大型螺旋式连续卸船机综合介绍
大型螺旋式连续卸船机综合介绍
一、产品市场前景展望
螺旋卸船机是以无挠性牵引构件的垂直螺旋输送机、水平螺旋输送机以及特制的取料装置为主要工作机构的卸船装备，它是一种高效连续型散货卸船机。
螺旋卸船机在国内并不陌生，特别是在电力和水泥行业，连续卸船机设备足部向大型化发展。随着国内港口环保政策的提高，对港口资源的整合力度来看，绝大多数的小码头将逐步被取缔，那么小型化连续式卸船机或装船机将慢慢不再适应市场的需求，资源整合后的港口码头行业终将会在接卸设备的选型上寻求新的方向，那么大型螺旋卸船机将是一个非常好的选择。国内以前对大型螺旋卸船机在港口码头行业一直没有得到推广，主要原因一是大型螺旋卸船机技术含量高，有科研技术能力的机构一直没有对大型螺旋卸船机进行研究和生产；二是国家过去对环保要求不高。
现阶段国家环保政策越来越严厉，特别是对长江和运河流域，散装货物码头的装卸扬尘、撒漏等要求越来越高，新建码头环保要求更加严厉，扬尘等无组织排放费用每年也成倍增长，环保型卸船机是今后发展的必然趋势。我们调研过程及自建码头项目中也感觉到，用户对改变传统抓斗式卸船作业方式上、对装备接卸能力上，螺旋卸船机存在大量需求。
二、螺旋式连续卸船机介绍
螺旋式连续卸船机是利用螺旋机构的机械旋转将物料提升输送至后方码头的高效连续卸船机。螺旋卸船机主要由垂直臂、水平臂，旋转塔、末端螺旋输送机和门架等构件组成，垂直臂包括有箱型罩和垂直螺旋输送机。垂直螺旋输送机由内螺旋、机壳外螺旋组成，内螺旋用于垂直提升物料，外螺旋用于物料松散及供料。水平臂包括有箱型臂架和水平螺旋输送机两部分。
卸船时，先把反面螺旋喂料装置降入待卸物料中，物料在喂料装置中的正向螺旋的作用下向下推送，继而由取料螺旋向中心提升反向螺旋处挤送，反向螺旋则将物料输送到螺旋提升管中，接着内螺旋便把物料垂直提升上，然后通过水平输送机把物料输送到预定的接料处。
优点：结构轻巧，完全密封，性能良好，可较好防止粉尘外泄及噪音污染，操作容易，现场人员劳动强度低，比较适用于流动性较差的物料(如结块物料)卸船，与同样生产率的卸船相比，它的自重是最轻的。国外很多国家在使用，如比利时、沙特、美国及荷兰等。国内使用的港口包括广州新沙港、日照港、台塑集团电厂、海南金海浆纸业电厂、溧阳钢厂和华能岳阳电广等。
图.先进的螺旋式连续卸船机实景图
1、螺旋式连续卸船机的作业能力：
额度效率从200T/H—2700T/H，满足沿江及沿海各码头散货作业的需要。
卸船效率高：主要表现在物料在螺旋输送管道内充填系数高，经常接近满载情况工作：由于安装了独特的进料装置（反转式取料螺旋头），充填系数可高达70~90%；其次是螺旋机可经常接近满载情况工作：其垂直臂可随臂架的俯仰起升、下降和摆动，并能随旋转塔左右旋转100度，加上卸船机的行走功能，取料头可灵活到达仓内各个角落，因此能实现连续卸船作业，其平均生产率利用系数是75%，卸水泥时可达95%。余料剩20-30cm左右,清舱量较小，真正需要推耙机辅助卸料的量仅占舱口装载总量的5%以下,而抓斗卸船机需要推耙机辅助清仓的量约占50%,故在同样的额定卸船效率条件下, 螺旋式卸船机的实际能力要比抓斗卸船机的约大20%，卸船作业平均效率系数可到75%，而桥式抓斗卸船机仅为50%～60%。这种稳定的工作性质可降低后方输送机系统的配置能力，从而也可降低费用。
螺旋式连续卸船机由于其智能化程度较高，电气PLC 控制系统的软硬件采用著名公司的产品。采用PLC 控制可实现设备的控制、数据监测、数据处理、数据传送功能, 在电气室、司机室和系统中央控制室内显示工作状态、装卸船数据、故障信息等, 实现装卸船系统的信息管理。各机构可根据实际需求, 提出交流变频、直流、液压控制方案, 供用户选择。操作简单，易于实现自动化作业，能大量减少码头作业人员。（具体结构如下图：）
2、螺旋式卸船机主要技术特点
1. 螺旋式卸船机整机重量轻、外型尺寸小
螺旋式连续卸船机与相同船型和能力的抓斗式卸船机比较：
整机外形尺寸小，在码头上占用面积和空间比较小；
卸船机的轨距相应较小；
整机相应的腿压、轮压小；
整机重量轻，整机重量仅为抓斗卸船机重量的60-70%左右，
因此码头建造面积和承载力相应可以减小，可以降低码头水工投资成本。
2. 螺旋式卸船机全船平均效率高
螺旋式卸船机的全船平均效率可以达到75-85%，主要受益于连续工作特性和灵活的螺旋取料器，能够伸到船舱内每个部位， 并能够长时间保持恒定的额定卸船能力。而传统的抓斗式卸船机的全船平均效率在55%以下。
螺旋式卸船机在清仓过程中，垂直螺旋头的摆动回转使得螺旋头可以取到垂直升降的抓斗无法抓取到的区域，取料头能伸到舱内每个部位，每个船舱的清舱量一般为 5%以内，仓内余料较少，仓底的余料高度可以控制在300mm左右；而抓斗卸船机卸船作业主要是直线作业，大量的余料会留住舱口内壁上，约为整船货物的30%。
图为：常规条件下螺旋式卸船机辅助清舱作业图（装载机+喂料槽）
螺旋头的占用投影尺寸小，作业面大，位置可控。吊入清仓机工作后，螺旋式卸船机与清仓机同时工作，节省了清仓时间。在最后余料的清仓过程中，可采用清仓机装填物料箱体，螺旋头在物料箱体内持续工作，提高清仓效率。
抓斗卸船机抓斗的操作空间需求较大，位置只能在舱口的投影区域，作业面相对较小。而清仓机进入船舱后，往往抓斗在动作时，清仓机需要避让不能工作，且抓斗最后部分的余料清理不如螺旋式卸船机方便。
螺旋式卸船机作业不存在冲击，对舱底基本无损伤。而抓斗式卸船机由于抓斗的冲击，对舱底将产生一定损伤，同时会产生挂仓等风险。
卸船机作业时对于波浪产生的船体摇晃的适应性方面，螺旋式卸船机通过力矩控制及感应装置来避免碰撞；抓斗卸船机通过钢丝绳的柔性来避免碰撞。
3. 螺旋式卸船机作业环保效果好
根据对国内外主要散货码头装卸设备运营情况的调研，螺旋式连续卸船机的优点主要有：取料头插入物料 0.5-1.6m 以下，机上所有传送设备均为封闭式，无扬尘；螺旋式连续卸船机接卸过程中，不会发生物料泄漏，粉尘影响也被严格控制到最低限度，达到国家环保标准。其作业时的噪音也较小，声级可控制在75dB（A）以下。在所有连续式卸船机中，螺旋式连续卸船机的环保效果较好。
桥式抓斗卸船机受结构型式限制，环保性能相对偏低，仍有待进一步提高。由于桥式抓斗卸船机从作业连续性角度归类为周期性作业设备，其作业主要采用间歇式抓斗系统，从环保角度出发，主要有两点弊端：
①抓斗从船舱抓料后水平移动至卸料斗的过程中会发生洒料状况，洒落至码头面及廊道上的物料尚可通过清扫、冲洗等进行收集，基本不会对环境造成影响；但部分物料会从护弦间缝隙掉落至码头前沿水域，对水体造成一定污染。
②抓斗满载情况下在料斗上方卸料时，虽然料斗区域已考虑喷雾抑尘，但仍会产生一定量的扬尘，特别在接卸褐煤等高灰分的煤种时扬尘加重，对大气造成一定污染。
3、 螺旋式卸船机技术性能可靠
取料头低速转动时，附设在取料头外壳上的松料器，将货舱内板结的煤炭捣松。取料头下部的喂料叶片，连续地将被煤炭聚集，并不断地推入垂直螺旋输送机。取料头在煤炭表面以下取料，既能保证有充足的煤炭进入输送机，保持持续地、高效率地作业，同时又能有效地控制舱内因取料产生粉尘。
螺旋式连续卸船机的输送机部件结构简单、活动零件少、机械强度大。垂直输送机传动系统有专门的保护装置，能够有效地保证设备安全运行。操作人员还可以通过反转，能够在很短时间内，采用最简单的方法取出异物，螺旋式连续卸船机的技术性能可靠。
4、设备维护费用低、自动化程度高
在选用高强度高耐磨性的易损件、耐磨板后，维护的时间和维护成本将减少。同时，由于螺旋式连续卸船机运动部件相对较少，结构简单。螺旋式连续卸船机由于其智能化程度较高，操作简单，易于实现自动化作业，能大量减少码头作业人员及作业强度。
5、螺旋式卸船机的适应货种
螺旋式卸船机适应煤炭、化肥、粮食、硫磺、焦碳、水泥、磷矿粉、糖、磷酸盐等大宗干散货，最大允许块度（对于煤）已达350mm；具有货种适应性强，特别是对粉尘大，易污染，易板结等货物处理能力强。物料的含水率、粘度等在螺旋输送设备中体现在设备的设计中考虑物料综合特征系数。早在1986版《连续运输机械》中即有描述螺旋式卸船机“甚至可以用来卸粘稠性的浆体”，其对粘稠浆体的适应性优于抓斗卸船机。
经调研国内煤炭码头使用情况来看，煤质全水分Mt16%、煤粒径一般小于50mm；煤碳大多为大型机械开采，煤的粒径相对均匀，且大块、长条或异物相对较少，比较适合螺旋式卸船机对物料的要求。
6、 螺旋式卸船机对异物的处理
由于进口螺旋式卸船机价格原因，目前在国内使用的较少，而在国外使用情况比较普遍。目前故障反映集中在对货物异物处理能力上，抓斗卸船机在这一问题上要优于螺旋式卸船机。但据调研情况，国内现有使用螺旋式卸船机的专用码头，此类异物卡死的情况并不多见；即使出现异物卡死，通常在2个小时左右可以处理完成，然后即可正常使用。针对异物的进入，螺旋式卸船机设置有螺旋力矩及功率过载报警装置，发现异常后，垂直螺旋部分采用最新技术，即反转处理清除异物；水平螺旋筒壁采用开放式的翻盖结构(P6图2水平螺旋物料输送总成)，便于清除异物。据调研情况，接卸电厂动力煤时碰到的异物通常为铁条、编织袋等。
7、行业相关的规范及政策导向
近几年出台的一些规范和政策分析，传统的抓斗卸船机对越来越严格的环保要求有待进一步改进提高，而螺旋式连续卸船机由本身全封闭，无污染的结构形式，对环保要求的适应性相对更优。
1. 港口螺旋式连续卸船机标准
依据交通运输部公告2016年第8号文件，发布的港口螺旋式连续卸船机标准。由人民交通出版社出版，并在中华人民共和国交通运输部网站上公告。自此螺旋式卸船机从技术要求，试验、检验等都有据可循。
2. 船舶与港口污染防治专项行动实施方案（2015～2020年）
关于港口环保要求，2015年08月31日 交通运输部为贯彻落实《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》(中发〔2015〕12号)、《大气污染防治行动计划》(国发〔2013〕37号)和《水污染防治行动计划》(国发〔2015〕17号)，结合履行国际公约相关义务和我国水运发展实际,全面推进船舶与港口污染防治工作，积极推进绿色水路交通发展，特制定本方案。
3. 《煤炭矿石码头粉尘控制设计规范》（2015年底已发布）
积极开展港口作业污染专项治理。加强港口作业扬尘监管，开展干散货码头粉尘专项治理，全面推进主要港口大型煤炭、矿石码头堆场防风抑尘设施建设和设备配备;推进原油成品油码头油气回收治理。2016年底前，开展港口作业扬尘监管专项整治行动，推进煤炭、矿石码头的大型堆场建设防风抑尘设施或实现封闭储存。
