国内外散装水泥中转站的发展及其设计思路

1　技术特点  

中转站在国外散装水泥发展中起着重要作用，其具体特点如下: 
　　

1)以水运方式为主，占总运量的60%以上。所用运输船的能力一般为3000～70000t级。 
　　

2)大量采用固定和移动式负压抽吸机，将水泥从船上直接卸入中转库或散装水泥运输车中。 
　　

3)为降低工程造价、解决港口地耐力差等问题，开发了平房式水泥中转库，如90年代以来，荷兰KOVAKO公司在欧洲建造了40多个万吨级贮量的平房式中转库。 
　　

4)建立水泥配送专用计算机网络系统，可控制出入中转库作业，保证最佳运作模式。 
　　

5)在散装水泥中转站系统中建立预拌混凝土拌合中心，可同时配送水泥和预拌混凝土。 
散装水泥以水运为主，需要在海岸边或码头建散装水泥中转站，与工厂内水泥储库不同，有其自身的特点，具体如下: 
　　

1)中转站一次性储存量比较大 
海上运输船只的运输能力大，必须在规定时间内将船运货物全部卸入中转站，而且大型货轮在码头停靠，所需费用十分昂贵，因此中转站一次性储存量应考虑最佳的卸船及入库能力。 
　　

2)中转站运转时间不定，日中转量不确定 
　　

一般情况下，散装水泥中转站货物的货主是已定的，但其本身作为业主，客户有时难以固定，业主经营自己的库存货物，在卖方与买方之间的联系上不可能不变，这就使得何时中转，中转量多大不太确定。 
　　

3)环保要求高 
由于中转站大都建在海岸或港口，对环保要求高，粉尘排放必须限制在规定的范围内。 

2　经济的设计思路 

　　荷兰KOVAKO公司开发了一套计算机模拟系统，叫做中转站评估模型，可帮助我们经济地设计中转站，下面对此模型做一下分析。 
　　此模型考虑3个相互关联的环节，即海运、卸船和中转站操作。这3个环节的经济费用情况又由多种因素决定。 
　　

1)散装物料运输费用:①海运距离；②运输船的能力；③装船和卸船的时间；④港口费用；⑤燃料费用；⑥船的有效利用率。 
　　

2)卸船费用:①卸船机的费用；②运输船的能力；③设备安装费用；④每年的吨位；⑤投资回收期；⑥劳动力的费用；⑦能源费用；⑧维修费用。 
　　

3)中转站操作费用:①储存库的费用，包括大小和形式；②输送设备的费用；③安装费；④每年的中转量；⑤投资回收期；⑥劳动力、能源费用；⑦土地征用费；⑧当地税。 
　　

在第一个环节，即运输环节中，运输船的能力是最重要的经济因素，它与后两个环节都有直接的联系，需要整体考虑，以确定最经济的组合。在卸船环节中，最经济的方案必须保证卸船机具有较大的卸船能力，这样可降低操作成本，但过大地提高卸船能力，势必增大最初的投资。现将国内外几个港口中转站的卸船能力列于表1。  
 
从表1中可看出，针对运输船能力为3～4万t的中转站，所配备的卸船机的能力一般在800～1000t/h的范围内，可保证在2d左右卸完，加上2d清船仓时间，运输船在4d内就能离港，经过综合经济核算，证明是合理的。 
　　

在中转站操作这一环节中，储存库的大小是决定其投资大小的最重要因素。 
　　

综上所述，几乎所有的费用都与储存能力有直接的关系，设计最经济的中转站，必须仔细考虑这3个环节，并使设备能力匹配，以降低中转站整个使用期的总成本和操作成本。 

3　中转站储存能力的计算 

中转站储存能力的设计很重要，若太大，则浪费投资；反之，船上的物料不能及时卸完，将增加货船码头停靠费用。中转站储存能力公式: 
　　QM=QC-QZ+QH 
式中:QM——最佳储存能力，t(以下同)； 
　　QC——运输船的能力； 
　　QZ——在卸船期间中转站的中转量； 
　　QH——所需缓冲仓的能力。 
3.1　运输船的能力QC 
　　

在决定运输船的大小时，主要考虑海运路线和距离，船上的水泥必须以最经济的速率卸下并储存，因此，船的大小是确定储存能力的一个重要因素。船并不是越大越好，对于年中转量较低，使用期较短的中转站，用小船可能比较经济，尽管运费较高，但中转站的投资较低。 

3.2　卸船期间中转站的中转量QZ 
　　

卸船是很复杂的一道工序，需要考虑多方面的因素，如船上的物料能否在规定的时间内卸完；当储库能力有限时，怎样把多余的水泥中转出去，而且每天的中转量也不是一个确定值。因此在设计中转站时，必须考虑中转站是否有能力接受来船货物。 
　　

卸船需要一定的时间，而在这段时间内，中转站每天都中转一定量的水泥出站，这些水泥不用储存，因此，中转站增加的水泥量是船上的水泥量减去这段时间水泥运出量。 
　　

在某些情况下，卸船期间中转站的中转量不能简单地用平均日产量乘以天数来计算，因为在这段时间内每天的中转量并不是中转站的平均日产量，可能比平均日产量高，这是根据需要来确定的。例如，印度尼西亚某一中转站，年中转能力为400000t，平均日产量是1096t/d，运输船的能力为40000t，而仅有2个10000t的储存库，当水泥运来时，必须确保储库全部清空，而且在卸船的7天里，还必须发送20000t水泥出站，才能保证40000t的船卸完。而中转站有这个能力完成，因为在它的附近有一个大水泥厂(离中转站大约30公里)，可以用散装卡车把多余的水泥运到水泥厂，这样，中转站在卸船期间的日中转量至少是2857t/d，比平均日产量要高，才能满足7d内卸完40000t水泥的要求。 

3.3　所需缓冲仓的储存能力QH 
　　

在中转站设缓冲仓有2个原因，一是海运是无规律的，海运时间(从订货到接到水泥货船的时间)无法确定，对于横渡太平洋的海运，从水泥装船到目的地需要55d，最长的海运时间是70d，这样海运时间相差15d，所需要的缓冲仓的储存能力必须包括这15d的量。二是在海运期间，水泥销售可能比预期的高或低。这样所需的缓冲仓最大的储存能力采用下述公式确定:QH=TL×ZH-TS×ZL 

式中:QH——所需的缓冲仓最大储存能力，t； 
　　TL——最长的海运时间，d； 
　　ZH——中转站最高水泥日中转量，t/d； 
　　TS——最短的海运时间，d； 
　　ZL——中转站最低水泥日中转量，t/d。 
　　

整个中转站储存能力的公式的计算可用位于洛杉矶的CPC水泥中转站进行说明。CPC中转站于1986年建立，年中转能力750000t。有1个70000t的平房库，该中转站从欧洲和亚洲获得水泥，所用船的能力为35000t。由于海运距离长，从订货到水泥货船到港的时间可能在55d到70d之间。假定最大的日中转量高于平均日中转量的7.5%，最低日中转量低于平均日中转量的7.5%。平均日中转量2055t，根据以上公式可计算如下: 
　　ZH=2055(1+7.5%)=2210(t/d) 
　　ZL=2055(1-7.5%)=1900(t/d) 
　　QH=70×2210-55×1900=50200(t) 
　　卸船所需时间为7d，卸船期间水泥的中转量: 
　　QZ=7×1900=13300(t) 
　　储存库最佳的储存能力: 
　　QM=35000-13300+50200=71200(t) 
　　

从以上分析看出，中转站每年的中转量、海运距离和日中转量无规律性以及运输船的能力都是确定水泥中转站储存能力的重要因素。 

4　结论 

　　对于任一散装水泥中转站，必须具有投资省、建设期短、操作成本低、环保要求高，以及它的灵活性和将来可用于其它用途的可能性。中转站储存能力的大小对于一个好的中转站起重要作用。