散装物料中转技术的展望
水泥 杭州云天港口机械装备有限公司 周正 2014-05-23
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我国以加快转变经济发展方式为主线，把推动发展的立足点转到提高质量和效益上来，节能减排，加快淘汰产能落后影响环境的企业，提升行业准入门槛是发展绿色循环经济的关键举措。散装物料设备尤其明显，因为它面临服务的对象是水泥制造业与港口码头等传统产业。
特别是水泥制造业，根据2013年行业报导：1，要改造淘汰节能减排；2，核准总量：年产量占世界56%，增加率为11%，3，延伸了产业链。正如中国水泥协会会长乔龙德先生坦言：国内水泥行业更需要面对结构调整和转型的难题。随着国内外贸易经济发展，目前港口与码头用于大宗散装物料装卸输送作业，由间隙式作业转向连续式作业，从而进一步从单机转向中转系统。据文献报导，国外设计生产技术具有很高的水平，如瑞典的SIWERTELL公司，荷兰的KOVAKO公司，德国的KROPP公司；国内先后也有厂家涉及该设备领域，杭州云天港口机械装备有限公司是集设计、制造、安装、销售专业为一体的骨干企业，于1996年在国内首创研制成功气力式卸船机，陆续研制螺旋式卸船机，链斗式卸船机，装船机、风力给料机、散装物料中转系统（站）等系列产品，也是中国最早开发运用中转技术的企业。
散装物料中转技术是将散装物料由一种运输装置转换到另一种运输装置的中转技术，系统兼顾储存和调配功能，形象地比喻，中转系统是动态的销售网，是生产厂的第二成品库。从技术机理来分析其涉及运输工程和粉体工程两个学科。中转系统一般由卸装——储存——输送——三大部分组成。其工艺特点是长距离（L），大流量（Q），作业范围越来越广，能耗指标、环保指标、效益指标日趋严格，因此如何设计与选用中转系统是制造商和使用商迫切有待于解决的专业问题。典型的水泥中转系统（站）如图所示。
根据不同工艺流程和区域布置，常用的单机有气力式卸船机、螺旋式卸船机、链斗式卸船机、风力卸料机、散料装卸机和各种储运和运输装置。
下表列出几种卸船机主要性能比较。
装备（单机或系统）选用的原则
（一）技术性
1.灵活性：物料可在任意区域进行装卸，设备和管路可灵活地安装；
2.简易性：设备结构简易紧凑，无易损件；
3.环保性：封闭式管路系统，有效地除尘和减低噪音；
4.自动化：确保系统可靠高度自动运作和无间隙地生产；
5.操作性：良好的用户工作界面，便于操作、管理、维护，功能齐全的PLC控制功能，从而可扩展成集散型DCS控制模式，具有很高的性价比。
（二）经济性
中转（站）系统的存储能力是经济性关键指标。储存力过大将造成不必要的投资浪费，其过小则会导致等待延期损失。一般经验公式是装（卸）能力乘以1.5系数确定中转储存量比较适宜。
Qz=1.5×Qc
式中：Qz——中转储存量
Qc——装（卸）能力
总之较短的投资偿还期作为主要的考核指标，以水泥中转站为例，一般投资偿还期为2-4年（不计土地租赁费），如果有效地提高中转输送量，其投资偿还期将缩短，投入产出效益将明显提高。
（三）关于几个定义的概念
在装置正常运转条件下，不同的时段需引用不同的生产能力的定义。
1.说明
● 物料说明：名称、型号、颗粒大小、适应性、密度、水份含量等等。
● 输送管道说明：布局、包括水平和垂直长度、质量、弯转角、弯曲半径、数量和分流器等等。
● 船或驳船的尺寸，包括面积。
2.定义
最高产量：这是卸料系统在理想化状态下运转的产量。它是系统在技术上可以达到的产量。它把所有（操作）因素对产量的影响排除在外。在实际中，总要连续性地达到最大产量是不可能的。
平均产量：它是整个卸船过程地平均值。事实上，这个产量是最重要的，因为它决定了卸船所需要的总时间。然而，它是受操作因素影响最大的产量。特别是清仓作业的效率对平均产量的影响巨大。
名义产量和平均产量的关系：经验表明平均产量一般是名义产量的70%。(从盒状的无阻碍的船舱内卸料，有高效的清仓作业时，可达到80％)
3.典型的产量图
下图描述了最高产量、名义产量、平均产量和总卸料时间之间的关系。图上的各点定义如下：
1 最高产量线 4 产量下降阶段 到了仓底
2 卸料阶段的名义产量 5 清仓作业阶段
3 平均产量线 6 卸料总时间，包括清淤作业
随着科学技术发展，散装物料中转技术将日俱完善，功能更齐全。应用计算机技术建立一个典型的数学模型，以计算机模拟系统评估中转技术的先进性与经济性，从而实现动态在线检验控制；同时必须对设备基础件进行技术提升，如：采用变频技术，PCL控制技术，利用试验台模拟实用机进行全性能试验，吸嘴参数优化，结构件应用有限元法计算分析、对主要失效形式的磨损进行结构与材质的研发，环保影响要求尤其重要，密封、消音、节能综合设计等。另则，在一些大中城市里，位于比邻水泥销售市场附近建立水泥粉末站，也是一种水泥生产工艺类型。根据文献报导，1吨熟料约需1.6吨生料，从而整体的运输成本十分可观，国家颁布的《水泥产品生产许可证实施细则》规定新建粉末站至少年产60万吨，其关键设备Ф3.8×13m球磨机价格高达480-485万元，昂贵的投资直接影响回收率，由于工艺系统装卸口比较多，增加扬尘排放量，水泥吨电耗一般在35-36Kwh，装置噪音可达110分贝，因此影响其推广与应用。
综上所述，散装物料中转系统是一项技术新颖，经济效益好，投资省建期短，操作成本低，节能减排的好项目，也是水泥技术设备和配套能力的重要标志，是行业发展不可缺少的物质基础和条件。原国家建材局长、中国水泥协会会长张人为同志指示：希望国产水泥装备迅速强大起来。长期以来，我们公司投入大量人力和财力，致力于行业前沿新技术和新产品的研发，逐步实施成套设备的标准化，系列化，模块化。
参考文献：
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[6].潘晓娟.水泥业节能减排正当时.中国经济导报.2013,1.14
[7].邸平,高磊.气力式卸船机的现状与技术发展. 《港口装卸》. 2000,5
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