ТГС с насыпными грузами
Раздел 3. Общие положения.
Лекция 3.2. ТГС с насыпными грузами
Функциональное назначение транспортно-грузовых систем с насыпным грузом
По виду прибытия, наличия хранения, наличия переработки, отправления системы бывают следующих видов.(рис.1, схемы 1..5).
 |
Рис.1
Типичные представители приведенных вариантов:
- Заводы, ТЭЦ, котельные
- промежуточные склады (угль, стройматериалы)
- шахты, разрезы, карьеры
- шахты с обогатительными фабриками
- обогатительные фабрики, первичные переработчики сырья
Варианты схем механизации ПРР с насыпными грузами
По виду груза различают системы (и схемы механизации) для грузов открытого и закрытого хранения.
Кроме этого, системы различаются (рис.2) по
- Способу разгрузки;
- Способу промежуточного хранения;
- Способу доставки на склад;
Рекомендуемые материалы
- Способу хранения на складе;
- Способу отгрузки;
- Объекту назначения отгрузки.
на выбор схемы механизации в основном влияют:
- мощность грузопотока
- интенсивность выполнения работ
- условия хранения груза
 |  |  | |||
 |
 |
 |
 |
 |
Рис.2
Механизация работ на складах насыпных грузов открытого хранения
На открытых складах хранятся насыпные грузы, не изменяющие своих свойств под атмосферным воздействием (уголь, руда, известняк, песок, щебень, гравий и т.п.)
Схемы с разгрузкой самотеком (через люки)
Главное отличие этих схем в том, что груз сначала разгружается в первичные отвалы (с эстакады) или в траншеи (в траншеи – дешевле). Принципиальная схема- приложение X, рисунок 1
Типовой тех. процесс:
- вагон подают на эстакаду
- рабочие на мостках или баграми с земли открывают люки
- разгрузка груза через люки самотеком
- очистка вагона накладным вибратором (возможно рыхление). Возможна окончательная зачистка щетками или воздухом.
- люки закрываются люкозакрывателями
- вагоны убираются
- штабелирование из первичных отвалов в штабели грейферным краном
- загрузка автомобилей из штабеля грейферным краном
- подача на производство из штабеля грейферным краном и конвейером.
Схема с грейферным краном на гусеничном ходу - Рисунок 2
R=12…14 м. (люки открывают баграми, закрывают – на специальной площадке вне эстакады люкозакрывателями). Кран также может быть на железнодорожном ходу или башенным. На кран при необходимости может навешиваться рыхлитель или вибратор
Схема с погрузчиком - Рисунок 3.
Эффективная дальность хода погрузчика – 8…15 м. Так же, как и предыдущая – используется при нерегулярном поступлении грузов.
Схема с козловым краном - Рисунок 4.
Пролёт крана около 16 м. Схема широко распространена и весьма эффективна на станциях со средним грузооборотом и большой номенклатурой поступающих грузов.
Имеются сменные грузозахватные устройства, на блоковой подвеске – специальная обойма с поворотной головкой – для смены грузозахватных устройств и для поворота груза. Насыпные грузы хранятся в основном в первичных отвалах.
Схема с козловым краном - Рисунок 5.
Пролёт крана около 32 м.
Используются при небольшой ёмкости склада. Для выполнения вспомогательных операций применяется самоходный портал с мостками для подхода рабочих, люкозакрыватели, накладные вибраторы для очистки. После очистки вагонов вибратор заменяется на грейфер и перемещают груз на склад, загружают автомобили.
Схема с портальным краном
При большой ёмкости склада, склады могут быть оборудованы портальными кранами (преимущества портальных кранов – наибольший вылет из всех стреловых кранов, наибольшая производительность).
Под порталом крана размещается траншейно-эстакадное приёмное устройство.
Специальный портал со вспомогательным оборудованием может перемещаться по рельсам портального крана.
Схема с мостовым перегружателем
Склады большой ёмкости с устойчивым грузопотоком могут оборудоваться мостовыми перегружателями. Склад-штабель – в пролёте крана.
Высокая эстакада.
Подштабельный конвейер – для подачи на производство. Подача на конвейер – самотёком. Груз должен не слёживаться и не смерзаться. Либо его нужно шевелить бульдозером.
Погрузка в автотранспорт – перегружателем.
Схема с мощным бульдозером
Мостовой перегружатель весьма дорог. Иногда при той же примерно схеме заменяется бульдозером. Для погрузки в автотранспорт используется экскаватор, самоходный грейферный кран или погрузчик
Схема с разгрузкой элеваторным разгрузчиком - Рисунок 6
Разгрузка вагонов элеваторным разгрузчиком С-492.
Не требует специальных устройств для первичного хранения груза
Зачищается вагон.
Зона складирования может быть увеличена за счет сброса плужковым сбрасывателем.
Загрузка автотранспорта – различными погрузочными устройствами.
На производство – подштабельным конвейером.
Схемы с разгрузкой в приёмный бункер
Во всех этих схемах:
Разгрузка – в железобетонный бункер, из которого (обычно при помощи пластинчатого питателя) – на ленточный конвейер для отсыпки в штабель.
Отсыпка штабеля и направление грузов на производство – при помощи ленточного конвейера.
Для механизации вспомогательных операций над бункером монтируются люкозакрыватели, накладной вибратор.
Передвижение вагонов – лебёдкой или другими маневровыми средствами.
Схема с перегрузочным конвейером и кольцевым штабелем - Рисунок 8
При небольшой (до 5000 куб.м) ёмкости склада груз отсыпается в кольцевой штабель. Это делается при помощи поворотного ленточного конвейера длиной 30…50 м, угол поворота – до 170 град.
Подача на производство – при помощи ленточного конвейера, расположенного в подштабельном тоннеле.
Для загрузки автомобилей – грейфер, кран, или экскаватор.
Ёмкость штабеля может быть увеличена за счёт перевалки груза грейферным краном или скреперной установкой. Этим же средством и обратный ход груза (на производство).
Схема с хребтовым штабелем и надштабельным конвейером
применятся при значительной ёмкости склада при укладке в хребтовый штабель высотой 8…10 м при помощи ленточного конвейера с 2-барабанной сбрасывающей тележкой, расположенного на эстакаде.
На автотранспорт – грейферным краном, на производство – подштабельным конвейером.
Для увеличения ёмкости склада возможно также применение бульдозеров или канатных скреперных установок.
Схемы с разгрузкой полувагонов путём опрокидывания. – рисунок 9
(вид разгрузки в приёмный бункер).
При большом и устойчивом грузопотоке (1 млн.т и более), применяется схема с разгрузкой полувагонов путём опрокидывания.
Круговой вагоноопрокидыватель выгружает груз в приёмный бункер, из которого груз при помощи наклонного и распределительного ленточных конвейеров отсыпается в первичный отвал под консолью мостового перегружателя.
Из первичных отвалов груз грейфером перемещается в штабель большой ёмкости, расположенный в пролёте перегружателя.
Из штабеля – обратно – к конвейеру – на производство.
Погрузка в автотранспорт – перегружателем.
(Вместо перегружателя опять же может использоваться бульдозер.)
Разгрузка вычерпыванием
Разгрузка вагонов вычерпыванием (грейфером) в своё время была запрещена из-за значительного повреждения подвижного состава. Однако этот метод используется и по сей день, и весьма распространен.
Он очень дешев (по капитальным затратам).
При этом не нужны никакие вообще устройства, выгрузка может совмещаться с погрузкой в автотранспорт.
Разгрузка может совмещаться в рыхление груза (при достаточно слабой степени смерзания).
Преимущества и недостатки схем открытого хранения
Траншейно-эстакадные схемы:
Преимущества:
- высокая производительность разгрузки (одновременно разгружаются несколько вагонов), т.е. большой погрузочно-разгрузочный фронт
- в первичных отвалах (при большой их высоте) можно хранить много груза без излишней перевалки
Недостатки:
- для подъема на эстакаду требуется длинный участок ж.д. пути. Это дорого и требует много места;
- при поступлении нескольких сортов груза необходимо выделять отдельные участки для их штабелирования – что требует удлинения погрузочно-разгрузочного фронта.
Бункерные схемы:
Преимущества:
- универсальны по виду груза и подвижному составу;
- компактное размещение устройств для механизации;
- разгрузка – на уровне площадки склада;
- применение конвейерного транспорта, характеризующегося высокой производительностью и полной автоматизацией процесса;
Недостатки:
- трудности сооружения подземного бункера и наклонного тоннеля (гидроизоляция);
- необходимы специальные маневровые средства для перестановки вагонов у грузового фронта;
Вычерпывание:
Преимущества:
- совмещение операций выгрузки и складирования в штабель
- не нужно никаких устройств
Недостатки:
- повреждение вагонов
- низкая производительность
- требуется зачистка подвижного состава
Разгрузка элеваторным разгрузчиком недостатков лишена, однако оборудование - сложное.
Вагоноопрокидыватели:
- высокая производительность, все преимущества и недостатки бункерных приемных устройств
- дорого, эффективно лишь при больших и устойчивых грузопотоках.
Бульдозеры и скреперы:
- нельзя применять для грузов, где нельзя менять крупность и хрупких (кокс, щебень)
самотёчная разгрузка:
- может быть ненадежной из за смерзшихся грузов.
Сравнение вариантов ведется по капитальным затратам и себестоимости переработки 1 т груза.
Механизация работ на складах насыпных грузов закрытого хранения
К насыпным грузам закрытого хранения относят грузы, боящиеся атмосферного воздействия (формовочные смеси, цемент, зерно, минеральные удобрения ит.д.)
Средства перевозки
Эти грузы перевозятся по ж.д. в крытых вагонах, в специальном подвижном составе, саморазгружающихся полувагонах. Автотранспорт: бортовые, самосвалы, автоцементовозы, муковозы.
Типы приемных и отпускных устройств:
Зависит от
- характеристики груза
- вида транспорта
- требуемой ёмкости склада
- технологии грузопереработки
типы складов
склады-здания:
- амбарные
- закромные (пролетные)
- шатровые
склады – устройства:
- бункерные
- силосные
амбарный склад - Приложение XI, рисунок 1
Амбарные склады используют для хранения небольших запасов обычно неслеживающихся грузов.
Для разгрузки крытых вагонов в этом случае используется мех. лопата или вагоноразгрузчик.
перегрузка в штабель – передвижными ленточными конвейерами или погрузчиками.
Со склада на безрельсовый транспорт – погрузчиками.
Используются приспособления для зачистки вагонов.
Закромные (пролетные) склады – рисунок 2, 3
В закромных складах могут храниться грузы любых фракций, слеживающиеся или неслеживающиеся. Бывают закромные склады с приемными траншеями и приемным бункером.
Разгрузка – мех. лопатой, другие устройства, расположенные на передвижном мостике (в траншеи), либо на площадке (в бункер)
Передвижение вагонов – маневровой лебедкой
Складирование – мостовым грейферным краном
Отгрузка груза со склада – грейферным краном через отгрузочный бункер, ленточный конвейер.
Погрузка в автотранспорт – грейфером
При разгрузке в приемный бункер, далее – ленточным конвейером – на склад в первичный отвал.
Перегрузка в штабель и обратно – мостовым грейферным краном
Отправка на производство – подштабельным конвейером или грейфером в автотранспорт и далее.
Шатровые склады с бункерным приемным устройством - Рисунок 4.
Разгрузка – при помощи передвижных и стационарных вагоноразгрузчиков.
Имеются вспомогательные устройства для зачистки
Передвижение – маневровыми устройствами
Из приемного бункера наклонным ленточным конвейером подается на надштабельный ленточный конвейер. Этот конвейер для разгрузки использует сбрасывающую тележку, плужковый сбрасыватель, или конвейер – реверсивный челноковый.
На производство груз подается подштабельным конвейером.
Бункерный склад - Рисунок 5.
В бункерных складах хранятся неслеживающиеся грузы мелких фракций, поступающие в крытых, полувагонах, цементовозах, цистернах с пневморазгрузкой.
Для разгрузки применяются различного вида вагоноразгрузчики или пневматические установки.
Для зачистки – зачистные устройства.
Для передвижения вагонов – маневровые средства.
Для складирования применяют ленточные конвейеры, элеваторы, винтовые конвейеры, конвейеры с погружными скребками, пневмоподъемники.
Отгрузка на производство – подбункерным ленточным конвейером.
Бункеры могут быть оборудованы выпуском на безрельсовый внутризаводской транспорт.
Силосный склад - Рисунок 5.
Силосные склады используют для хранения особо чистых и ценных мелких легкосыпучих грузов. Аналогичны бункерным. Подача в силос – элеватором.
Анализ схем закрытого хранения
Различные схемы в разной степени могут обеспечить требуемую пропускную способность и ёмкость.
- амбарного типа – годовой грузопоток – не более 100..120 тыс.т
- шатровый склад с вагоноопрокидывателем может обеспечить грузопоток более 1 миллиона тонн
При проектировании складов необходимо учитывать комплекс технических и экономических показателей, как то:
- стоимость зданий и сооружений
- возможность уменьшения вспомогательных работ
- санитарно-гигиенические условия и охрану окружающей среды
- возможность автоматизации склада
При годовом грузопотоке от 100 до 600 тысяч тонн и 10-суточном запасе груза на складе:
- капитальные затраты на сооружение шатрового склада меньше капитальных затрат по другим вариантам
- при небольшом (100…120 тыс.т) – капитальные затраты по силосному складу примерно равноценны затратам по закромному складу, дальше – затраты по силосному складу резко возрастают, превышая затраты по закромному складу при грузопотоке 600 тыс. т/год более чем в 2 раза.
- С учетом эффективности капитальных вложений (по приведенной себестоимости) преимущество – у шатрового склада.
- До 400 тыс. т закромные и силосные склады примерно равноценны, а выше – рентабельнее закромные.
- Хотя шатровые склады экономически выгоднее, необходимо учитывать ряд дополнительных факторов:
- Для шатровых складов необходимо подгребание из мертвых зон, чего не требуется для силосных
- Санитарно-гигиенические условия , сохранность грузов, охрана окружающей среды, внедрение автоматизации на силосных складах более благоприятны, чем на шатровых.
Погрузка угля в местах добычи. Погрузочные пункты
В местах добычи уголь либо загружают непосредственно в вагоны, либо – с предварительным накоплением. Есть схемы прямой подачи с шахты (разреза) – на производство (шахта Юбилейная - ЗапСиб)
При погрузке с накоплением уголь хранят в бункерах, полубункерах или специальных складах (открытых).
Основной способ погрузки угля – бункерный (70% погрузочных пунктов), безбункерный способ составляет 19%, остальные – комбинированный способ. Подавляющее большинство погрузочных комплексов устарели – морально и физически. Сейчас началось внедрение новых углепогрузочных комплексов (шахта «Кыргайская»).
Выбор погрузочного комплекса зависит от производственных мощностей и категории складируемых углей.
Уголь подвергается самовозгоранию (при температуре 50…70 градусов принимают меры по предотвращению и локализации очагов нагрева). Это влияет на размеры штабелей, размеры бункеров.
Угли и многие руды подвержены дроблению – от сбрасывания со значительной высоты, давления вышележащих слоев. Это также влияет на параметры складов. Например, кокс при измельчении теряет свои свойства (поэтому он укладывается в штабель высотой не более 6 м, сбрасывается с высоты не более 3 м).
Непосредственная погрузка (без складов)
Преимущество этого метода в том, что не требуется складов – не нужно строить, занимать площади, заботиться о невозгорании.
Однако, метод требует непрерывной подачи вагонов под погрузку, во избежание перерыва в работе предприятия, следовательно, необходим запас порожних вагонов, ожидающих погрузки.
Неснижаемое число полувагонов, находящихся на шахтах с непосредственной безбункерной погрузкой:
где Кш=1,1..1,3 (зависит от числа шахт) – учитывает неравномерность работы шахт
Кв=1,1..1,25 – учитывает неравномерность подачи вагонов
Пс – суточная производительность шахты
X – число подач в сутки
Qв – масса груза в полувагоне
Требования к углепогрузочному пункту
Современная технология погрузки угля (руды) имеет свойства:
- непрерывный приём с шахты (обогатительной фабрики, из рудника)
- загрузка разных вагонов при любых их сочетаниях в составе;
- полное использование подвижного состава по грузоподъёмности и вместимости
- реализовать погрузку групп вагонов, части маршрутов, маршруты целиком (крупным потребителям).
Примеры углепогрузочных пунктов
Бункерный пункт – Приложение XII, рисунок 1
Производительность – 600 т/ч и более
Загрузочный распределительный конвейер
Бункеры
Подбункерный ленточный конвейер
Породоотборочный элеватор (для анализа)
Питатели
Погрузочная стрела
Весы
Вагоны перемещает маневровая лебедка или вагонотолкатель.
Открытый (штабельный) склад руды - рисунок 2.
1 - надштабельный конвейер
2 - Сортировка
3 - Бункеры
4 - опоры конвейераСклад-штабель
5 - сбрасывающая тележка
6 - Погрузка – экскаватор.
7 – подвижной состав
Открытый аккумуляторный склад с грейферным мостовым краном - рисунок 3.
Склад АОС-50 000,. разработан УкрНИИПроект.
Конусные части – для временного хранения и погрузки в полувагоны.
Штабельные части – для длительного хранения при задержке отгрузки, заполнения конусных частей.
Вместимость склада – 50 тыс.т
Макс. Высота – 10 м
Производительность – 500 т/ч
Установленнная мощность электродвигателей – 200 кВт
Имеются винтовые спуски – чтобы угль не крошился
Система пневмоимпульсного обрушения
Существует склад для АОС-100 000хранения двух марок угля, вместимостью 100 тыс.т.
Эстакадно-штабельный тоннельный склад - рисунок 4.
Подобный склад действует на ОФ «Коксовая»
1- надштабельная галерея
2- конвейер из шахты
3- консольно-поворотный конвейер
4- штабель
5- разделительная стенка
6- вибропитатели
7- погрузочный конвейер (с переменной высотой сброса)
8- погрузочный бункер
9- выдвижной конвейер
Для аккумуляторных складов могут применяться Рекляймеры (Рисунок 6) с ленточными конвейерами. Склад, оборудованный рекляймерами – рисунок 5.
Рекляймер – погрузочная самоходная машина на рельсовом или гусеничном ходу, у которой имеется ленточный штабелирующий конвейер, позволяющий отсыпать материалы в штабели различной высоты.
При необходимости, с помощью роторного колеса, расположенного на хоботе штабелирующего конвейера, рекляймер может забирать материал из штабеля и подавать на транспортирующие конвейеры.
Производительность рекляймера – 0,2…10 тыс.т
Автоматизированный углепогрузочный пункт – Рисунок 8
1-Конвейер
2-Промежуточная емкость 80 кубометров
3-Качающиеся питатели
4-Перекидной желоб
5-Уплотняющий каток
Производительность – 2 тыс. т в час
Вагоны перемещаются непрерывно со скоростью 0,1 м/с электротягачом на постоянном токе (40 кН)
Загрузка – по объему, с последующим взвешиванием на вагонных весах
Имеется каток для уплотнения угля. К катку предъявляются требования:
Информация в лекции "Макс вебер" поможет Вам.
- совмещен с осью пути
- длина – не более 2,6 м, конусной части – не более 0,53 м, угол конуса не более 25 градусов
- вынуждающая сила – не более 34,3 кН
- частота 24…25 Гц
- не контактировать с вагоном
- не использовать в неисправных вагонах
