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廣州海川機器人丨告訴您自動化立體倉庫的安全如何保障的？ 

原標題：危險廢物自動化立體倉庫設計方案

前言

危險廢物是一類具有毒性、易燃性、腐蝕性、反應性或者感染性等特性，且對生態環境和人類健康可產生嚴重危害的廢物。如不進行有效處置隨意排放，不僅對水、空氣和土壤環境造成嚴重的影響和破壞，還會對人身的安全健康構成直接威脅，尤其是重金屬、高毒類廢物，將造成長期危害。

美國胡克公司20世紀三四十年代曾將廢棄的拉夫運河廢溝谷作為危險廢物傾倒場所，傾倒量約2×104t，幾十年后，由于農廢物的泄漏導致周圍地下水、大氣、土壤受到嚴重污染，一段時間后該地區的癌癥發病率和死亡率都很高。因此，對危險廢物的無害化處理和最終安全處置問題已經引起各級和全社會的高度重視。

在危險廢物處置項目中，危險廢物的儲存管理是非常關鍵的環節。根據hj—危險廢物收集、貯存、運輸技術規范要求，危險廢物產生者和危險廢物經營者應建造專用的危險廢物貯存設施，也可利用原有構筑物改建成危險廢物貯存設施。傳統的危險廢物暫存庫設計存在儲存容積率小、信息化程度偏低、庫存更新不及時、物料流轉滯留、倉儲管理損耗較大、人工操作過多和工作效率低等問題。

相比之下，自動化立體倉庫可以高效利用空間、提高物料調配水平、加強生產和物資的銜接管理、自動化程度高、大幅度提高生產效率同時降低了人力資源成本。我國自動化立體倉庫大多應用于一般工業企業物資存儲，如電力、醫、食品、煙草生產配送、裝修裝飾以及物流等行業。

很多物流企業也將智能化倉庫進行了推廣應用，實現了貨架式儲存的自動化倉儲管理，確保貨物倉庫管理各個環節數據輸入的高效性與準確性，以便及時準確地掌握庫存的真實數據，合理保持和控制庫存。通過科學的編碼，還可對庫存貨物的批次、類別等數據進行高效管理。利用智能化系統的庫位管理功能，更可以及時掌握所有庫存貨物當前所在位置，有利于提高倉庫管理的工作效率。

近兩年，石油化工企業也逐漸引入自動化立體倉庫，并且已有相關行業標準出臺，如sh/t—石油化工自動化立體倉庫設計規范，明確用于存放丙類、丁類和戊類火災危險性物料，并且對自動化立體倉庫的整體設計作出規定。立體倉庫成為了企業物流和生產管理不可或缺的倉儲技術，越來越受到生產和物流企業的重視。

本文將自動化立體倉庫應用于危險廢物倉儲領域，借助項目案例提出危險廢物自動化立體倉庫設計方案和管理要點，并對立體化倉儲倉庫的經濟效益進行評價，為后續危險廢物處理工程和危險廢物轉運站的倉庫設計提供參考。

一、自動化倉庫倉儲設施

1.1入庫及出庫設施

1）射頻識別技術讀寫器：智能貨架上安裝了固定式讀寫器用于倉庫及資產盤點與統計。rfid固定讀寫器對固定區域內的無源標簽進行掃描，并將掃描的數據傳輸到系統計算機中。

2)外形檢測器：用于檢測貨物外形的長、寬、高尺寸，滿足存放要求方可進入貨架。

3)led顯示器：設置于入庫口，主要用于顯示當前立體倉庫的作業狀態。

1.2輸送設備

1)輸送帶：本項目入庫出庫采用的均為滾輪傳送帶，入庫的傳送帶還具有計量稱質量功能。滾輪傳送帶由滾輪、軸承及框架構成，是用于暫存庫房傳送貨物的必要設備。根據傳送物體的外形尺寸選擇滾輪寬度，確定為1.5m，荷載3t。

2)本工程借助穿梭車來完成貨物從輸送線至堆垛機和貨架內部的全自動輸送。暫存庫可為單層設計，結合入庫與出庫同步進行，確定生產節拍，每100個貨位配備1輛穿梭車，考慮連續生產需要，設置備用，穿梭車荷載3t。

1.3貨架

本項目智能倉庫內采用重型插接組合可調式貨架儲存方式，分為8層，底層直接置地；貨架由立柱、橫梁、貨架穿梭車和導軌組成。

單元托盤規格與承載質量：mm×mm×mm（長×寬×高），承載800kg/托，托盤鑲嵌rfid卡。貨物局部側視和單元貨物放大。


1.4其他配套設施

根據hj—、hj/t176—危險廢物集中焚燒處置工程建設技術規范、gb—建筑設計防火規范（版）以及gb—自動噴水滅火系統設計規范等標準的相關要求，設置如下。

1)庫房地面與裙角采用堅固、防滲的材料建造，建筑材料與危險廢物相容。地面與裙角圍建容積不低于容器的儲量或者總儲量的1/5。

2)庫房設置有泄漏液體收集裝置、氣體導出口及氣體凈化裝置。庫房內全室通風風量根據有害物質的濃度按6～8次/h換氣次數計算。同時，對于有消防要求的事故通風場所，換氣次數應≥12次/h。對采用局部通風的設備以軸流風機為主，小體量建筑采用換氣扇，高大廠房選用屋頂風機。排放易燃易爆有害物選用防爆型風機，排放腐蝕性廢氣選用防腐型風機，所有庫房排出的空氣均需要經清潔處理后排放。

3)暫存庫房內設有全天候攝像監視裝置，安全照明設施以及吸氣式感煙探測器，確保庫房的安全運行。

4)本工程自動化立體倉庫采用消火栓系統、自動噴水滅火系統、水炮系統。消火栓系統室外消火栓用水量為45l/s，室內消火栓用水量為25l/s，一次火災延續時間為3h，一次火災消火栓系統用水量為756m³。自動噴水滅火系統設貨架內噴頭，且貨架內置灑水噴頭上方的層間隔板應為實層板，計算用水量為m³；水炮系統設計流量60l/s，一次火災延續時間為1h，計算用水量為216m³；消防用水總量為m³，自動滅火系統可提高倉庫的自防、自救能力，而自動消防炮滅火系統可以遠程控制并且自動搜索火源、對準著火點、自動噴灑水進行滅火，并與自動報警系統聯動。

5)庫房外卸貨區設有復合式洗眼器（洗眼和沖淋），以防工作人員不慎被危廢沾染皮膚，以沖洗方式作為應急措施，隨后再做進一步的處理。

二、自動化倉儲工藝系統設計

以廣東省某固體廢物轉運中心項目為例，項目每年主要收集和儲存的危險廢物為1.2×105t、一般工業固體廢物為3.0×105t，設置有危險廢物倉儲倉庫1座（單層）和一般工業固體廢物倉儲倉庫1座（單層）。其中，危險廢物倉儲倉庫按照自動化立體式倉庫設計，用于存放火災危險性為丙類的危險廢物。轉運中心的平面布置。

2.1自動化立體倉庫設計

倉庫主要有庫房本體、出入庫檢驗系統、滾筒式輸送系統、裝卸裝置、立體貨架及自動控制系統，倉庫內部結構示意。

注：101為排水溝、102為集水坑、103為控制室、104為配電間、105為安全圍欄、106為遮雨罩棚、201為入庫rfid讀取器、202為出庫rfid讀取器、203為入庫外形檢測器、204為出庫外形檢測器、205為led顯示器、301為入庫滾筒輸送線、302為出庫滾筒輸送線、303為出入庫rgv輸送線、304為輸送導軌、305為入庫站臺滾筒輸送線、306為出庫站臺滾筒輸送線、401為堆垛機、402為堆垛機輸送軌道。

自動化立體倉庫內部結構示意（俯視）

1）倉庫為封閉庫房，在非出入庫時段，庫房門須關閉，以便進行間歇式通風除臭和氣體凈化。庫房內須設置排水溝和收集池，用于火災發生時消防廢水的排放或危險廢物泄漏時的收集，安全圍欄設置于入庫輸送系統外圍，未經許可不能隨意進出圍欄；庫房外設置遮雨罩棚，避免雨雪天卸貨時貨物被淋濕。

2)入庫檢測系統采用了基于紅外光電檢測的外形檢測器、貨物rfid讀取器和led顯示屏。

3)滾筒式輸送系統包括滾筒、支架、驅動電機、入庫rgv及其滑行軌道。入庫rgv采用往復直線運動形式在鋼軌道上運輸貨物。

4)裝卸裝置包括巷道堆垛機及軌道。堆垛機為有軌雙立柱堆垛機，配備有水平、垂直電機和貨叉電機，分別控制堆垛機的水平、升降運動和貨叉伸縮，水平導軌和立柱導軌端部均設置有限位器。

5)立體貨架采用穿梭式貨架，穿梭式貨架的外圍貨物存取由堆垛機完成，內部貨物存取由貨架穿梭車配合堆垛車完成。

6)自動控制系統包括連接出入庫檢驗系統的識別模塊、連接輸送系統的控制模塊、連接裝卸裝置的裝卸模塊及連接貨架的存儲模塊。

2.2危險廢物自動化立體倉庫倉儲工藝設計

2.2.1廢物檢驗接收

危險廢物運輸車輛采用具有明顯標識的專用車輛，當運輸車輛進入貯存場后，首先對危險廢物進行化驗、驗收和計量，貨物信息錄入倉庫管理系統后進行貯存，對于高毒廢物應按下列程序進行：①需要設專人負責接收，在驗收前查驗聯單內容及產廢單位公章；②接收負責人對到場的危險廢物進行單貨清點核實；③對危險廢物進行放射性檢查，具有放射性的危險廢物禁止入庫，將其交由專業公司統一進行技術處理；④檢查危險廢物的包裝，同一容器內不能有性質不兼容物質，包裝容器不能出現破損、滲漏，腐蝕性危險廢物必須使用防腐蝕包裝容器，凡不符合危險廢物包裝詳細規定的均視為不合格，需采取相應措施直至合格；⑤分析化驗，進場廢物須取樣檢驗分析報告單據作為儲存的技術依據。

危險廢物運輸車進入卸貨區后，化驗室需對每個單元廢物做成分檢驗，化驗數據需進行提前準備，檢驗人員要將所有送達的貨物數據以電子數據交換（electronicdatainterchange，edi）、ex?cel或者手工錄入的方式導入倉庫管理系統（ware?housemanagementsystem，wms）。每個單元廢物錄入的信息包括廢物的成分、產生廠家、入庫時間、廢物熱值等；這些信息將錄入到單元廢物的rfid卡中。為了支持rfid卡的使用，需要在如下環節進行條碼化規劃與設計：倉庫內所有作業單元的條碼化，包括托盤、周轉箱；作業容器上粘貼固定的流水號標簽；倉庫內貨物庫位的條碼化，按照庫-排-位-層的順序對貨位進行編碼并粘貼條形碼標簽；作業單據和作業指令的條碼化；在入庫清單上打印單據編號和產品編碼的條碼。在各項檢驗、復核均滿足要求后，再對危險廢物進行稱量登記和倉庫儲存，危險廢物的接收工作到此結束。

2.2.2廢物入庫管理

托盤貨物通過出入庫檢驗系統，首先經過固定不動的外形檢測器完成外形檢測，外形尺寸符合要求方可進入庫房，避免庫房存放過程中發生傾倒和泄漏。然后rfid讀寫器將貨物化驗信息及質量信息同步寫入貨物托盤上的rfid標簽，以通信方式將數據傳至倉庫信息管理系統。外形檢測合格的貨物經過傳輸機轉移至入庫rgv滾筒線，倉儲信息管理系統根據存庫規則向rgv和堆垛機下發庫位號，入庫rgv按照無線通信發出的指令，在滑行軌道上直線運動，并停靠到指定巷道對應入庫站臺位置，將單元廢物傳送至入庫站臺滾筒線。

堆垛機接收裝卸控制系統發出的入庫指令后，叉取入庫站臺滾筒線上的托盤貨物，通過滑行軌道停靠在貨架區指定列的位置，堆垛機貨叉將托盤貨物托舉至指定層高，并且將單元廢物放置在貨架的最前端貨位。

貨架穿梭車響應無線通信發出的搬運指令，從貨架最前端裝載托盤貨物后，自動行駛至指定的內部貨位，并且反饋信息到貨架控制模塊，記錄貨位存儲信息。貨架穿梭車通過所述堆垛機在貨架單元間進行轉移。

2.2.3庫房貨物管理

危險廢物應按照不同的化學特性，根據彼此的相容性分區分類貯存。
據gb—危險貨物品名表的分類原則，應當按貯存場地已有倉庫和設備條件，對危險廢物實行分區分庫間隔儲存。危險廢物自動化立體倉庫需要分區或者分庫存放不同屬性、容易發生反應的物料。化學性質不同，接觸能引起燃燒、爆炸，滅火方法不同的化學品不得同庫儲存。性質不穩定，受溫度或外部其他因素影響容易引發燃燒、爆炸等事故的化學品應當單獨另建甲類庫房存放。

2.2.4危險廢物出庫管理

焚燒工段生產人員根據焚燒配伍的需求，選擇需要出庫的廢物種類和質量，系統根據先進先出的原則，優先將先入庫的產品安排出庫。控制系統向穿梭車下達取貨指令。穿梭車接收無線通信系統發出的取貨指令后，從指定單元貨物貨架上取出相應的單元廢物，單元貨物貨架上的貨位顯示為空置，等待下批次廢物。穿梭車將單元貨物交接給巷道堆垛機，巷道堆垛機將其轉送至相應出庫通道輸送設備上，單元廢物經出庫通道掃描所有信息后進入預處理區。

危險廢物入庫、出庫、庫內取貨、運輸、上架采用全自動控制系統，無人工作業。危險廢物倉庫管理系統見圖4。

三、經濟效益分析

相比于危險廢物普通貨架倉庫而言，自動化立體倉庫采用高層立體貨架，提高了倉庫存儲面積和空間利用率；周轉率高，降低資金積壓；物品品種、庫存總量大；自動化程度高，機械操作代替人工操作，大幅節約勞動力；計算機倉庫管理系統更加準確、高效等。表2為用于存儲危險廢物的普通貨架倉庫和自動化立體倉庫經濟指標的對比。

表2普通貨架倉儲和自動化立體倉庫主要經濟指標對比

倉庫占地面積相同的條件下，采用自動立體倉庫的危廢貨物存儲量約是普通倉庫的3～4倍。1a工作時間按330d計，周轉周期為15d，可周轉22次，普通貨架倉庫根據以往經驗估算約有446個貨位，每個貨位2個貨物，4層貨架，單個貨物1.5t，可得年周轉貨物質量為1.177×105t；而自動化立體倉庫有個貨位，8層貨架，可計算出年周轉危廢貨物質量為4.884×105t。此外，自動化立體倉庫的人員投入約為普通倉庫的40%，可以大幅降低倉庫運行中的人員成本。雖然自動化立體倉庫的設備投資較大，但其貨物周轉量大幅提高，可以回本并盈利。

四、結論

1）自動化立體倉庫提高了單位占地面積的庫容量，節省庫房建筑占地面積。

2）采用自動化管理，可以更加靈活地將產廢單位和處理處置單位銜接起來，優化生產調配，提高危廢倉儲運營精細化水平。

3）采用自動化機械設備進行存取貨物，減少操作人員數量，降低了操作人員在危險環境中的暴露風險。

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