摘要：发展散装水泥水路运输是我国的国策，水泥运输由传统的开敞式货舱的散货船运输改为水泥罐装船运输是现代化水路运输的重要改革措施。本文通过对内河散装水泥罐船自卸系统工艺的分析，设计出一套高效、环保的散装水泥罐船自卸系统具有重要意义。

关键词：水泥罐船；正/负压混合输送；金属震動软管

一、前言

水泥用水路运输在世界范围由来已久，我国散装水泥的运输绝大多数仍然使用开敞式货舱的散货船来运输，这类船舶设计简单，造价较低，容易推广。大力发展水泥罐装船，将带来传统水路运输水泥方式的变革，从原来用敞口散货船运输逐渐转变为用罐装水泥船运输，具有重大意义。为提高散装水泥水路运输的能力和配套设备，充分利用我国河流众多的自然资源服务我国的经济建设，最为关键的是研究出高效、环保、经济和适应面广的先进自卸设备。

二、水泥灌装船的优势

目前，我国内河水泥的运输仍然采用开敞式货舱的船舶来运输，但随着经济的发展，人民生活水平的提高，货运量的提升，以及港口机械设备的发展，敞口散货船装运发展，人民生活水平的提高，货运量的提升，以及港口机械设备的发展，这类方式运输有诸多的缺点，只要表现在：

（1）货舱毫无密闭性，水泥满载后仅仅拉上帆布遮挡风雨，在暴风雨天气无法阻止雨水的渗入，造成水泥变质结块；（2）装卸水泥作业极易受到天气的影响，下雨的情况下不能够实施作业严重影响装卸货效率；（3）装卸水泥作业时，会扬起大量的水泥粉尘，PM2.5严重超标，船员及港口作业工人容易患上尘肺病。（4）敞口船通常货舱尺寸较大，水泥在货舱中容易产生滑移，降低了船舶稳性；（5）装卸水泥的过程中，水泥飘落至甲板及其设备上，大量水泥垢给船舶养护及设备使用、维护带来困难，增加了人力成本。

近年来，罐装水泥船悄然兴起，在长江流域和珠江流域率先发展起来，各种新建的及改建的灌装水泥船也逐渐地涌现出来，罐装水泥船的优点显而易见，主要有以下几点：

（1）用水泥罐装载水泥，密闭性很好，船舶在风雨中航行不会有水进入罐体，在江海上的潮湿气候也不会影响到水泥的质量；（2）装卸货不受天气的影响，水泥处于密封的环境进行装卸，不会有雨水渗入，且专用的码头装卸设备齐全，装卸效率极高；（3）装卸作业不会产生粉尘污染，工作人员十分安全，河流和海洋的环境也将得到保护；（4）水泥罐体能有效减少水泥散货滑移现象，对提高船舶稳性很有帮助；（5）水泥装卸后不会对船体及机械造成污染，清洁方便，减少了船员的工作量。

综合以上优点，灌装水泥船会随着社会的发展逐渐取代开敞式货船成为水泥运输的主要工具。

三、水泥罐装船自卸工艺的分析

目前散装水泥的输送设备主要有气力输送设备、链式输送设备、螺旋输送设备等装卸机械系统。由于链式输送设备、螺旋输送设备等系统存在容易磨损、维修保养不方面、水泥残损量较大、输送距离受限等缺点，因此散装水泥的输送大多采用气力式输送设备。

气力输送分正压输送、负压输送、正/负压混合输送三类：

正压输送：要求水泥罐内形成较高的正压，依靠正压气流作用使水泥形成流态，同时把水泥压送到水泥存放库。这类船舶通常要求水泥罐内的气压达到0.4MPa以上，对水泥罐的结构要求较高，造价也较高。

负压输送：通过利用港口码头上的风机通过水泥出口管抽吸罐内的水泥，在水泥罐的出口处形成较低的负压，依靠低压气流使水泥形成流态，同时把水泥压抽吸到水泥存放库。这类船舶具有结构较简单、罐内压力为常压等特点，但是输送距离较短，使用受限。

正/负压混合输送：要求在水泥罐内形成一定的正压，依靠正压气流使水泥形成流态；利用风机通过水泥出口管抽吸罐内的水泥，在水泥罐的出口处形成较低的负压，依靠低压气流使水泥形成流态，同时把水泥压抽吸到水泥存放库。这类船舶具有结构较简单、罐内压力较低（在0.4MPa以下，属于低压容器）、输送距离较远等特点，是散装水泥罐船自卸设备发展的主要方向。

四、水泥罐装船正/负压混合输送方式的设计

正/负压混合输送系统主要由水泥罐、金属震动软管、负压室、水泥-空气分离室、压力调节开关等部分组成。

在该混合输送系统中，水泥罐可以采用低压力容器，压力可以设定为0.2-0.3MPa之间。水泥罐内形成压力，对水泥形成挤压，形成流态，有利于水泥从水泥罐卸货口流出，同时由于水泥罐内压力较低，可以使水泥罐的结构简单、安全可靠。

船用压缩空气分两路，一路供给负压室，另一路供给金属震动软管，压缩空气流经压力调节开关将进气压力调节在0.3-0.4MPa之间。高速流动的压缩空气流过负压室时，在负压室形成真空，在真空的吸力作用下，加速水泥流出，提高卸货效率，节约成本。压缩空气流入金属震动软管时，在空气的驱动力下，金属震动软管来回抖动，有利于水泥形成流态，加速水泥的流出，提高卸货的效率；同时在金属震动软管的抖动下，可以减少水泥罐残留的水泥，减少了水泥罐的清扫工作，节省人力，改善工作环境。

水泥流出负压室后，由风机通过吸管抽吸水泥送至水泥-空气分离室，在分离室中将空气与水泥分离，经分离后的水泥由输送系统送至岸上储料库。

与传统的输送系统相比，上述正/负压混合输送系统在水泥罐的出口处设置了金属震动软管，并且布置负压室，金属震动软管和负压室的采用加速了水泥流态化的形成和流速，提高卸货效率，同时减少了水泥罐内残留的水泥。

五、总结

通过对开敞式货舱的船舶和水泥管装船运输水泥的优缺点的对比，水泥罐装船自卸输送方式的分析与探讨，以及实际使用情况分析，采用正/负压混合输送系统并在水泥罐出口设置金属震动软管和负压室有利于水泥流态化的形成、提高卸货效率、减少了水泥罐内残留的水泥、节约资源和保护环境，具有良好的应用前景。