散料、粉开云 开云体育APP料及袋物装船工艺设计与设备选型

　　2005No72005No7引言为克服汽车远距离运输的经济性不好和铁路运输能力不足的问题,一些有条件的地方已经越来越多地采用水路运输散装水泥、水泥熟料及袋装水泥,尤其是长江中下游及华南一带更为突出。在近年来承接的国外工程中,东南亚国家也均提出了水路运输的要本文结合近几年在散料粉料及袋物装船设备的研制和一些成品装船工艺设计中的经验,阐述装船机的设备选型及工艺设计中的注意事项,供设计人员及用户采用水路发运时参考不同装船物料的特点及工艺要求11散料装船水泥熟料及破碎后的石灰石等散料装船过程中的输送设备均为开式如带式输送机等,接收设备也是开式容器如开舱驳船等,所以在装船过程中的全部转接点均为扬尘环节另外,水泥熟料硬度大,加上装船时的落差一般都在十几米以上甚至有的达20多米且下落速度很大,对伸缩钢套的磨损相当严重因此散料装船过程中扬尘处理和钢套耐磨是必须考虑的问除设备自身在防磨损方面作改进设计外,在条件许可的前提下设计时应尽可能地减小物料的落差12粉料装船粉料装船过程中的最大问题是装船时落料点的扬尘处理对于大型门机式粉料装船机,其输送装置是采用带式输送机,因此在设备的转接点处的扬尘就必须引起重视粉煤灰及水泥在装船时对伸缩钢质内套管的磨损很小粉煤灰比水泥稍大一些,但若是采用纤维质的内套管,则其磨损就不容忽视对于吨位000t或更大些的粉料专用运输船,船上均设有接收和分料装置,并且配备有收尘设施,问题比较好解决但小吨位的粉料运输船中既有压力容器式的专用运输船只,也有开舱驳船等普通船只,因此在装料和收尘方面须引起重视13袋物装船主要是袋装水泥,少量的是袋装粉煤灰的装船装船能力因涉及到袋物间隔输送带速及到船上后人工摆放袋物等综合环节的影响,通常在100～150th,如果需要更大的能力则只有采用多台装船机同时作袋物装船基本上没有扬尘问题,对于重力滑槽式类型的装船机则要尽可能地注意防止袋子破损造成的二次污染从作业效率上来说,袋物装船机是装船机中效率最低的,而且劳动强度大,所以一般仅适宜于000t级以下的船只,对于大型船只,则采用塑封大包装或是吨包装等方式较为方便14装船能力散料和粉料的装船能力变化范围较大,对于吨位500t以下的小型驳船,装船能力一般在100～300较为合适;对于吨位在000t以上的大型散料船或散装专用船,则一般在300～1000th,甚至更大。用户地理位置对于装船工艺的要求目前适宜使用装船机的用户分布面较广,从设计时所要求的最高水位和最低水位变化方面来看,华东沿海一带只有2～3m,长江中下游及珠江三角洲一般为5～10m,而对长江上游及华南内地和西南地区,水位差则可高达数10m。较小的水位差对于装船工艺系统比较理想,无论是装船能力粉尘处理及装船机结构等方面都不存在难以解决的问题。但对于大落差水位条件的地方,做工艺设计时就相当困难,过长的伸缩软管会引起散装头过大的摆动,过大的物料落差会造成收尘系统不能正常收尘,过大的冲刷速度会造成伸缩内套管寿命缩短,外套管因长度过长产生过大的拉力而经常开裂等等。因此,对于水位落差较小的地区,装船机可直接安装在码头上;水位落差过大的地区,宜设置在趸船上或是浮动码头上。不同船型结构及对装船机的要求31大型散装专用船专门运输粉料,船上配置有较完善的接收和分料散料、粉料及袋物装船工艺设计与设备选型罗金安合肥水泥研究设计院,安徽合肥230051中图分类号:TQ172687文献标识码:B文章编号:1002-9877200507-0029-0729行走式装船机装置、收尘设施和卸船设施。但因散装专用船只能用于粉料的运输,回程中如没有类似的粉料运输就必须放空,所以除了自身的大以外,其运输的经济性也是一个必须考虑的问题,因此这类船只多用于跨海远洋运输,其装载量一般在000t级以上。大型散装专用船的驾驶室及桅杆等设施都较为高大,因此要求装船机能够避开这些设施进入到装船位置,装船机在需要主臂回转或行走功能的前提下,还需要有俯仰或副臂回转功能,以便于在装船机定位时抬起回转主臂或收回副臂。此外,大吨位船只在码头泊位上固定后就不方便重新移动,所以装船机应能满足覆盖所有的船舱或多个专用进料口的要求。32小型散装专用船其吨位一般在100～500t,作为沿海海运的则有千吨级左右的散装专用船。小型散装船主要是由压力容器式的专用料罐和内置气化卸料装置构成,接岸上配备的压缩气源后就可直接将船中的粉料送到岸上的贮库中,船的造价适中,运载方式灵活,内河和沿海都可使用,其不足之处也是存在着回程放空的问题。型散装专用船驾驶室及桅杆都较为矮小,在设计时只要装船机的散装头不和驾驶室及桅杆相碰即可,装料时可通过船上的电动或手动绞车来对船进行纵向移动调整装料位置,保证船上的多个进料口均能与装船机对接。33普通开舱驳船虽然在装料中存在扬尘问题,卸料时需要专用卸船工具,但因其往返过程中均可装载各种货物,其运种船型比较起来要低得多,所以近来除水泥熟料采用这种船型运输外,水泥及粉煤灰也广泛地采用这种方式来运输,但是在接受地必须要有专用的粉料卸船设备。普通开舱驳船对装船机的要求与小型散装专用船基本相同,但因为要将散料或粉料在船舱的整个平面内布料,所以需要装船机有副回转臂或是前后移动功能,结合船上的绞车移动和装船机散装头的运动来满足装料要求。34袋物运输船吨位一般在500t以下,对装船机的要求主要还是俯仰功能,如果在底部设计有副回转机构送袋则更为理想,能在全舱位送袋,可大幅度减轻工人的劳动强度。装船机的类型及特点41行走式装船机有粉料装船机和散料装船机见图1。行走式装船机在装船时仅在轨道上作前后移动行走,可在装运船只的横向位置上对位或是布料,船的纵向移动则是利用船上的手动或是电动绞车进行,两者的综合位移可达到多个进料口位置对位或是在整个船舱范围内布料。适用于吨位在500t级以下的小型驳船,普通开舱驳船或是散装专用驳船均可方便地装料,装料能力一般为300th左右。行走式装船机与载运船为垂直布置,其行走外伸的距离确定了其装料船只的吨位大小。当装较大型船时则需要较大的后退空间,所以这种装船机的安装特点是纵向深度大,横向宽度小,不影响码头上其他设备的作业。在装船作业前、后,装船机散装头可以完全回移到岸边,所以与船只的驾驶台及桅杆相互之间没有干扰。对于大型运载船只而言,由于行走式装船机只能在船的横向方向移动而不能在纵向方向移动,所以就必须对船进行纵向移动,这样必然会占用位,在码头泊位的利用上显得不经济。此外,对于大型船只来说要进行船只的纵向移动也比较困难,因此需从多方面来综合考虑设计方案的可行性。42摇臂式装船机为弧线定位方式,其装料点只能在摇臂绕回转轴302005No72005No7对回转式装船机的回转角度、回转臂前端的下料中心及回转臂从岸上回转到船舱装料位置的要求基 本与摇臂式装船机相同。 回转式装船机通常采用回转立柱支承回转结构, 在回转支座后部需要配重,因此设备的后部需要一定 长度机架作为配重臂,尾部的回转空间相对来说要大 一些,在贮库或是框架旁边直接安装时需要一定的距 离,工艺布置没有摇臂式方便。 但因为有独立的回转 支承立柱及尾部的平衡配重,在回转支承轴线上部不 需要设置回转斜拉装置,可降低岸边构筑物的高度。 摇臂式装船机回转的一段弧线上,因此在进行全舱位布料和沿船的 纵向直线定位方面存在一定的不足。摇臂式装船机也 摇臂式装船机的装料能力可达300～600th 大,其回转支座既可以直接固定在码头上,也可根据工艺需要安装在架高的框架基础上。 该机回转角度一般可达 180, 以便在闲置与待 机状态时能定位在码头上。 摇臂前端的下料中心通 常应达到装料船的中心甚至还要再过一些,以便于能 在较大的范围内布料及与多个进料口对位。 由于摇 臂从岸上回转到船舱装料位置时必然会同装料船上 的一些较高结构物相交叉,所以设计中对这一范围内 的结构物高度要进行核对,以免在摇臂回转中发生碰 撞而损坏船只或设备。 摇臂式装船机通常在回转臂上采用回转斜拉结 构,在回转支座后部不需要配重,设备比较紧凑,可直 接在贮库或是框架旁边安装,工艺布置方便。 不足之 处是需在尾部回转支承轴线的上部设置回转斜拉装 置,其斜拉杆与水平线 回转式装船机 也是弧线定位方式,其装料点只能在回转臂绕回 转轴回转的一段弧线上,因此在进行全舱位布料和沿 船的纵向直线定位方面存在一定的不足。 该机也分 回转式装船机罗金安!散料!粉料及袋物装船工艺设计与设备选型 31 2005No744 双摇臂式装船机 是在主摇臂的端部再加一副摇臂,通过主、副摇 臂的双重运动来达到平面范围内的多进料口定位或 是全舱位布料,在定位和布料方式上要比摇臂式和回 转式方便,但结构要复杂得多,收尘处理也困难一些。 该机主要用于粉状物料如水泥和粉煤灰等的装船 双摇臂式装船机的主摇臂可在 180范围内回 转,副摇臂可在近 360范围内回转,主副摇臂的综 合运动可基本在一定的范围内覆盖整个舱位平面内 的全部位置,达到较为满意的装船效果 在摇臂旋转 到工作位置和回到检修待命位置时,副臂可旋转到与 主臂相靠近的位置, 从而可减小设备的回转半径,避 免设备在旋转中与运载船的桅杆相碰 双摇臂式装船机通常也是在主回转臂上采用回 转斜拉结构,所以在主回转支座后部不需要配重 体上看设备比较紧凑,可在贮库旁边或是框架旁边直接安装,工艺布置方便,主回转臂尾部的回转支承轴 线的上部需设置回转斜拉装置,其斜拉杆与水平线; 弧形轨道式装船机是一种大型装船机,既适用于粉料,也可用于散 该机的尾部回转点采用立柱回转支承结构,直接坐落在码头或趸船上回转臂中部有门架式支承行走 机构,用于带动回转臂回转作业 回转臂端部是散装 下料头,用于散料或粉料装船见图 由于弧形轨道式装船机的中部是门架支承行走,尾部又有立柱式 回转支承,所以稳定性和承载力都相当好 回转臂上 除安装输送设备外, 还可安装除尘器及防雨设施等, 工艺设计和装船作业都很方便 弧形轨道式散料装船机该机有普通型和标准型普通型的回转臂只作单 一的回转运动,适用于作业要求不高且船型比较固定 的作业地点,粉料和散料均能使用,只需对输送设备 作适当的调配即可 标准型的回转臂除了可旋转外, 还具有俯仰角度调节和回转臂变幅功能,即散装头在 绕回转支承座回转的同时能外伸和回收,还可抬高和 降低回转臂的水平倾角,因此可通过俯仰角变化和变 幅调整来进行散装头定位和全舱位平面范围内装料 回转臂的变幅和倾角变化不但可以在一定程度上适 应水位的变化,也可适应不同吨位的运载船舱位宽度 的变化,适用较大型的散装专用码头 但标准型的要 比普通型高得多装船机上的输送设备以采用带式输 送机为主,所以几个落料点位置上的收尘若处理不好 会造成较大的扬尘 弧形轨道式装船机只能直接安装在码头上或是 较大型的趸船上,其工艺布置要对码头上的综合作业 进行综合考虑,其检修待命位置和中部行走驱动门架 对车辆通行和其他设备的作业会有一定的影响 大型门机式装船机对于吨位在 000t以上的非散装专用运载船只, 因为船舱多,相互之间的距离较大,使用前面所述及 的几种装船机就难以满足在不移动船只的前提下进 行全舱位范围内的装料如果散装专用船是采用多个 进料口分别进料时, 上述装船机也难以满足要求,这 就需要采用大型门机式装船机见图6 该机在结构 上主要有回转变幅和俯仰的基本功能,同时还可通 过门机上的受料皮带与主供料皮带上的 型卸料小车进行相对运动,达到一边沿船舱的纵向行走一边装 料的目的,因此,只要回转臂的长度选择得当,便可满 足数千吨级至数万吨级的散装船装料门机式大型装 船机采用带式输送机输送物料,所以对粉料散料均 适用,装船能力一般在1 000～2 000th 32 2005No72005No7 门机式大型装船机的回转臂在架高的作业平台 上,码头上只需考虑门架车轮装置位置通道和轨道的 埋设,对码头作业车辆的通行基本没有影响。 但是在 其作业通道上只能安装可移动式大型门机起吊作业 设备,以便于充分利用泊位来为需要起吊设备作业的 船只卸货和装货,提高码头的综合利用价值。 滑槽式袋物装船机该机是用于袋装物料装船的一种较为简易的装 船机见图7 滑槽式袋物装船机其回转臂一般具有回转和俯仰功能,以便于适应 不同季节的水位变化和装船工作完成后把装船机回 转提升到岸上停放。装船作业是在回转臂的回转弧线 上,若在螺旋滑槽的下端再设置有小回转盘则可有效 地扩大装船作业面, 减轻船上工人的抬包劳动强度。 对于较大型的运载船,滑槽式装船机的大回转臂半径 和小回转盘的有效作业范围不一定能满足全舱位落 包要求,还需要借助船上的手动或是电动绞车进行船 体移动。 该机的装船能力一般在 100th 左右,最大不超过 150th。过大的速度易造成袋物在带式输送机上堵塞, 严重时会因袋物在过大倾角的螺旋滑槽上强烈下冲 造成包装袋破裂,所以在设计选型中不要盲目追求装 船能力以免带来不良后果。 与滑槽式袋物装船机的主要功能基本相同。在袋物从可俯仰皮带上下落到船上时则是采用夹板垂直 皮带输送机来进行垂直落包,在垂直输送带下部还设 置一条可 360范围内回转的水平输送带, 用于把袋 物输送到船舱的每一个角落,可最大限度地减轻摞包 工人的劳动强度见图8 袋物在从可俯仰皮带至装船作业面上的可回转水平带式输送机上时只有带式输送机产生的速度,不 会像滑槽式袋物装船那样会有较大的冲力,不会产生 破袋现象俯仰带式输送机和垂直夹板式带式输送机 均可采用变频调速方式,以便根据不同的包装袋要求 调整带速,保证最佳装船质量和最大装船速度 除上述几种粉料、 散料和袋物装船机类型外,还 有一些其他形式的装船机,但在工作原理和结构形式 方面基本上是大同小异。上述几种类型装船机的主要 性能特点及适用范围见表1。 收尘困难的原因1装船机处于活动作业状态,除尘管道与除尘器 之间的距离较长,采用倾斜管道布置困难,采用水平 罗金安!散料!粉料及袋物装船工艺设计与设备选型 33 2005No7装船机类型 行走式 摇臂式 回转式 双摇臂式 弧形轨道式 大型门机式 滑槽式袋物 300～600300～600 300～600 300～600 300～1 000 600～2 000 100～150 100～150 适用船型t 000主要工艺特点 直线行走 定位 回转弧线 定位 回转弧线 定位 双摇臂式 回转平面定位 回转、俯仰、横向直线 伸缩综合式平面定位 回转、俯仰、横向直线 伸缩、纵向直线行走综 合式平面定位 双回转、俯仰综 合式平面定位 双回转、俯仰综 合式平面定位 装船机主要性能比较管道则经常堵塞,造成除尘系统失效。 2装船时的物料落差大,高速下落的物料带动本 应流向除尘器方向的含尘气体再次流向装船机的装 料点,在装船机的下料点与除尘器之间形成了一个压 力平衡段,造成装料点粉尘飞扬,除尘器却收不上来 含尘的气体。 如果通过加大除尘风机的抽吸负压及加 大除尘管道中的流速,则需加大除尘风机电动机功率 和吸走过多装船物料,设计不当时反而会产生恶性循 环带来更差的效果。 如果是因为季节性的原因引起的水位落差过大时,建议采用趸船或浮码头作为改变水位落差的缓冲 平台。 2装船机的落料锥斗内部加装挡料缓冲装置,避 免高速下落的物料直接冲击已经堆积在船上的物料 而产生扬尘。 3如果现场条件许可,可单独设一台除尘器,其 除尘管道可直接与装船机的下料罩相连,如果是散装 专用船则可与船上没有装料的其他闲置装料口相连, 无论是散料装船还是粉料装船,都可达到相当理想的 效果。 4对于较大型的船只,建议在船上设置专用的除 尘器,虽然增加了一定的费用,但可有效地改善装船 时的作业环境。 在吨位为 000t级以上的散装船上, 基本上都配备有比较完善的除尘设施,一般不存在扬 尘问题。 5在安装高度许可的前提下,可在装船机上直接 安装带除尘器的散装头,因为除尘器直接安装在散装 头上,除尘风机的负压和除尘风量都比处理整个系统 时要小得多。 但由于装船机的散装头上要带除尘器, 所以设备的安装高度要比常规型的装船机高 4m 是国外带除尘器的散装头装船时的情景,从装船的现场状况看是相当理想的。 实例实例 厂原码头装船机是一台进口的门机式粉料装船机,装船能力为1 000th 但在散装水泥装船 时基本很少有 000t级以上的散装专用船, 主要是 1000t 级以下的散装专用船, 使用该门机式粉料装船 机时因能力太大使得在装船时输送设备起停频繁、散 装头对位麻烦、扬尘严重、料满外溢不好控制等诸多 问题 后在码头上另设计一套装船能力为 300th 50t的计量仓系统与 装船机配套使用,装船机的摇臂回转半径 75m,适用 船型为 600t 级以下的粉料散装专用船 月投入使用以来,整个系统一直正常,在最高发运量期间,24h 内的装船能力可达4 000t 以上在投入使用 的初期,主要问题是除尘效果不好及收伸缩套管寿命 较短, 经过半年多的改进后已经达到理想的装船效 其流程见图10 实例 2003年新建一板桩码头,用于扩大 散装水泥的水路发运, 在新建码头上新上一台粉料 散料共用的回转式装船机,装料能力为 300th,回转 臂的回转半径75m,适用船型为600t 级以下的散装专 34 2005No72005No7 我厂 !28m25m44m 五级旋风预热器窑水泥 生产线 年初建成投产,设计能力为300td。 近年 来,对原生产线 月生料磨也由!22m7m 换为!24m8m。 生料磨投产5 个月 来取得了很好的效果。 求出合理的平均球径我厂石灰石由 2PF1010 反击式破碎机+回转筛 组成圈流破碎系统,但没有黏土破碎机,故入磨物料 的粒度不稳定。此时可凭经验得出平均粒径也可抽样 用筛析法得出,然后再用经验公式求出球径。 －入磨平均粒径,mm按公式1求出的平均球径与实际配球还是有误 差的,不能将其直接用于钢球级配根据我厂的经验, 应加上6～10 的修正值,则公式1应改写为: 合理配球提高!24m!8m生料磨产量 河池市特种水泥厂,广西河池 547000 中图分类号:TQ172632 文献标识码:B 文章编号:1002-9877200507-0035-03 用船及普通开舱驳船 该回转式装船机于 2003 年10 月投入使用, 用于水泥熟料和散装水泥的水路发运 其流程见图11 结束语在水泥发运的装船系统设计中,设计者或是 者一定要对船型含船的吨位和船的结构形式、装船 能力和水位落差作仔细分析和调研。 过大的偏差会带 来过大的资金投入,还会影响系统的正常使用,达不 到预期的目的。 在装船机的功能方面,尽可能按单一 功能考虑,不要混用,如水泥熟料装船和散装水泥装 船就最好采用 台装船机,这样虽然在上要大一些,但在除尘和设备的防磨损方面处理起来就要简单 得多,使用效果也比较好,工艺流程和控制系统也较 简单。 在装船系统的设计中不要过度追求大的装船能 力,最好是将码头的泊位与船型综合起来考虑。 过大 能力的装船机在装小船时会碰到很多意料不到的麻 烦,如扬尘、堵塞下料管、料满外溢等,若是采用气力 输送供料时过大的装船能力还会导致业主花大笔资 金来增加电力增容设备。 回转式装船机工艺流程在本文的撰写中承蒙嘉新京阳水泥有限公司、珠 江水泥厂和孝感市四维散装水泥设备厂协助提供大 量资料,在此向上述单位衷心致谢。 编辑开云体育 开云官网开云体育 开云官网开云体育 开云官网