散粮装卸工艺-青岛港湾职业技术学院.ppt

第八章散粮装卸工艺 第一节概述粮食是人类的主要食品 由于世界各地粮食的布局不均匀 引发了粮食运输的需求 散粮主要包括小麦 大麦 玉米 谷类 高粱 豆类 油料等 粮食运输主要有袋装粮食和散装粮食两种形式 目前国内外仍广泛采用散装运输形式 散粮运输方式的优点 1 节约了袋装粮食的包装费用 散粮的灌包和包装费用 2 易于实现粮食装卸的专业化 机械化 3 提高了粮食装卸效率 4 降低了工人的劳动强度 粮食的特性 首先是粮食的食用性 所以要求在运输装卸过程中要始终保持粮食的清洁卫生 粮食还容易感染气味 所以装卸和保管粮食时 要求周围环境通风良好 严格要求粮食不受气味 潮湿 油污 杂质的感染 一定要与有气味的货物分开隔离 由于粮食是宝贵物质 所以在运输和保管时需要精确计量 其次 粮食具有吸附性 粮食吸收了水分后 当其含水率超过14 一15 时 就要霉变 所以保管粮食时要注意低湿度的要求 再次 粮食具有流散性 所以在运输时 船舶为了要保持必要的航行稳定性 需要在船舱内设置隔舱板 在装卸时 粮食的漏斗溜管和 存舱的 自然管的倾角不小于35度 玉米 小麦和大米最好要大于60度 粮食还具有扬尘性 在采用筒仓保管储存粮食的系统中 粉尘往往会引起筒仓爆炸炸 所以要有防尘 防爆设施 第二节散粮船舶装卸机械 散粮卸船机械可分为间歇型卸船机和连续型卸船机两大类 间歇型卸船机是指各类抓斗卸船机 如船吊抓斗 门机抓斗 桥式抓斗卸船机等 常用的连续型散粮卸船机有吸粮机 夹皮带卸船机 链斗式卸船机 螺旋式卸船机等 一 抓斗卸船机 使用特点 1 机械的结构简单 造价低 维修保养方便 2 对船型和货种的适应性强 配合各种吊货工夹具还可装卸其他货物 因此抓斗卸船机的通用性好 尤其适合使用于通用性码头的散粮船舶接卸作业 3 船舶装卸效率低 能耗大 抓斗卸船机的散粮接卸效率与抓斗抓满率有关 但普遍低于连续型卸船机 并随着船舱内货位的下降而降低 一抓斗卸船机的清舱作业量大 清舱效率更低 4 抓斗闭合不严密 卸船作业过程中敬粮撤落现象较为严重 据统计 抓斗作业的散粮撒落量约占散粮接卸量的万分之三 5 粉尘污染大 卸粮过程中的各个工序如舱内抓取 提升散落 漏斗上空投料等都产生大量粉尘 有些落料点的粉尘浓度超过国家标准 二 吸粮机 吸粮机是连续型散粮卸船机的常见机型 其工作原理是用气泵或多级涡轮产生的真空压差 使管内空气急速流动 运动着的空气流把速度传递给所要运送的物料 使空气和物料一起到达接收地点 然后空气自行散失与物料分离 物料再通过码头上的机械重新转运出去 卸船机转动臂上的水平和垂直套接的吸管通常可自由升降 并能插进谷粒中 将船舱内所有敞开部分打扫干净 机身一般都安装在轨道上运行的龙门架上 这种卸船机一般都装有吸尘及隔音设施 工作优点 1 吸粮机结构简单 造价低 操作方便 使用灵活 2 对船型的适应性强 清舱量较小 工人的劳动强度低 3 易与其他运愉环节相衔接 三大一低 的缺点 1 噪声大2 粉尘大3 能耗大4 效率低 第一阶段 船舶满载粮食抵港 货位高 这时吸粮机的吸嘴只需在舱内垂直上下运动 但要注意吸嘴埋人货堆中的工作深度 根据我国实践经验 吸嘴埋人粮食堆中的理想工作深度为0 6m左右 这时吸粮机效率系数可达0 970第二阶段 物料减少 货位降低 此时要注意水平管道的上下摆动角度 如果水平管向上超过一定角度 吸粮机提升功率增加 如果水平管向下倾斜过大 就会引起管内粮食下滑 也会影响吸粮机效率的发挥 根据我国实践经验 在操作时 水平管路不超过15度为宜 第三阶段 清舱阶段 由于此时舱内的物料大大减少 俐余物料的厚度达不到吸嘴埋人料堆中的理想深度 这时的效率利用系数约为0 2左右 卸船三阶段 三 夹皮带卸船机 组成部分 1 喂料器2 提升腿3 双皮带输送机系统4 压缩空气5 臂架装置6 卸料设施7 吸尘8 行走门座9 液压系统10 压缩空气系统 喂料器 3 工作性能夹皮带卸船机具有极大灵活性 1 大车沿码头岸边轨道行走 2 可围绕门座顺时针或逆时针旋转任意角度 3 臂架俯仰范围为水平以下280 水平以上3600 4 提升腿外摆距垂直方向40 内摆距垂直方向36004 操作特点上述所有动作仅由一个驾驶员操作 5 清舱当船舱接近卸空时 喂料器已经不再完全埋在物料中 这时卸船机失去卸料能力 也就到达清舱阶段 要保证吸粮机所能达到的较高的平均卸船效率 就必须配备清舱设施 最简单的方法是将前置式装载机吊人舱内 将物料向喂料器周围推成堆 夹皮带卸船机的优点 1 卸船效率高卸船效率可达300 2000Vha 2 灵活性高卸船机卸料口可达船舱的所有装货部位 3 成本低同其他形式的卸船机相比 夹皮带卸船机不仅在基本投资上有竞争性 而且由于重量轻使码头投资也相应减少 4 能耗小夹皮带卸船机的能耗比相同能力的吸粮机低4倍 5 物料破碎少 由于物料是在两条相同速度的皮带之间输送 所以实际上根本不存在物料破碎问题 6 粉尘小夹皮带卸船机卸料时 物料首先是经过埋在物料下面的喂料器 然后由两条边部密封的皮带夹运输送 因而其粉尘是极小的 7 噪声低夹皮带卸船机声音很小 实际上 其噪声仅来自主驱动马达和小型空压机 8 维修费用低 夹皮带卸船机的维修费用明显低于其他类型的专用散粮卸船机型 四 螺旋式卸船机 螺旋式卸船机是一种有高大门架和垂直臂 水平臂 旋转塔 末端螺旋输送机组成的连续型卸船机 卸船机的臂架可作上下垂直移动 垂直臂架可左右 前后摆动 以扩大工作面 门架可在轨道上移动 组成与功能 螺旋卸船机的垂直臂由箱形臂架和垂直螺旋输送机组成 垂直臂的上端与水平臂铰接 输送机由内螺旋 机壳和外螺旋组成 内螺旋和外螺旋为分别驱动 外螺旋采用与内螺旋相反的反螺旋 其作用是松散物料和供料 以避免谷物抛向外边 水平臂由箱形臂架和水平螺旋输送机组成 水平臂的后端与旋转塔铰接 相对于水平线可以上下俯仰各20度 非工作状态可以仰起35度 旋转塔为圆筒形结构 由大齿圈向转装置支撑在门架上 螺旋式卸船机具有垂直臂摆动 水平臂俯仰 回转和大车行走的功能 水平臂前端还装有起吊设备 起重能力为8t 用于清舱时吊清舱机人舱 由于螺旋卸船机的垂直和水平悬臂都是采用螺旋输送物料 所以螺旋卸粮机的臂架可以在很大的倾角下工作 在加上转台的转动 门架的移动 卸料机头在船舱内具有较大的灵活性和自由度 大大地减少了清舱量 卸粮过程 螺旋卸船机的卸粮过程是 物料先在喂料机的外螺旋的作用下向下推送 然后由扇形取料螺旋向内螺旋挤送 进行垂直提升物料 被垂直提升的物料经水平臂架内的水平螺旋输送机运到卸船机顶部的分料环 将物料转运到接运皮带输送机至卸料点 主要技术规格 使用特点和使用情况 1 功能耗低卸每吨散粮的能耗比抓斗卸船机和吸粮机低 2 对货种的适应性强螺旋卸船机具有一定的挖掘力 所以不仅适用于散粮卸船 还可用于卸其他诸如煤炭等块度小于SOmm的块状 粒状的散货 3 密封性好扬尘性小 散货卸船始终处于卸船机封闭的臂架内 从而减少了散货卸船的扬尘性 4 粮食的破碎大 五 斗式卸船机 斗式卸船机是一种用料斗直接挖取物料的连续型卸船机型 也是使用较为广泛的一种散粮和散货的卸船机型 根据卸船机的承载料斗的链的不同 通常把承载料斗为铰接的刚性金属链的斗式卸船机称为链斗提升机 把承载料斗是柔性的钢丝绳的斗式卸船机称作悬链式卸船机 这两种斗式卸船机的工作原理基本相同 使用特点 1 结构简单2 操作方便3 卸船效率好4 能耗省5 防尘性能好6 用途广泛7 存在的缺点斗式卸船机也存在着料斗和承载链或钢丝绳磨损大的缺点 卸船作业 1 卸船顺序斗式卸船机的卸船是从船舱口边开始的 伸出取料伸缩臂 使臂的头部轮子向内壁接近 铲取内壁处的散粮 先卸下船舱四边内壁处的散粮 再逐步向中间推进 在船舱中间保持原雏形的料堆 2 清舱作业由于悬链式卸船机的料斗系统具有很好的柔性 因而能使料斗沿舱底运行 在清舱阶段可不使用推土机等辅助机械 而链斗式卸船机的提升部分是刚性联接 当船舶摇摆时 易于磨伤船底 清舱时需用推土机 推耙机辅助作业 六 埋挂板卸船机 其主要部件是一台封闭的带有刮板的 循环在一个封闭的矩形钢板槽中连续运转 物料从下端开口处流出箱体 受刮板的运动推力而上 至出口处卸出 这种提升机适用于散货船 尤其是巨型散粮船的连续卸船作业 七 卸船机的形式选择 目前世界各国散粮码头所采用的卸船机主要有气吸式 夹皮带 高速埋刮板 螺旋式 链斗式等 气吸式卸船机卸船效率比较高 散粮在密封条件下输送 防尘效果较好 清舱量少 效率利用率数比其他机械式高 吸管伸到船舶各个部分 有利于清舱 散粮撒落少 卸船不受天气影响 管理维修方便 易于实现自动化 故劳动强度较低 但该机的耗电量大 震动大 噪声大 效率低是这种机型的显著缺点 夹皮带卸船机生产效率高 能耗低 胶带侧边密封 粉尘污染很少 噪声小 仅是输送机风机的声音 结构较简单 因而自重轻 清舱量小 操作容易 且维修也方便 物料与输送装置 胶带 无相对运动 故粮食不易破损 但设备购置成本高 与气吸卸船机相比较 清舱量较大 有些配件如气垫式皮带输送胶带的价格高 高速埋刮板卸船机卸船效率高 能耗小 易于维护保养 维修成本低 且使用寿命长 噪声较小 便于防止粉尘扩散 防爆安全性强 对船舶适应性强 但设备自重稍大 一次投资较高 清舱量大 并需配备其他设备 螺旋式卸船机结构较简单 运转的部件少 因而自重轻 且便于操作 耗电量与气吸式相比较少 噪声较小 无粮食撒漏 但螺旋系高速运转 臂架震动较大 螺旋易磨损 一般卸50万吨即需要换内螺杆 螺旋式由于有中间隔板 因而不如气吸式灵活 另外清舱量比气吸式约大15 一20 o链斗式卸船机耗电量小 加大料斗尺寸 选择合理起升速度 可大幅度提高生产效率 除卸粮食外 还可卸其他小块状物料 噪声小 约70dB 但该机型自重大 机构较复杂 链条和链轮磨损大 因而维修量也大 斗式提升部分是刚性联接 当船舶摇摆时 易于磨伤船底 清舱时需用推土机 推耙机辅助作业 二 散粮装卸机械 散粮装船除选用专用的装船机外 还常利用散粮流散性强的特点 采用皮带输送机 自流管系统 这个系统中 皮带输送机是输料和供料机械 把从出筒仓的散粮运到装船点 自流管为装船装置 自流管的特点 1 自流管通常为固定设置 隔一定距离安装一个 2 自流管之间的距离可根据船舱口的位置而定 一般可15一20m 倾斜角度不小于33一36度 3 自流管具有伸缩 俯仰 回转的功能 以改变散粮的落料点 不工作时 自流管可顺着码头收回 以免在靠船时与船舶发生碰撞 4 每一自流管有一操纵室 控制自流输送管的落地位置 此外对小型的驳船 还可以用皮带输送机直接装船 以固定皮带输送机或流动皮带输送机或两种皮带输送机相结合的系统装船是非常常见的 这种装船形式也常为散粮进口码头水上输运的一种形式 第三节散粮输送系统 散粮输送机主要功能是将卸船机从船舱中卸下的散粮转运到粮仓储存 散粮输送机按其使用要求 可分为水平及倾斜和垂直两类 一 水平及倾斜输送 一 皮带输送机1 皮带机输送速度用作散粮输送的皮带机的最大速度与带宽度有关2 皮带机输送能力 二 幸维厄气垫皮带输送机 幸维厄气垫皮带机的皮带运行在一个摩擦的不锈钢多空长槽中 其下面有一个气箱 用离心式鼓风机通过气箱上的孔洞向箱内鼓人一定的空气 71kPa 产生一个气垫 来支撑皮带 回程皮带虽然不运载物料 但也支撑在一个气垫上 2 构件 1 皮带皮带是用浸人绝缘剂 表面涂有合成橡胶的合成纤维混合整体硫化而成 其层数决定于负荷 以避免超过要求的伸长率 从而保证良好的沟槽 2 滚筒和轴全部滚筒由碳钢组装而成 并经过表面加工 驱动滚筒装有橡胶外套以保证牵引力 碳钢做成的轴装在固定带有防尘盖的密封轴承的凸缘内 3 鼓风机该离心式鼓风机安装在组装式的钢箱体内 推进器的安装具有消火花的特点 万一皮带机的前方发生阻塞 该气垫皮带机的出料溜槽中的阻塞发现开关就使皮带和风机停止运转 4 驱动装置气垫式皮带机由一个直接装在皮带机驱动轴上的带有齿轮的全封闭齿轮电动机驱动 驱动系统中装有速度不足开关 当出现低于预定的最小容许速度时 速度不足开关就会立即使机器停止运转 5 箱体系统的箱体是由碳钢薄板和辊轧钢而制成 经焊接和铆接在一起成为一个完全封闭的箱子 在张紧和驱动端的箱体上安装有检查盖 在中部和卸料部分顶盖的凸缘人口处材料碰撞部位 衬有可拆卸的耐磨钢板 优点 1 对散粮的破碎小由于全部由气垫支撑的气垫皮带机提供了一个平稳的运动状态 因而 消除了在螺旋输送机及链斗输送机中所引起的无料搅动而产生的物料破碎现象 2 无粉尘污染系统的皮带运动产生的极小量的粉尘被限制在完全封闭的气垫皮带机装置的内部 因而不向外部扩散 3 噪声低气垫皮带机运动部件少 减低了噪声 4 能耗低该系统利用了气垫原理 使皮带与槽之间的摩擦阻力极低 因而可以大幅度地节省驱动能源 5 维修量小同常规皮带机和链式输送机比 气垫皮带机只需要少量的润滑和一般性的维修 三 刮板输送机 刮板输送机分带式刮板输送机和链式刮板输送机 我国通常把带式刮板输送机做成开敞式 把链式刮板输送机做成封闭式刮板机 也就是通常所称的埋刮板输送机 二 竖直提升机 常用的竖直提升机是斗式提升机 斗式提升机的种类很多 根据牵引机构的不同 有带式提升机和链式提升机 根据卸料方式不同 斗式提升机又分为离心重力卸料式和重力卸料式 为了提高斗式提升机工作效率和安全性 在散粮装卸工艺布置时要考虑的问题是 1 将斗式提升机从工作楼里迁移到室外 用单独的钢架支撑 其优点是 安全性好 万一由于斗式提升机发生粉尘爆炸 损失可大大减少 避免斗式提升机运转时产生的振动和噪声 工作楼的高度可降低 面积可减少 可大幅度地节省工作楼的造价 2 斗式提升机必须要设置有效的防爆装置 3 要重视提升机底部的清底问题 第四节散粮筒仓机械化系统 散粮筒仓机械化系统是现代世界各主要散粮码头普遍使用的一种散粮仓库 一 散粮筒仓机械化系统的作用 1 贮存散粮2 可在前方卸船作业和后方疏运作业之间起 缓冲 作用3 计量散粮进仓数量 及灌包计量和袋装粮食出口的数量4 分路疏运及翻仓作业的功能 二 散粮筒仓机械化系统的组成 筒仓机械化系统是由工作楼 塔 和筒仓群两部分组成1 工作楼 塔 的组成由秤上漏斗 定量自动磅秤 秤下量柜 斗式提升机组成 2 筒仓 筒仓的排列形式 筒仓结构 可分为钢筋混凝土结构和钢板结构仓 工作塔和圆筒仓的布置形式 1 筒仓单侧布置2 筒仓的双侧布置3 筒仓中间布置 三 散粮的计量 散粮在接收 发放时都必须进行计量 尤其是在对外贸易中 粮食的计量更显重要 计量设备为自动定量秤 自动定量秤的进料过程通常分为快加料和慢加料两个加料过程及一个卸料过程 电子皮带秤是用于散粮出仓装驳船的计量 电子皮带秤计量系统适用于各种类型的皮带机 如平带或槽形皮带 安装在愉送机的水平或倾斜段上及纤维皮带或钢芯皮带等 第五节散粮装卸车辆工艺 一 散粮卸车装运散粮常用的车型是敞车 也有棚车 一 敞车卸粮这是我国装运散粮常用的车型 两侧都有车门和下侧门 每边卸货口长9m以上 卸车时 敞车在卸车线上把车门和下侧门打开 大部分散粮自动流出 车内余数所剩无几 再由人工清扫 二 棚车卸粮散粮也有用棚车装运 因为拥车运粮对粮食的保管有利 但卸粮时 棚车的二对车门较小 所以自流量较小 为了卸空拥车两端的剩余散粮 可以采用机械铲或人工清扫 劳动强度大而且效率低 卸棚车的另一种方法是采用复合作用的翻车机 这种翻车机卸车要完成三个动作 首先是将车厢向开启门的一边倾斜150 可卸出车厢中间部分的散粮 再前后各倾斜400 卸车车厢两头的物料 三 粮仓系统 在敞车运散粮进港口再装船 驳 水运出港口的散粮出口系统中 粮仓系统由V型存仓 皮带输送机和工作塔组成 粮仓系统的工作程序是 敞车在卸车线上将车门和下侧门打开后散粮可自动流出 从车上卸下的散粮进人V型存仓 然后再通过V型存库下的闸门 经闸门下的皮带输送机系统将散粮输运到工作塔 经工作塔内的斗式提升机提升到筒仓 进人指定的筒仓内 纵向布置 横向布置 二 散粮装车 散粮装车 不论敞车还是棚车 最有效的方法是用高架存仓装置 第六节散粮码头的除尘防爆 散粮在装卸 储运过程中 会产生大量的粮食粉尘 散发的粉尘不但污染周围环境 影响工作人员的身体健康 且在一定条件下会发生粉尘爆炸 严重危及人的生命安全 摧毁储运设备和建筑设施 一 筒仓爆炸的原因 筒仓爆炸有三个诱发因素 粉尘浓度 火源和密闭的空间 粮食的粉尘具有可燃性 因此 空气中一定浓度的悬浮的粉尘是引起筒仓爆炸的主要条件 所以 筒仓爆炸也被称为粉尘爆炸 经测定 筒仓内谷物的粉尘的引爆浓度为40一60g m3 二 散粮筒仓除尘系统 有效地捕集筒仓储运设备在工作过程中散发的粮食粉尘 是筒仓防爆的一项十分重要的措施 散粮筒仓中的粮食粉尘主要产生于粮流的落差点 如皮带机转接点和卸料口 磅秤 包括秤上斗和秤下斗 提升机机头和喂料口 装船与装车的卸料口及过筛等处 此外 还有皮带机 抓斗等处 除尘系统的组成形式主要有三种 集中式 半集中式和分散独立式 集中式除尘系统指所有产尘点集中组成一组风网 这种形式的除尘系统适用于对小型筒仓的除尘 分散独立式除尘系统要求每个产尘卓单独配备除尘设备 它适用于筒仓储运设备分散的情况 由于各设备分散配备除尘系统 彼此没有内部联系 有利于防火 防爆 但设备的一次性投资较大 收集的粉尘不易集中处理 给运行维护和管理带来了麻烦 半集中式除尘系统针对各个工艺流程 分别为每条作业线分区段地配备集尘设备 组成各组风网 其除尘系统由斗式提升机喂料口及机头 筛选器 磅秤 包括秤上斗和秤下斗 等组成 并可实现除尘设备与各工艺设备配合运行 便于控制及节约用电 这种半集中式除尘系统的组成形式 在国外的筒仓储运设备中应用较普遍 除尘系统的组成形式 第七节散粮码头控制系统 散粮码头控制系统主要包括两大部分 一部分是中央控制室的集中控制装置 另一部分是安装在现场的信息源装置 集中控制装置 除了包括粮食装 卸 存贮 运输过程中起 停各台机械设备的控制装置外 还有工艺过程的监视装置和计量检测装置 信息源装置 除包括安装在现场的各种信息的各类传感器外 还包括信息传送装置 将信息输送到中央控制室 以便集中控制装置准确地进行控制 第八节散粮装卸工艺 国内外进口散粮港口 多配置有高效率卸船设备 大容量中转筒仓及深水码头等设施 通过合理的装卸工艺布置 使之形成一个有机的整体 以达到提高装卸效率 缩短船舶在港时间 降低成本的目的 按散粮的流向分 散粮装卸工艺包括陆进水出的出口系统和水进陆 水 出进口系统 从包装形式分 散粮装卸工艺又包括散 装 进散 装 出 散 装 进袋 装 出两种装卸工艺流向 其中袋装粮食的存储和装卸均与件货装卸相同 属于件货装卸工艺研究的范围 一 散粮进口装卸工艺 一 工艺系统功能散粮装卸进口工艺系统具有对水运进港的散粮接收和发放的功能 1 接收系统功能散粮接收系统功能是完成散粮卸船进仓的装卸作业 具体包括散粮卸船 输送 计量和散粮人仓等作业 如下所示 轮船一卸船机一输送机组一杂物清除筛一人仓计量秤一输送机组一筒仓 2 发放系统功能散粮发放系统功能是完成散粮出仓至出港的装卸作业 具体包括散粮出仓 输送 计量 装车或装驳船的作业 如下所示 筒仓一输送机组一出仓计量秤一输送机组一车 驳船 二 工艺流程 1 直取装驳船