1、港口装卸工艺,讲演者 真虹,第一章 港口装卸工艺系统分析,1、货物方面 包括：货物特性、吞吐量和货物流向 货物特性：货物种类不同，货物性质不同，使装卸这些货物的机械设备也有所不同。,一、影响港口装卸设备选型的主要因素,货类的不同在以下几个方面影响机械设备的选择： （l）货物的尺寸、重量、容重、形状和包装形式 （2）货物品种的多样性 （3）货堆的脆弱性和包皮的牢固性 （4）货物的冻结性和凝结性 （5）货物的磨损性和腐蚀性 （6）货物的易燃、易爆、扬尘性 吞吐量：吞吐量大小关系到是否需要设置专业化泊位和采用专业化机械。 专业化优点： （1）港口企业采用专门设备和特殊的工艺，有利于实现机械化、半自动
2、化和自动化； （2）港口生产效率提高，从而增加了港口的通过能力； （3）有利于提高港口生产技术水平和工人的劳动熟练程度，从而降低劳动强度，减少体力劳动者的人数；,（4）缩短船舶在港停留时间，提高了船舶运力的利用； （5）既增加产量，也节省了包装费用，从而降低了运输和装卸成本，提高港口企业的经济效益；（6）减少货损和货差，提高了货物的装卸和搬运的质量。 货物流向 分：双向货流和单向货流 双方向货流要求机械在装船与卸船的两个方向都能进行工作2、运载工具方面 包括船舶和车辆： 船舶类型 （1）既要考虑现在船型，也要考虑发展船型。 （2）在开放港口，既要考虑我国船型，也要考虑外国船型。 （3）对于散货
3、船型，装卸机型和机械化系统布置能适应大多数船型，保证装卸机械充分发挥作用。,车辆类型3、自然条件方面 水位和潮汐 地质和地形 气象条件4、港口建筑物方面 岸壁形式和码头结构 分：直立式、混合式和斜坡式，混合式分半斜坡式和半直立式。 库场类型及位置 铁路和公路与码头的相对位置 5、运输组织方面,1、社会和劳动保护方面 安全质量原则：在港口生产过程中，防止货物损坏和差错，保护人员的生命，以及设备、设施的正常运行。 环境保护原则：在装卸工艺的设计和改造中，应采取有效措施，防止在作业过程中对周围环境产生的有害影响。2、设备方面 充分利用机械设备原则：对于劳动强度大、工作条件差、搬运、装卸频繁、动作重复
4、的环节，尽可能采用有效的机械化作业方式。 减少终端站停留时间原则：在作业过程中，增加作业的流动时间所占比重，而减少作业两端的停留时间所占比重。,二、港口装卸工艺合理化原则,专业化原则：尽可能采用专门的工艺，专用的设备进行货物的装卸、搬运和储存。 适应性原则：采用的工艺方案或者装卸设备应尽可能地能运用于不同的种类的货物的装卸作业要求。 标准化原则：在装卸工艺方案以及装卸设备的选择时，应尽可能采用标准化的成熟方案和设备系列，以及标准化的货物单元。 充分利用空间的原则：在不影响作业有效性的前提下，货物堆存应充分利用库场允许的空间高度。3、工艺布置与流程方面 减少作业数原则：在实现同样作业需求的前提下
5、，应采用工序数尽可能少的作业方案。 直线原则：港区物流路线设计应尽可能走直线，以缩短货物位移的空间和时间。,作业线各环节相互协调原则：组成装卸作业线的前后工序的作业能力应该平衡。 保证运载工具高效作业原则：装卸作业线的工艺设计应保证船舶和车辆的装卸能力能得到充分地发挥，以缩短车船在港停留时间。 防止工艺中断原则：装卸工艺设计应保证防止在作业过程中，出现物流的不合理中断和运载工具的不合理等待。 灵活性原则：工艺流程中物料可以通过多种渠道按照一定的操作过程进行装卸。 4、作业方面 扩大单元原则：在装卸工艺选择时，应尽可能扩大货物一次装卸、搬运和储存的单元，以提高装卸作业的效率。 提高机动性能原则：
6、在经济性合理的条件下，尽可能提高货物从静止状态转变为流动状态的容易程度。,利用重力原则：在装卸作业中，凡能利用重力运移货物的要尽可能利用。 利用工属具原则：尽可能使用既有利于操作安全、简便。又能充分利用装卸、搬运设备能力的工属具，以提高装卸、搬运的作业效率。,充分发挥设备效能原则：通过合理的生产组织和工艺设计，使装卸、搬运设备在既定的技术性能条件下发挥其潜在的效能。 人、机作业时间充分利用原则：通过合理的作业安排，使作业线上的人力和设备都得到充分的利用，消除闲置和浪费。 5、成本方面 系统评估原则：对装卸工艺方案的评价应从与港口作业相关的整个大系统（由船舶运输成本、港口装卸成本以及货物在港费用
7、等方面构成）的经济性来考虑。 规模效益原则：装卸工艺方案的选择应有利于形成一个合理规模的装卸作业能力，以利于获得规模经济上的效益。,第二章 件杂货装卸工艺,一、概述,1、定义：件杂货是指有包装（或无包装的大件）成件运输、装卸和保管的货物。 2、件杂货运输、搬运的发展方向：散装化：对颗粒状货物 去掉包装集装化：成组单元的扩大 标准化 3、件杂货分类：按包装分类 袋装货物：袋粮、袋糖、袋化肥等 捆装货物：棉花包 桶装货物：液体货，铁桶、木桶 箱装货物：百货、食品、五金、机械设备 筐、篓、罐装货物： 无包装货物：汽车、型钢,4、件杂货装卸工艺特点 批量小1）事先要集中，尺寸不一，重量不同，包装各异2
8、）货票多，易混淆，容易产生货差3）大部分要在仓库内保管，应形状不同而使仓库利用率下降4）操作次数多，效率低，运载工具在港时间长，工时消耗大 货流的双向性 货物一般贵重 5、对吊货工属具的要求： 保证货物的完整无损 牢固可靠，工作安全， 但工人操作方便 保证起重机的起重量要得到充分发挥 装卸小件货物应避免多次堆叠,典型系统： 装卸系统的主要工序： 舱内工序 起落舱工序 搬运工序 堆场堆码工序 车辆装卸工序 1、舱内工序：难以实现机械化 原因： 货种、包装复杂 密集堆放 舱口小，甲板小,二、件杂货装卸机械化系统,2、起落舱工序 船舶吊杆方法门座起重机方法,船舶吊杆和门座起重机的对比联合作业方式,3
9、、水平搬运工序： 方式选择：叉车 拖头平车 汽车距离（m） 100-200 200-500 500循环拖带法4、库场堆码作业工序仓库作业的薄弱环节,第三章 集装箱码头装卸工艺,一、概述,1、集装箱运输的优越性 提高装卸效率，减轻劳动强度 减少货损货差，提高货物运输的安全与质量 缩短货物的在途时间，加快车船的周转 节省货物运输的包装，简化理货手续 减少货物运输费用 推动包装的标准化 有利于组织多种运输方式的联合运输 2、集装箱运输发展趋势对码头提出的要求 船舶大型化趋势要求集装箱码头的深水化 挂靠港减少, 干线运输网络扩大趋势要求集装箱码头的一次作业增加,船舶大型化以及集装箱箱体大型化的趋势要求
10、集装箱码头面积的扩大，装卸设备进一步大型化，装卸工艺系统化 大型集装箱码头的基本要求应该是： 1）陆域面积至少60公顷 2）至少3个泊位 3）具有8台集装箱装卸桥 4）年装卸集装箱能力45万TEU以上,集装箱运输系统的柔性化趋势要求集装箱码头应能适应更多箱型的集装箱装卸和搬运,伴随货物运输而增长的运输信息的膨胀要求港口生产信息化船舶大型化趋势要求码头泊位作业的高效化运输周转速度的加快要求港口生产组织的合理化3、集装箱专用码头所应具备的条件 具有一定规模的集装箱运输量,多用途码头具有以下特点： 1）可适用于多种类型的船舶进行装卸； 2）码头可迅速适应集装箱的发展； 3）机械配备较多，但比专用集装
11、箱码头上的专用设备便宜； 4）码头建成后可以尽快发挥应有的能力； 5）露天堆场靠近岸线，仓库在堆场后方； 6）为快速适应货物装卸量的增加，码头应设置预留堆场； 7）码头道路两边设置停车场，以便集装箱公路集疏运。 应有足够的进港航道及港池水深条件 有宽阔的陆域面积和堆场 便利的集装箱集疏运交通通道 配备大型、高效率的集装箱专用机械和设备 拥有现代化的通讯和生产指挥系统 具有现代化的管理手段,1、集装箱的箱型及规格集装箱是一种用于货物搬运的标准容器，分为国际标准集装箱和非标准集装箱,二、集装箱,换算标准箱（简称TEU，Twenty-foot Equivalent Units）。即： 40ft集装箱
12、= 2 TEU 30ft集装箱= 1.5 TEU 20ft集装箱= 1 TEU 10ft集装箱= 0.5 TEU 2、集装箱的种类 干货集装箱（Dry cargo container） 散装集装箱（Bulk container） 冷藏集装箱（Reefer container） 开顶集装箱（Open-top container） 框架集装箱（Plat form based container） 牲畜集装箱（Pen container） 罐式集装箱（Tank container） 汽车集装箱（Car container）,3、集装箱标记 根据ISO790-73，集装箱应在规定的位置上标出以下内容：
13、 第一组标记：箱主代码、顺序号和核对数 1）箱主代码：集装箱所有者的代码，它由4位拉丁字母表示；前3位由箱主自己规定，并向国际集装箱局登记；第4位字母为u，表示海运集装箱代号 2）顺序号：为集装箱编号，按照国家标准（GB1836-85）的规定，用6为阿拉伯数字表示，不足6位，则以0补之。 3）核对数：用于计算机核对箱主号与顺序号记录的正确性。核对号是由箱主号的四位字母与顺序号的六位数字换算而得。,第二组标记：国籍代号、尺寸代号和类型代号 1）国籍代号：用3位拉丁字母表示，说明集装箱的登记国 2）尺寸代号：由2位阿拉伯数字组成，表示集装箱的尺寸大小。 3）类型代号：由2位阿拉伯数字组成，说明集装
14、箱的类型。第三组标记：最大总重和自重 1）最大总重（MAX GROSS）：又称额定重量，是集装箱的自重和最大允许载货量之和。用公斤（kg）和磅（lb）同时标出。 2）自重（TARE）：是集装箱的空箱重量。,三、集装箱吊具,1、集装箱简易起吊方法2、集装箱专用吊具（Spreader） 三种类型：固定式、自动式和组合式： 固定式吊具：只能起吊一种集装箱的吊具； 自动式吊具：通过伸缩臂，改变吊具臂长，起吊不同尺寸集装箱；（下页） 组合式吊具：将起吊不同尺寸的集装箱的吊具组合使用。 双箱吊具：用一个集装箱吊具可同时起吊两个20英尺（甚至两个40英尺）的集装箱的一种专用吊具,四、集装箱装卸、搬运机械化,
15、1、集装箱船装卸机械化 （1）船舶吊杆方式,（2）岸壁式集装箱装卸桥（Ship-to-shore crane），简称集装箱装卸桥或装卸桥,集装箱装卸桥有关参数 起重量： Q= Qt + W 式中： Q岸壁集装箱装卸桥的起重量， t；Qt 额定起重量， t；W吊具重量， t。 起升高度：两部分组成；轨顶面以上的高度(H1)和轨顶面以下的高度(H2),H1 = D + e + t + j + 0.5 d2 - (h0 h1)式中： D集装箱船型深（m）；e舱口围板高度（m）；t舱盖板高度（m）；j甲板上堆放集装箱的高度（m）；0.5装卸作业安全间隙；d2 轻载吃水（m）；h0 码头面标高（m）；h
16、1 高潮位；当考虑船舶向外横倾3o时，高度应增加，于是:X = 0.5Ftan3o 式中：F 甲板上所堆放的集装箱的总宽（m）；,H2 = (h0 - h2) + d1 g - h 式中: h2 - 低水位，若潮差为2.5m，则h0 h2 = 3.9m；d1 - 满载吃水（m）；g - 船底厚度，一般在0.5 1.5m之间，取g = 1.0m；h - 集装箱高度，h = 2.438 m；集装箱装卸桥整个起升高度为: H = H1 + H2 (m)。 外伸距：集装箱装卸桥海侧轨道中心线向外至集装箱吊具铅垂中心线之间的最大水平距离。 内伸距：集装箱装卸桥内侧轨道中心线向内至吊具铅垂中心线之间的最大
17、水平距离。轨距：起重机两条行走轨道中心线之间的水平距离。,2、集装箱堆场作业机械 底盘车、跨运车、堆高机、轮胎式龙门起重机、轨道式龙门起重机以及正面吊等。 底盘车（Chassis）,优点：(l)工艺简单，装卸过程中发生机械故障而影响装卸作业的可能性很小；(2)由于不能重叠堆装，集装箱处于能随时提取的状态中；(3)便于装卸桥实现往复装载式的作业方法；(4)在装卸船舶时，码头上只需要使用场地牵引车，对场地结构的要求低；(5)即使集装箱场的位置离码头前沿很远，也不影响集装箱船的装卸效率；(6)装卸船作业时，码头上不需要有作业人员协助；(7)吊箱次数少，集装箱损坏率低；(8)便于与货主交接，减少交接时
18、的差错。 缺点：(l)全部集装箱都放置在底盘车上，不能堆装，需要巨大的场地面积；(2)需要备有大量的底盘车，初始投资费用极高；(3)内陆运输人直接把车辆拖进场内，发生事故时有时难于明确事故责任；(4)各公司所提供的底盘车混杂在一起，在业务上将产生困难；(5)用装卸桥卸到底盘车上时，都需要对位，装卸桥的作业效率不高。,跨运车 （Straddle carrier）跨运车方式 (Straddle Carrier System)， 又称“麦逊公司方式 （Matson System）,优点：(l)从船上卸箱时，采用“落地”方式接运，无需对位，提高装卸桥效率；(2)集装箱在场地上可重叠堆放，堆放层数最高可
19、三层；(3)跨运车是一种多用途机械，使码头机种单一，调配机械的灵活性较大；(4)在码头每天作业量不平衡时，可根据作业量随时增减机数。 缺点：(l) 价格较贵，采用跨运车进行换装和搬运时可能会提高装卸成本；(2)跨运车采用液压驱动，链条传运，容易损坏，故修理费用高，完好率低；(3)跨运车的轮压比底盘车大，要求较厚的场地垫层；(4)不便于进行“门到门” 。,堆高机用于吞吐量不大的综合性码头上进行集装箱的装卸、堆垛、短距离的搬运和车辆的装卸作业，也有用于大型集装箱码头堆场的辅助作业，它是一种多功能的机械。 要求： 1)起重量应保证能装卸作业所需的各种箱型； 2)起升高度应符合堆垛层数的需要； 3)负
20、荷中心(货叉前壁至货物重心之间的距离)取集装箱宽度的1/2，即1220mm； 4)为适应装卸集装箱的需要，除采用标准货叉外，还应备有顶部起吊的专用吊具； 5)为便于对准箱位，货架应能侧移和左右摆动。,正面吊（Front-handling mobile crane）目前在集装箱码头堆场上得到越来越频繁使用的专用机械。运行方向与作业方向垂直而需要占据较宽的通道，但堆箱层数较高（堆3-4层重箱，或7-9层的空箱），且可以为多排集装箱作业，堆箱场地的利用率较高。设备的灵活性又较强。,轨道式龙门起重机（Rail mounted gantry crane，简称：RMG ）：堆场装卸、搬运和堆垛的专用机械。
21、比轮胎式龙门起重机跨度大，堆垛层数多。最大轨道式龙门吊横向可跨19列集装箱和4条车道，可堆5层高,龙门吊工艺方式的特点：优点： (l)运行时稳定性好，维修费用低，即使初始投资稍大，但装卸成本会降低； (2)箱列间不留通道紧密堆装，场地面积利用率很高； (3)运行方向一致、动作单一，易采用电子计算机控制，实现操作自动化。 缺点： (l)堆层较高，如需取下层箱，要经多次捣载，在操作上带来许多麻烦； (2)配机数量一般固定，不易（能）用机数来调整场地作业量的不平衡； (3)自重较大，且堆装层数多，故场地需要重型铺装； (4)大跨距，由于码头不均匀下沉，可能会产生轨道变形。,混合系统目前世界上有些港口
22、采用了前述工艺方案的混合系统。如：（1）轮胎龙门起重机轨道龙门起重机混合系统；（2）跨运车轮胎龙门起重机混合系统；（3）跨运车轨道龙门起重机混合系统。各种堆场作业方式的比较,3、水平搬运半挂车和全挂车,4、集装箱码头装卸工艺系统在决定采用何种装卸工艺方式时，取决于下列因素：(l)预定年装箱挝的大小；(2)所需土地面积的可能性；(3)集装箱船的装载量和到港频率；(4)投资的可能性；(5)场地上作业效率的高低；(6)集装箱内陆集疏运的方式；(7)集装箱损坏率的高低；(8)装卸机械的维修费用；(9)码头作业的灵活性；(10)实现自动化作业的要求。,目前主要有以下两种方案 装卸桥跨运车工艺方案:又称麦
23、逊公司方式系统优点：1)装卸船接运采用“落地”方式，不需要对位。提高装卸效率，节省时间。2)机动灵活。跨运车流动性较强。3)机种少，适应性强。一种机械可完成多种作业。4)能在场地上将箱子重叠堆垛，一般可堆高2-3层，可节省堆场面积。 系统缺点：由跨运车的缺点所引起。为克服这些缺点，要求码头场地要平整，司机的操作技术要求更高，并且注意加强对跨运车的维护和保养。,装卸桥龙门起重机工艺方案：目前中国主要采用 系统优点：l)单位面积堆存量大。堆箱层数多。2)堆场面积利用率高。跨距内紧密堆垛。3)营运费用低。本系统虽初始投资大，但机械设备的维修管理费用低。4)易于实现自动化控制。便于电子计算机控制。,五
24、、冷冻箱堆存,第四章 干散货码头装卸工艺,一、概述,1、定义：在运输、装卸、保管中呈松散颗粒（或粉末）状的货物。如：煤炭、建材、矿石等 2、特性： 容重 自然坡度角 块度 摩擦系数 冻结性 凝结性 发热、自燃 扬尘 脆弱性 腐蚀性,3、散货运输的特点： 批量大 运输载体大型化 港口：专业化、高效化，堆场存储量大直接换装少,装船 卸车堆场卸船 装车 1、装船方式： 种类定机移船：固定式装船机定机定船：固定式装船机定船移机：移动式装船机 移动与固定的结合：摆动式装船机,二、工艺系统,定机定船：固定式装船机,定船移机：移动式装船机,比较,2、卸船作业环节 抓斗卸船方式：间歇式卸船： 1）普通门机 2
25、）带斗门机 3）装卸桥,抓斗卸船方式的缺点： 1）作无用功较多（抓斗自重、空回） 2）清舱量大 3）随货位下降，效率降低 4）生产效率进一步提高比较困难 5）间歇动作，瞬时效率变化大，给接应设备的选择带来困难连续卸船方式：,连续卸船方式的共同特点： 1）清舱量小 2）效率高 3）粉尘少 4）卸船效率基本上不随货位下降而降低 5）机构比较复杂，可靠性不高，维修量较大 6）对货物块度有要求 7）产品的成熟度还不是很高 自卸船方式： 特点： 1）无清舱量 2）卸船效率高 3）对码头要求低 4）自重大，造价高 5）舱容量损失大，船体容积利用率低 6）回程空驶,3、堆场作业机械化 小型堆场机械作业方式
26、1）移动式皮带机堆料+翻车机取料 2）轮胎吊带抓斗堆料和取料起重机堆场作业系统 1）门机方式 2）装卸桥方式堆料机+坑道皮带机系统 1）堆料机 2）坑道皮带机+存仓,堆取料机系统 1）堆取合一方式：斗轮堆取料机,2）堆取分开方式：堆料机 + 取料机,堆取合一与堆取分开方式的比较：分开 合一不会发生作业干扰（可同时进行） 不能同时作业悬臂皮带机不需要反转 需要反转机械结构简单 结构复杂由于机械数量的增加，投资上升 投资较低堆场有效面积利用率较低 较高作业线较多 较少机械利用不平衡 较平衡机械利用率低 利用率较高,4、车辆作业机械化 散货车型： 1）敞车 2）自卸车卸车作业 1）链斗式卸车机系统 2）螺旋式卸车机系统 3）翻车机系统,螺旋式卸车机系统,螺旋式卸车机系统,翻车机系统,各种卸车方式的比较：,装车作业 1）单斗车 2）起重机抓斗 3）高架存仓,5、工艺系统的构成 系统组合方式 1）散货进口码头：卸船2）散货出口码头：装船3）散货中转码头：,1、粉尘形成 物料下落 风力作用 机械作用 2、粉尘控制的措施 码头位置的选择 绿化 粉尘控制,三、环境保护,
