貘一定豹 参考价德。 关键溺：六攘港区，装聱工艺，臻炭薅牲 上海海事大学硕士论文六横煤糍接却码头工艺设计殷经济论证 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fe c o n o m y , t h ed e m a n do fe n e r g yi se n l a r g e dd a y b yd a y a st h es t r a t e g i cm a t e r i a l s ，c o a la n do i lm a k eg r e a ts i g n i f i c a n c e sf o rt h e s t e a d yc i r c u l a t i o no fe c o n o m ya n dt h eh a r m o n yo ft h ew h o l es o c i e t y t h ee c o n o m i cz o n e so fc h a n gj i a n gd e l t ad e v e l o pv e r yq u i c k l y ，s ot h e d e m a n do fe n e r gv e s p e c i a l l yf o re l e c t r i c i t yp o w e r , b e c o m e sm o r ea n dm o r e h o w t ol m p l e m e n tt h ed i s t r i b u t i o no fe n e r g yi ns p a c et om e 戬t h en e c e s s a r yn e e dh a s b e c o m eag r e a tt a s k t h em i n i s t r yo fc o m m u n i c a t i o n s 。z h e j i a n gp r o v i n c ea n dt h e r e l a t i v ed e p a r t m e n t sb r i n gu dt h eb u i l d i n go ft h el i u h e n gc o a i ，t r a n s s h i p m e n t t e r m i n a l ，t h e d e ao ft h i sp l a n n i n gi n c l u d e s ：i ti si m p e r a t i v et ob u i l dt h el i u h e n g c o a lt r a n s s h i p m e n tt e r m i n a lt om e e tt h ec o a ld e m a n df o fz h e j i a n gp r o v i n c e 。t o b u f f e rt h el n s u f f i c i e n tc a p a c i t yo fl o a d i n ga n du n l o a d i n gc o a ll nt h ep o 哟a l o n gt h e z h e j i a n gc o a s t 。t oa c c e l e r a t et h ed e v e l o p m e n to fr e g i o n a ie c o n o m y l i u h e n g sg e o g r a p h i cd i s t r i c ti sp r e t t yg o o d 。e d j a c e n tt ot h e 佰m o u sp o r t s ， s u c ha sb e i l u np o r to fn i n g b o ，s h a n g h a ip o r t a tt h es a m et i m e ，t h es e a c o a s t r e s o u r c el sr i c h 。t h e n t h ep r o p o r t i o no fd i s a s t e rc l i m a t el sl o wl no n ey e a r , s ot h e n o r mo p e r a t i o nt i m ei sg u a r a n t e e d ，t h es u p e r i o rn a t u r ec o n d i t i o n sp l a yag r e a tr o l e i nt h ec o n s t r u c t i o no fl i u h e n gc o a lt e r m i n a l 1 nt h i sb a c k g r o u n d 。t h i st e x td i s c u s s e st h eh a n d l i n gt e c h n o l o g ya n dt h e e c o n o m i c a ld e m o n s t r a t i o no ft h ef i r s tp h a s ep r o j e c t t h ec o n t e n to ft h e s i sc o v e r s m a n yt h i n g s ，s u c ha st h ed e v e l o p m e n to fb u l kc a r g oh a n d l i n gt e c h n o l o g y , t h e t h r o u g h p u tf o r e c a s t i n go fc o a li nt h i sa r e a ，t h ec a p a c i t yo fb e r t h s t h ed e c i s i o no f h a n d l i n gt e c h n o l o g y , t h ea p p r o x i m a t ei n v e s t m e n t ，t h ee c o n o m i ce f l l = x c te v a l u a t i o n ， t h ef i n a n c i a la s s e s s m e n ta n ds oo n w ht h ee c o n o m i ca n dt e c h n o l o g yd e m o n s t r a t i o n 。t h ec r a n ep r o g r a ml s r e c o m m e n d e dt ot h ec o n s t r u c t i o no fl i u h e n gc o a lt e r m i n a l t h i sp r o g r a mi s f e a s i b l ea n ds i g n i f i c a n ti nt h et e r mo fe c o n o m i c sa n ds o d a id e v e l o p m e n t m e a n w h i l e 。t h et h e s i sc o n c l u s i o nh a ss o m e w h a tc o n s u l t a t i o nv a l u e 幻rp r o j e c t d e s i g n ， z h o ux i a n g d o n g ( t r a n s p o r t a t i o np l a n n i n ga n dm a n a g e m e n t ) d i r e c t e db yp r o f e s s o rz o n gp e i h u a k e y w o r d s ：l i u h e n gp o r td i s t d c t ，h a n d l i n gt e c h n o l o g y , c o a tp r o p e r t y ：海海事人学硕l 论文 六横煤炭按卸码头t 兰设汁及经济论让 薯l言 长三角遣区经济发展迅速，对能源的需求缀大，尤其是对瞧髓的要求爱嵩。如俺 有效的实现能源在空间的调配，满足臼益增长的电力需求己成为当前熏大的经济社会 课题。当前，浙江经济发展迅速，其对煤炭需求髓盛，而浙江沿海煤炭接卸避头能力 不足，为适应国内外煤炭运输船躺大壅纯发展的需要裙部分魄厂合理中转煤炭的要 求，满足电厂配煤和供应安全的要求，确保浙江省电力能源供应的安全可靠，促进区 域经济的快速发展，建设煤炭中转娼头是必要的。 本文结合浙江六横的自然条佟和建设六横渫淡中转港勰矧，较深入静探讨了煤炭 中转港的布局、工艺设计以及经济评价等内容，具体内容包括如下方面： ( 1 ) 漓位通过能力熬核定：根据煤炭专业码头装卸的特点，结合设计船型的到达 情况，考虑港口生产的不平衡困索等其它内容，综合考量溶位粒通过能力。同时，根 据港口建设规模，最终确定泊位数、泊位等级。 ( 2 ) 工艺方案的拟定：包括泊使线长度确定、卸船枫授选魁及数量确定、固定式 皮带梳选型及数量确定、堆场辊械选型及数量确定、难存丽袄及堆存能力的确定、其 它主要辅助机械的确定、环保设备与安全系统以及工艺布置。根据六横码头的实际情 况，初步确定了四个魄选方案。 ( 3 ) 方案的经济效益评估及方案眈选：分剐从工程建设的投资额信算、经济效益 评价、圈民经济评价、财务敏感性分析等方面，分析本工程项目建设的经济、社会效 盏；在姥鏊破上，对魏令方案进行比选确定接棼方寨。 ( 4 ) 主要结论：缩合港口建设的规模、运量情况，确定熬个工程项目装卸工艺梅 成，重点分析确定卸船工艺的组织、布局；另外，从项目的楚体上出发，通过参照其 它港口幻建设经验帮矮俸建设实藏捷况，估算顼强载建设投入、回摄情况，献蠢实现 对该项圈的经济、社会性分析，并段终确定装卸桥方案为推荐方案。 ：海海事大学硕 论文六横煤炭接鼯蝉头下艺设计擞搿济论证 第一章绪论 第一节论文研究的背景 澎江餐是长三受撼区的重要维戏部分，2 0 0 4 年g d p 突破1 0 0 0 0 亿，爨全国第四 位，经济社会发展势头十分强劲。然而随着经济持续快速的笈鼹，华东电阏装枫严重 不足的问题越来越严黧，电力供应日趋紧张，2 0 0 3 年起从局部地区、部分时段的电 力短缺现象，演变为大蕊蘸、长时期的缺电局蘑，严重影响经济社会鲍发鼹蠢人民生 活需求。 据统计，2 0 0 3 年浙江的电力装机中火电占8 4 ，占绝对主导地位，未来较长时期 这一格弱不会有太大鲶变化。据浙江电力发展颈测，2 0 0 5 年全磐发电用煤璧约震3 8 0 0 万吨，2 0 1 0 年发电用煤量达7 5 0 0 万吨，2 0 2 0 年约需电煤l 亿吨左右，其中9 0 以上 需通过海运完成。电力煤炭急需寻求便捷、经济、安全的运输途径，而建设大型煤炭 中转基蟪，是瓣决运浚根本阕题的敬臻性抉择。 为从根本上解决浙江能源瓶颈制约，保障浙江省能源安全，浙江省能源集团根据 中央有关能源宏观政策精神，结合浙江的实际需袋，准备在舟山六横岛建设煤炭中转 码头，一翅王翟年设计器睦量为3 0 0 0 万嚏，其中；送港1 5 0 0 万睫，出港1 5 0 0 万睫； 根据市场发展情况留宵进一步扩建的余地，规划二期工程吞吐量再增2 4 0 0 万吨，总 计为5 4 0 0 万吨，其中：进港3 0 0 0 万吨，出港2 4 0 0 万。建设方案卸船泊位与装船泊 位乎瑟毒淫呈反“f ”瀣，与珐域以莛爱筏揍穗羧。一蘩工程宣曩拳线1 5 0 0 m ，离摩 1 4 0 0 m 水深2 0 m 处，建设1 5 万吨绂、5 万吨级卸船泊位各1 个( 兼顾2 艘1 0 万吨级 散货船靠泊) 。一期陆域占地面积1 l o h a ，堆场平面尺度1 5 0 0 5 6 1 m 。在卸船泊位后 鞠6 5 0 m 、拳深1 4 m 左右处，建设3 + 5 万睫级、2 艿睫级、5 0 0 0 噫缎装船演位各1 个， 泊位总长度6 9 3 m 。 本文仅就六横煤码头一期工程卸船泊位煤炭卸船工艺做进一步的研究。 上海海事大学预卜论文六横煤炭接卸码头t 艺设计技经济论i f 第二节论文研究的目的和意义 六横煤炭中转港作为专业的煤炭装卸港，其主要功能是为了满足浙江省煤炭运输 需要，缓解浙江沿海煤炭接卸码头能力不足，确保浙江省电力能源供应的安全可靠， 促进区域经济的快速发展。因此，在六横确定的建设吞吐能力规模上，如何根据设计 任务所确定的煤炭种类、数量、流向及作为设计依据的标准船型合理的组织煤炭装卸 工艺，对节约工程建设投资额、提高码头装卸效率和通过能力、降低装卸成本、减轻 装卸工人劳动强度等具有重大意义。 本文对六横煤炭接卸码头工艺的分析，主要从如下方面进行：包括泊位线长度确 定、卸船机械选型及数量确定、固定式皮带机选型及数量确定、堆场机械选型及数量 确定、堆存面积及堆存能力的确定、其它主要辅助机械的确定、方案比选、环保设备 与安全系统以及工艺布置等。通过对泊位系统、机械系统、堆场系统、安全环保系统 的分析，参考国内外煤炭港口装卸工艺设计经验，依照经济合理的原则，研究采用机 械化水平高、符合实际、能显著减轻劳动强度的先进技术设备，设计功能达到安全、 优质、高速、低成本要求的煤炭装卸和搬运方法，为六横煤炭中转码头的日后运营、 生产提供技术保障和支持。 第三节文献综述 一、本学科领域科技发展简介 散货进口装卸工艺领域的科技发展体现在散货在港口流转的整个过程中，其中最 为重大的科技变革是散货卸船机械。早期的散货卸船用间歇的抓斗系统大约始于1 2 0 年前，用气力输送机卸自流物料也大约有1 l o 年，在人们心目中己根深蒂固。直到 7 0 年代，伴随着连续卸船机在灵活性、可靠性方面的不断改善，以及安全标准、环 境保护要求的不断提高，业界对连续卸船机卸干散货能力的异议己不存在了，连续卸 船机械在于散货专业化码头上的使用也越来越普遍。 为了提高干散货的卸船效率，人们曾着力于研制生产率更高的抓斗起莺机，于是， 干散货卸船机械的使用历经了从抓斗起重机经过船吊门座带斗门机桥式起 上海海事大学预卜论文 六横煤炭接卸码头t 艺设汁及经济论证 重机的发展过程，但是发展到使用桥式起重机阶段时，生产率的提高也只能靠抓斗容 量的增大来实现，然而抓斗太大，卸船作业很不方便，也就是说装卸桥抓斗的生产率 发展是有限的。6 0 、7 0 年代气力输送机曾是国外大型散粮作业码头的主要卸船设备， 但因其噪音大、耗电量大、生厂效率不高，气力输送机卸散粮的主导地位逐渐丧失了。 现在机械式连续卸船机已得到了广泛的应用。世界上发展较成熟、运用较多的机型有 这样几种：( 1 ) 斗轮提升机；( 2 ) 斗轮( 提升机、筒形取料机) 波形挡边带，日 本应用较多；( 3 ) 央皮带机；( 4 ) 链斗卸船机( 包括悬链斗卸船机、铰接单排链斗卸船 机和链斗提升机等) ；( 5 ) 刮板机或l 型链斗机；( 6 ) 螺旋卸船机。到目前为止世界上 连续卸船机的最高生产效率已达到5 0 0 0 r h ，如日本i h i 公司和德国s t m a l o 公司 都能生产5 0 0 0 r h 的斗轮提升机。 二、国内外大宗散货装卸工艺现状 进入9 0 年代以后，随着我国改革丌放和经济的发展，港口大宗散货吞吐量急剧 上升，到港船舶大型化进一步加快，促使港口装卸工艺发生了质的变化，卸船设备的 技术水平有了明显提高。“八五”期间我国自行设计制造的1 6 0 0 t h 斗轮卸船机用于 卸外贸进口铁矿石，达到国际先进水平。上海振华港机公司1 9 9 8 年为青岛港前湾2 0 万吨级矿石码头制造的2 台效率为2 5 0 0 t h 的桥式抓斗卸船机，是当前国内制造和 使用的最高效率的卸船机。大连起重机厂和芬兰k o n e 公司合作设计制造的2 台效率 为2 1 0 0 t h 的绳索牵引小车式桥式抓斗卸船机则应用在宁波北仑2 0 万吨级铁矿石卸 船码头上。螺旋卸船机由于有与提升螺旋的旋转方向相反的反转螺旋喂料，对货种适 应性强，上海港于1 9 9 0 年进口了一台瑞典西沃特尔公司的stx 9 0 型螺旋卸船机， 用来解决那些易结块物料的卸船问题，运用效果不错，我国尚未开发这种机型。目前， 国外已广泛使用机械式连续卸船机。在a m s t e r d a m 港，有三个煤炭中转码头，其中 o b a 中转码头最大，占地5 0 公顷，码头长7 5 0 m ，卸货设备配备4 台岸边卸船机和一 台浮式起重机，每天卸货量可达8 万吨，每年的卸货能力为1 5 0 0 万吨。 在堆场工艺方面，普遍采用了堆料机、斗轮取料机和门式斗轮堆取料两用机。如 秦皇岛煤四期码头选用了效率为5 4 0 0 t h 的堆料机和效率为6 0 0 0 t h 的斗轮取料机和 门式滚轮取料机；上海罗泾煤码头的堆场工艺选用了4 台堆料为3 0 0 0 t h 和取料为 1 5 0 0 t h 的斗轮堆取料机。堆场水平输送采用带宽为1 6m ，3 0 0 0 t h 的带式输送机， 4 t 海海事大学硕t 论文六横煤擞接卸码头工艺设计艘经济论证 装憝、。兰仓翻采矮豢宽1 。4 m , 1 5 0 0 t h 夔豢式辕遴艇 宁波瀵趣仑2 0 万# 奄矿石中转玛 头选用的斗轮堆取料机的堆、取平均效率为4 2 0 0 t h ，最大效率为5 2 5 0 t h ，采用的 皮带输送机系统的输送效率达5 2 5 0 t h 。在国外主要煤炭港口中，有8 9 的码头采用 了悬褥式难籽疆、燕鹫式斗轮致毒萼撬葳琏墩台捷型送行煤炭遂壅堆场接照夔形式。 堆取料机在各煤炭港口中是装卸工艺中的主力机种，占6 7 。堆取料机的特点是机 多能，可以减少堆场设备的台数，适用于物料货种较少和不经常出现进、出堆场同时 馋鼗豹恁方。在美鬻夔嚣控巴马熊莫篦象麦态罄j 煤鹳头戆难致籽凝效率堆趱为 4 0 0 0 t h ，取料为2 8 0 0 t h 。 三、秘髓我国煤炭装锑工艺存在的阉题 隧澄我国港露大塞散羹吞睦麓迅猛疆舞，我国许多港因纷纷革薪港融装卸工艺， 提高装卸机械装备的层次水平，j 款一步优化工艺方案，充分调动人员的生产积极性， 在较短的时间内大大提高了港口装卸能力，适应了经济的发聪，取得了w 喜的成绩， 僵我稍堍必须看到，在鼙嚣的港鞠漫卸工艺方聪傍存在不少淘题，主要表璐在魏下方 面： l 、虽然近年连续式装卸机械已经在我国得到长足发展，但应该看到，当自# 桥式 探斗卸辩辊、带斗门视和普通门祝组成懿闯歌战机械仍是我瓣港西静主力帮船橇型。 我国谶续型机械的研制能力不足，引进代价又大，令一些使用者望而却步。九十年代 以来，我国薪建的大中型散货码头选择闽歇型麟式抓斗卸船枫的屠多，正是基于这个 原霞。 2 、设备的大型化、高效化与圈外比存在明短差距。连续型卸船机具谢以下优点： 在生产率楣目的条体下，自重较轻，玛头水工投资较省；效率基本不随货位变化丽变 亿；货物不易撤漏；易于防尘；潘舱量较小；熊耗和闻歇式卸船祝一样较低。在运繁 稳定的大型专业化散货码头上使用大型高效的连续型卸船机，可以充分发挥连续型卸 躲规盼优点，连续卸船枫的生产豢越高，这些优点发挥褥越充分。国外j 厦来投产的大 型链斗和斗轮卸船枫生产率大多在2 0 0 0 t h 戳上，最高已达7 2 0 0 t h ，羹有迸一步提 高的趋辨；目前国产连续卸船机的最大生产率只有1 6 0 0 t h 左右。 3 、大型装翅】规梭国产他率不麓。在我国游翻除绳斗式连续卸船枧之终，其它种 类的连续卸船枫都裔应用，而国产连续卸船枫仅限于链斗、i 轮和气力替少数几种祝 r 海海事人学硕i j 论义六横煤炭接卸码头丁艺设计及经济论证 型。改革开放以后我国从国外引进的各型连续卸船机，今后将逐步进入主要部件乃至 整机的更新换代时期，这些机型都有必要实现国产化。扩充国产连续卸船机的机型和 品种，实现引进机型的国产化，是今后我国继续开发连续卸船机的重要课题之一。 4 、煤炭装卸工艺流程中的节能措施相对较少。从实际生产来看，节能举措主要 有如下几个方面：( 1 ) 合理的工艺、适宜的布局；( 2 ) 高效节能的集中控制系统；( 3 ) 采用高压供电、降低线路损耗；( 4 ) 选用节能型设备，提高节能率。但大多数煤炭码 头往往先行规模满足生产，而较少考虑节能问题，一方面节能需要综合的规划和较大 的投入，另一方面对节能重视不够。因此，不少煤炭码头走上了先建、后改造的老路， 造成了资源的极大浪费。 5 、煤炭码头的环境保护力度不够。由于煤码头的煤炭中转量大、装卸环节多， 再加上自然条件的影响，码头的扬尘问题难解决，造成港区环境条件较差。虽然目前 国内外港1 3 通常采用的防尘措施有湿法、干法、干湿结合和其它机械物理方法等形式， 但港口在实际生产中采用的方法出于经济性的考虑往往较简易，防尘问题的解决任重 而道远。 四、我国港口散货装卸工艺发展前景与展望 港1 3 吞吐量的猛增，必然要求港口装卸能力的提升与之相适应，港机设备的大型 化、高效化趋势日益明显。仅依靠设备量上的投入不能从根本上满足生产的需要，一 方面，经济合理性需商榷；另外，港区有限的面积和空间不可能满足机械设备数量上 的飞速增长。因此，扩大港机设备质的飞跃才是解决港口装卸能力的主要努力途径和 方向。当前，港1 3 散货装卸工艺的最新发展为我们提供了良好的改进视野，主要表现 为： 1 、我国大型散货码头的装卸系统自动化程度不断提高，连续型装卸机械得到更 广泛应用 连续卸船机的作业效率高、自重轻、对环境污染小、货损少、可自动运行。8 0 年代后，其技术得到了迅速的发展。在国外，特别是日本和欧洲，连续卸船机技术和 连续卸船机市场得到了持续的发展。从发展趋势来看，连续型的煤炭卸船机是一种可 提高卸船效率的、很有发展前途的专用卸船机械。在今后，连续型卸船机将是大中型 散货码头的优先选择，将得到越来越广泛的应用。 上海海事人学砸 论文六横煤炭接卸码头工艺设计艇经济论证 2 、诗冀援技术在港口煤炭装簿工艺设计缚舞广泛应瑗 在现代化港口中，将计算机投术引入工艺设计中，对于提高装卸工艺的泼计水平， 加快设计速度，改替设计质量，统整体的设计标准具有熏大意义。在现在的一些煤 炭装鄂工艺设诗中，已经累弱嚣冀凝技术亲完成藤寒出夫采竞藏熬大量熬分誊厅、计算 和绘图工作，这为设计人员提供了科学可信的决策依据，从而大大减少设计人员的工 作量，同时，在确定合理的泊位利用率、合理的泊位数时，刹用计算机模拟技术以及 援纯凌繁模型等来确定较力灌礁合理戆擅，扶嚣免设诗人受疆安菝据。系绞曩时氇可 以高遽自动化地拟定多个设计方案来进行综合评估，从而为获得最优化的方案创造了 条件。 款实践上看，交避部承运秘举磺究瑟已建立了诗算辍攘季 l 实验室，势程鸯蒌拿大等 国家的研究、咨询机构合作，用面向对象的a u d i t i o n 模拟语言，开发出煤码头动画 模拟横型、散粮码头动画模拟模型，并已应用于天津港煤码头的规划、设计以及大连 i 塞教鹦头熬设诗中。鹃关搡俸系绫模毅摸鍪毽括麓貔型港及装秘 乍鼗予系统，炙车、 汽车到港及装卸作业子系统，码头堆场作业予系统以及模拟结果输出子系统等。码头 操作系统模拟模型除了可为新建码头的规划、设计提供决策依据外，还可为现有码头 系统豹经营获凝遴行译信，我爨臻鸯系统中熬薄弱嚣节器露程闺蘧，竣缓疆凄改逶鏊 旌，为老码头的技术改造提供决策依据。 第四带研究的方法与内容 一、磅究懿方法 本论文应用装卸工艺学、工程经济学、项醋可行性论诫簿理论，采用实邋调研和 理论相结合的研究方法，对六横煤炭接卸码头工艺设计及经济论证进行研究，本文的 技零躜线如图卜l 联示。 上海辩事大学硕 | 论文六横煤炭接卸码头t 艺设计技经济论证 嘲卜1技术路线篷 二、研究翡主要内容 本文的研究瘫容差要包括鲡下方嚣： ( 1 ) 泊位通过能力的核定：根据煤炭专业码头装卸的特点，结合设计船型的到达 情况，考虑港口生产的不平衡因索莓其它内容，练台考量泊饿的通过能力。同时，根 据港西建设藏模，最终确定溶位数、泊位等级。 ( 2 ) 工艺方案的拟定：包括泊位线长度确定、卸船机械选型及数量确定、固定式 皮带枫选型及数量确定、堆场枫械选型及数量确定、堆存西积及堆存能力鹣确定、其 它主要辅助辊被静确定、方案眈逸、环保设备与安全系统隧及工艺布置。 ( 3 ) 方案的经济效益评估：分别从工程建设的投资额估算、经济效益评价、国民 经济评份、敏感性分掇等方面，分援本工程项瓣建设的经济、社会效益。 ( 4 ) 主要结论：缭合港口建设的规模、运蘸情况，重点分耩确定卸船工艺的组织、 布局：实现对该项目的经济、社会性分析，并对各装卸方案进行经济技术论证并最终 确定撩箨方案。 8 上海海事大学硕 1 论文六横煤炭接卸码头t 艺设计艘始济论证 第二章工艺设计侄务分析 第一节六横煤炭接卸碣麸自然环境简介 六横位于舟山本岛南部的六横岛东北岸，藏地理位置为系经1 2 2 9 0 9 0 0 ”，北 纬2 9 。4 5 0 0 ”。水上距舟山本岛沈家门镇1 3 4 海里，宁波北仑港3 0 海里，上海 港1 5 0 海墨，泰皇巍港7 2 8 海鬟，湛髑港1 8 5 海萋，疆媸港3 0 0 海墨，f “援港7 6 0 海里。六横岛是舟山群岛第三大国，总面积9 3 6 6 k i n 2 ，人口6 5 万，隶属普陀区，以 岛建镇。六横岛海岸线总长8 5 0 5 k i n ，可利用深水岸线约2 0 k m 。六横港址位于岛屿的 末l l 瘁，麸石柱头至终褪臻岸线长约5 k m ，螽方蘧域乎辱i 广瓣，约畜5 k 蠢。 舟山位于大陆东部亚热带季风气候区，属j b 皿热带海洋溅季风气候。根据普陀气 象站( 1 9 6 1 2 0 0 2 年) 和梅山盐场气象站( 1 9 9 0 - 1 9 9 9 年) 、虾峙海洋站( 1 9 9 4 7 - 1 9 9 5 ，6 ) 懿姿瓣分褥六横港圭囊懿气象条髂，多年辍璩最薅气涅3 8 。2 。c ，多年援端觳羝气漫一 6 5 ，多年平均气温1 6 2 。多年年最大降水量1 7 6 9 3m m ，多年年激小降水量 9 6 1 3 m m ，多年平均降水量1 2 6 1 1 m m 。六横港联风况表现出明显的季风特征，全年有 两缝主簿强淘，鄄德溪l l 风帮蘩东蠢菇，普薅薅6 、7 、8 稆9 缀丈激曩分裂为s s 。5 d 、 4 4 3 d 、3 5 7 d 和1 4 。3 d 。其中6 缎大风日冬季缀多，月平均大风r 为6 3 d ，夏季最 少，月平均大风同为5 1 d ；而9 级大风日冬季和台风季( 7 - 9 月) 节相同，均为1 4 d ， 春季最少鸯0 。9 d 。 热带气旋是影响六横港区的主要灾害性天气系统。据5 2 年的热带气旋资料统计 表明，对港区有影响的热带气旋平均每年3 。1 个，最多年有9 个。热带气旋主要集中 在7 - 9 麓，占慈数麓8 6 ，萁中8 嗣傍最多，占慧鼗沟3 3 甍，爱台鼹影舔袋翠对藏静 是5 月1 9r ，结束最迟的时间是1 1 月1 7 日。台风影响的时间一般为2 - 3 天，最长 可达9 天。 掇鬣陆浙江省瓣热带气藤资瓣统诗表鞠；5 2 年来，鼹漆颡影响较严重瀚台筑( 港 区附近隧域有一站以上最大风力1 0 级) 有2 1 次，对舟山海域影响最严簸的台风路 径是在浙江中、南部鼗陆，然后转向东北出海消亡或转向西北内陆消亡的台风，另一 类路径蹩中心接近痔由群岛滔瘁就上的海上撩过鳖台风。 9 h 海海事入学硕j ? 论文 六横煤擞接卸码头工岂敢汁及经济论证 繁二够煤炭鞠装辩特性爱要求 在煤炭的专业化码头装卸工麓中，煤炭怒港口装卸的具体对象，所以其特性及对 装卸逡输戆要求，对装霹工艺豹选定有羞投为黧要豹影昀。煤炭豹特性主要题括如下 几个方面： ( 一) 容重 貔秘豹容重将影嫡援斗的逸弼，也与输送繁数宽度选择骞关，嘉见煤炭熬客重见 表2 1 。 表2 1 不同种类的煤炭槔重( t m 8 ) 种类煤炭无烟煤魉煤 律重 o 8 0 90 90 8 一o 8 5 资料来源：交通部第一航务丁理揭编。港口上程设计手煅，北京：人陡交通出舨社，1 9 9 7 ( 二) 自然坡度角 对煤炭的装卸来说，物料的自然坡度角可影响储料漏斗蹙倾角的确定。一般而言， 煤炭熬是然坡度焦为4 5 。左右。 表2 2煤炭特性表 堆积角( 。) 耪辩名称 堆密度( t 誓) 动堆积角静堆羲角 _ j ) 己烟煤( 干、小) o 7 一1 02 7 3 02 7 4 5 烟煤 o ，8 1 。03 03 5 4 5 褐煤 o 6 一o 83 53 5 5 0 泥煤 0 2 9 0 54 04 5 泥煤( 湿) o 。5 5 0 。6 54 04 5 无潮煤粉 0 8 4 一o 8 93 7 4 5 烟煤粉 o 4 一o 73 7 4 5 资辩采源：交逶邦第一靛务了：程届编，游日 翟设计乎船j e 豪：入强交通出舨社，1 9 9 7 ( 三) 块度 f o e 海海事人学硕b 论文六横煤炭按卸码头t 艺设计及经济论证 耪瓣豹块度对糗拨葶翼掇斗的逸惩秘瀑斗翻尺寸稳定毒关。 ( 四) 物料与承受面之间的摩擦系数 物料与承受面之间的摩擦系数大，物料就不易倾倒，因而要求料斗丽光滑，料斗 瑟载缘锻瘦也要增大，以减少貔秘下潺熬疆力。 此外，煤炭的冻结性、发热和自燃性，特别是扬尘性产生的对环境污染的防治等 问题，需要在煤炭凝卸工艺设计时予以考虑。 第三节六横煤炭码头煤炭运量发展分析 由于火电在浙江的电力装机份额中占8 0 左右，占绝对主导地位，并且在未来较 长时期这一格局不会有太大的变化，所以随着浙江经济的进一步发展，其对电煤的需 求量必然潦续上扬。嚣飙当藏豹魄煤运餐形势上看，浚江魄煤运输量携一9 0 基本上靠海运来完成，故六横煤炭中转码头的兴建对电煤运输有着积极意义。由于六 横煤炭中转码头位于舟山本岛南酃的六横岛东北岸，吃水深、自然条件女子，有利于大 鍪潆炭数爨j l 豹遵港裙载帮灵溪、多样豹中小瓣墼熬窭港中转，有力静缓瓣濒江沿海 煤炭按卸码头能力不足，起到电煤运输的分流作用。 浙江省电煤历年需求量( 单位：万吨) 资料米源：中国交通统计年鉴 鹜2 - l 灞江省电潆瓣裳凿 通过对图2 - 1 的曲线进行拟合，以1 9 9 7 年为基期( 即x = 1 ) ，可得电煤需求量( 即 e 海海事大学硕l 论文六横煤嵌接卸码头工艺设汁投经济论证e ￥) 静羧台夔线方程： y = 3 6 ，2 9 9 x 2 8 6 0 5 4 x + 1 5 5 0 1 ( x ：l 。2 ，3 ，n ) 2 2 。 置2 = o 9 9 6 4 囱电煤需求撅合虢线方程，对浙江的未柬电煤需求量逐行预测，其需求情况冕图 溪江毫爨需求量预测淄 篷2 - 2 游汪省电煤需求疆溯匿 从预测图表可以着出，浙江衡电煤未来需求量将持续增加，2 0 0 6 年、2 0 1 0 年的 需求量将分溪达到4 3 1 9 万吨、7 4 6 0 万缱。翅按渗汪电潆运输爨豹8 0 靠海运来完或， 且其中的运输量的8 0 通过六横煤炭码头进行中转，那么六横码头2 0 1 0 年的煤炭中 转量将高达4 7 7 4 万吨。因此，尽早兴建六横煤炭中转码头，对浙江省的电煤运输具 有重大意义。 2 上海海事大学硕 + 论文 六横煤炭接卸码头工艺设计发经济论证 第三章泊位通过熊力核定 港口泊位的通过能力与泊位年平均通过能力和泊位数密切相关。泊位年平均通过 蔻力翔与洎位等级、溶整裁爱率、竣诗籍时效率、生产俘塑时润露疆韵馋、缒潜藏等闲 素紧密相联；泊位数则应根据码头作业量、泊位性质、船型游因素关联，所以泊位通 过能力的核定是一个相对复杂的、多因素过程。 第一节泊位年通过能力计算 滚臻瓣年逶过鹣力与淫位豹利翅率、港嚣生产不乎簿瞧簿嚣素密切樱关。 一、泊位利用率计辣公式 p t 式中； ( 公式3 一1 ) ( 公式3 - 2 ) t 一年日历天( 天) ： g 一船舶的实际载货量( t ) ； ，一装卸一艘虢所需的时间( h ) ； p 一设计的船时效率( t h ) ，按年运量、货舱、船舶性能、设备能力、作业线数 蠢管理等豳素综合考惫； 屯一昼夜小时数，取2 4 h ； f 一昼夜菲生产对阕之和，包括工闽休慰、吃饭及交接班时间，应根据各港实 际情况确定，可取2 h 4 h ： p 一泊位利用率； ，一耱鹣魏装卸耱爨箨翌、技术终韭薅藏及麓嘉裹滔辩润之帮( b ) 。 船舶在港的部分单项作业时间如下表所示： 一0 一屯 产嘤鱼。 一咯 。 r 海海事大学硕j j 论文 六横煤炭按卸码头t 艺设计鼓释济论证 表3 l 部分肇域律韭霹闯 i项圈靠泊时间离泊时间开i + 准备公估结束 l 时间( h )0 5 1 ，oo 5 一o + 7 50 7 5 1 0 01 5 2 o o0 7 5 一1 0 0 姿糕采滁：六搂岛气媛谬售疆究。繁簸务：e 瑶竭2 0 0 4 分析六横岛当地气象、水文情况并扣除风与浪同时出现部分的重叠同数及各因素 的延时影响，经综合分析初步计算不同船型年作渡天数见表3 - 2 。 表3 - 2 不同艇鼙璐头作韭天数表 i船型2 0 1 5 万吨级1 0 5 万吨级3 5 - 2 万吨级5 千级 | 羁头俸渡天鼗( 天) 3 3 7 ，33 3 7 。33 3 7瞎。7 资料米渊：六横岛气假评估研究第一航务t 程局2 0 0 4 同时，在六横煤炭专业码头煤炭的进口卸船中，结合实际，将泊位利用率取值为 农3 - 31 5 万吨绂泊位年通过自力估算参数寝 年嚣历天3 3 7 + 3 天 昼夜小薅数 2 4 h 船舶实际载货辍1 5 万吨昼夜非生产时间 4 h 设计船时效攀 3 0 0 0 t h 其它时间 5 5 h 泊位剥用率 0 5 7 袈3 - 45 万吨级泊位年通过麓力倩算参数表 年日历天3 3 7 3 天 昼夜小时数 2 4 h 糖精实嚣载货耀5 万吨餐蔽菲生产射瓣4 h 设计船时效率2 0 0 0 t h其它时闯 5 5 h 泊位利_ j 率 0 6 0 壤爨公式3 一l 、3 2 疆及表3 - 3 、3 - 4 中豹数据，1 5 万睫缀、s 万建级酒位兹年透 过能力分别为： 。：_茎翌业旦塑。0。57t*15 ：1 0 5 7 万吨 万姥 1 5 1 0 0 0 05 5 7 。“ 3 0 0 0 x 6 “( 。2 4 - 4 ) 2 4 ”1 1 4 ：海海事人学硕j 论史六横煤炭攘卸码头t 艺设计敞经济论证 酞。：型堕羔堡塑生。0 ，6 归6 8 4 菇睫 j 7 5 万吨5 1 0 0 0 05 5 “o “。 2 0 0 0 ( 2 4 4 )2 4 计舞可得：1 5 万魄级泊位年邋过能力约为1 0 5 7 力1 吨，5 万吨级泊位年通过能力 鳕为6 8 4 万吨。 二、港翻生产不平衡系数计算公式 k 。= 鳖 q 式中： ( 公式3 - 3 ) 孽一一月最大货运鲞： q 一月平均货运髓。 港疆生产不平擞系数受港口援骥、货源组织、车船运行、爨然条 孛及黛产管理等 因素的影响，其数值艨根据港口不少于连续3 年的吞吐任势完成情况统计资料。由于 六横煤码头仍处于规划阶段，参考数据较少，参照港口工程设计手册提供的散货 港口生产不平鬻系数参照表，取不平衡系数为1 2 5 。 第三穆洎位数熬诗算 泊位数计算，根据码头作业擞，按泊位的专业性质( 本文中即为煤炭专业中转码 头) 、躲罄( 本文中为设计勰型) 等待况分别遵萼予诗算。 ：垒 p 式中； n 一泊位数； q 一码头年作业墩( t ) ，它是指通过码头装卸的货物数最， 量，其投疆设计吞吐爨稆操作过稷礁定； 只一1 个泊位的年通过能力( t ) 。 ( 公式3 - 4 ) 包括外挡作业货物数 ：海海事大学硕 ：论文 六横煤嵌接卸码头t 艺设汁殷经济论证 羧援上述分辑，六横媒码头一嬲工程年设谤器吐量为3 0 0 0 万吨，其中：避港1 5 0 0 万吨，即码头的年作业量0 为1 5 0 0 万吨；以1 5 力1 吨级散贷船靠泊考虑，则一个泊位 的年通道能力可达1 0 5 7 万吨，以5 万吨级散货船靠泊考虑，则一个泊位的年通过能 力哥这6 8 4 万遗。嚣此，逶过疆上分辑，结合激江毫媒嚣求壤及六横煤炭中转港毂怒 划，可初步确立六横卸船码头建设规模为1 5 万吨级、5 万吨级卸船泊位备1 个。 1 6 上海海事大学硕t 论文六横煤炭援卸码头工艺设计成经济论证 第四章璃头装卸王艺方案拟定 六横煤炭中转弱头熬装卸工艺方案数掇定，考虑蕊因素主要寿：码头豹建设援模、 码头装卸设备选型及配备、难场溉模、其它设施等。 繁一蕊谒头建设瓣模的确定 一、总平面布嚣原则 根据港址区域自然条件以及煤炭码头的作业特点，本工稷总平面布置主要遵循以 下蒙噩l ： ( 1 ) 应符合相关的总体规划，并充分考虑港区分步建设及其衔接； ( 2 ) 在满足使用爱求及作业安全的前提下，布局紧凑合理，港区纵、横向道路等 静蠢嚣应结合分麓建设要求，同时应方便生产，傈证港区静安全l 季霹杨逶； ( 3 ) 注意环境保护，减少港区对周围环境的影n 向。 二、竣计依器 ( 1 ) 海港总平面设计规范( j t j 2 1 卜9 9 ) ； ( 2 ) 建设规模：六横煤炭中转码头一期工稷年设计吞吐最为3 0 0 0 万吨，其中进港 1 5 0 0 万穗，窭港1 5 0 0 万嚏，建设1 5 万蘸缀、万蠹蓉级辩麓游位各l 令； ( 3 ) 设计船型主尺度：海上落输作为一种廉价的运输方式，一直是世界各地之间 的主要赞物运输手段，相比较其它方式其具有成本低、批量大、航程远的优势。近几 卡年来，籍靛簌最朔静子栾蓬缓至l 万堍级、驳巴黎马鳖蜀超巴寥马鍪，壹至爨大鳘匿轮 的发展过程中，是随着经济和科学技术的发展而向大型船舶的方向逐步发展。 随着我国对进口煤炭的需求攘的增加，从船舶运输的经济性出发，未来进口至我 莺懿澡凝将大多戳l 一1 5 万随缀磐望蕉型散赞艟承运，建设大堍位懿煤炭中转基遗 能够降低进口煤的遮赞，可为国家节约大量的外汇。根据有关资料表明，由1 5 万吨 级的船舶从澳大利溉承运进口煤淡比5 万吨级船舶每吨运份至少节约3 美元。由此可 是遥震l o 1 5 万睫级大吨位匏接辩洎位萁运输经济台理瞧笼爱突密，蘸麓豫毒 煤炭 供应缺口，又能带来一定的社会缀济效益。 上海海事人学硕士论文六横煤炭接卸码头工艺设计及经济论证 近几年的资料统计表明世界各主要船公司的船队都在朝大型化方向发展。因此 船舶的大型化在我国乃至世界范围内都呈必然趋势，常见散货船船型尺寸见表4 - 1 。 表4 1 常见散货船船型尺寸 泳耄 5 0 0 01 5 0 0 03 0 0 0 05 0 0 0 0 08 0 0 0 0 全长l ( ) 1 l o1 6 31 9 02 3 02 5 0 船宽b ( m ) 1 52 1 82 63 23 7 4 型深i t ( m ) 6 81 2 21 4 61 7 51 9 6 满载吃水t ( m ) 6 5 9 3 1 0 81 2 7 1 3 8 轻载吃水t ( m ) 2 22 83 54 o 4 4 1 0 0 0 0 01 2 5 0 0 0 1 6 0 0 0 0 2 0 0 0 0 02 5 0 0 0 0 全长l ( m ) 2 6 02 8 03 0 03 2 2 3 3 5 船宽b ( m ) 3 94 24 65 05 6 型深h ( m ) 2 1 42 42 5 92 7 3 2 8 满载吃水t ( m ) 1 5 21 71 8 11 92 0 轻载吃水t ( m ) 5 05 25 55 76 0 资料来源：交通部第一航务1 ：程局编港口t 程设计手册北京：人皓交通出版社，1 9 9 7 根据六横港区自然条件及以上分析，确定煤炭接卸泊位设计代表船型如下表 表4 2 横煤炭运输设计代表船型参数表 船型载重量艮x 宽满载吃水备注 1 5 万t 级1 3 5 0 0 1 1 7 5 0 0 0 2 8 9 x 4 5 1 1 7 6 设计船型 5 万t 级