Конспект занятия по теме «Технология и организация перегрузки насыпных и навалочных грузов»


Автор: Дьячков Александр ЮрьевичСсылка на страницу с работой: http://nsportal.ru/npo-spo/transportnye-sredstva/library/2015/01/23/statya-tekhnologiya-i-organizatsiya-peregruzkiТема «ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕРЕГРУЗКИ
НАСЫПНЫХ И НАВАЛОЧНЫХ ГРУЗОВ»
Среди массовых грузов наибольший объем составляют перевозки насыпных и навалочных грузов , прежде всего- уголь, щебень, гравий, песок, цемент и т.п.
В портах, через которые проходит значительный объем навалочных грузов организуют специализированные на этих грузах перегрузочные комплексы и грузовые участки. В некоторых промышленных и торговых портах перегружается до 90% названных грузов от их общего грузооборота и эти порты считаются навалочными.
Технология и организация перегрузки навалочных и насыпных грузов существенно отличается от других сухогрузов, требует применения специализированных ПТМ, складов, средств внутрипортового транспорта и др.
Актуальность изучения настоящей темы, посвящаемой технологии и организации перегрузки насыпных и навалочных грузов определяется теми функциями выпускников, которые они выполняют по организации грузовых работ, контролю перегрузочных процессов и их регулированию при морских и речных перевозках, включая перевозки навалочных грузов.
Изучение настоящей темы базируется на знании обучаемыми устройства и применения специализированных судов и ПТМ, предназначенных для перевозок и перегрузки насыпных и навалочных грузов, методики расчета производительности ПТМ и технологической линии, правил перевозок насыпных и навалочных грузов их ранее изученных дисциплин, а также на знании общих вопросов по технологии перегрузочных работ из настоящего раздела дисциплины «Технология и организация перегрузочных работ».В связи со спецификой рассматриваемых грузов, настоящая тема является относительно обособленной и не носит определяющего характера для изучения последующих тем дисциплины.
Изучение темы начинается с вопроса № 1, посвященного технологическим условиям и требованиям, транспортной классификации и характеристике насыпных и навалочных грузов.
Учебные вопросы (основная часть):
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И ТРЕБОВАНИЯ. КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА НАСЫПНЫХ И НАВАЛОЧНЫХ ГРУЗОВ
К навалочным и насыпным грузам относятся разнообразные кусковые, зернистые, порошкообразные и пылевидные грузы, которые транспортируются без упаковки (навалом).
По своим физико-химическим свойствам, условиям перевозки и хранения навалочные и насыпные грузы делятся на две основные группы:
Грузы, не изменяющие своих свойств под влиянием влаги и которые можно перевозить в открытых транспортных средствах, складировать на открытых площадках. Это уголь, руда, инертные минерально-строительные материалы, техническая соль, технологическая щепа и др.
Грузы, изменяющие свои свойства под влиянием влаги и для перевозки которых необходимо использоваться закрытые транспортные средства, а для хранения – крытые склады. Это пищевая поваренная соль, минеральные удобрения, зерно, сахар-сырец, цемент и другие.
В большинстве случаев навалочные и насыпные грузы на морском транспорте и в подавляющем большинстве случаев на речном транспорте перевозятся большими партиями на специализированных судах-навалочниках или в открытых баржах (трюмных и площадках), перегружаются в портах на специализированных причалах с применением высокопроизводительных ПТМ.
Наиболее характерными свойствами грузов являются:
сыпучесть;
угол естественного откоса;
насыпная плотность;
гранулометрический состав;
хрупкость;
самонагревание;
самовозгорание;
влажность;
смерзаемость;
слеживаемость;
спекаемость;
свободообразование при высыпании из бункера;
абразивность;
коррозионное влияние на металлы;
вредность (токсичность).
Все эти свойства надо учитывать при перегрузке навалочных и насыпных грузов и их хранении.
Среди навалочных грузов большую долю составляют угли. На трудность перевозки и перегрузки углей в портах большое влияние оказывают такие их свойства, как смерзаемость хрупкость (нельзя сбрасывать с большой высоты), способность к самонагреванию и самовозгоранию, выделению летучих токсичных веществ.
Морским и речным транспортом перевозится большое количество руд: железная, марганцевая, хромовая, апатитовая, серный колчедан, бокситы и др.
По сравнению с углем руды имеют более высокую прочность, менее подвержены дроблению, поэтому высота сбрасывания руд при перегрузке практически не имеет значения. Исключение – апатитовая руда, отличающаяся большой хрупкостью. Перегрузочные работы с влажными рудами, имеющими мелкие фракции, часто затрудняются из-за их высокой вязкости и налипания на грейфер. Некоторые рудные концентраты подвержены окислению, самопроизвольному нагреванию и возгоранию. Руды, содержащие глину подвергаются слеживанию, что затрудняет опорожнение транспортных средств, вызывает необходимость киркования и рыхления.
Из инертных минерально-строительных материалов навалом перевозят песок, щебень, гравий, бутовый камень, на которые не влияет воздействие внешней среды. Они не подвержены измельчению, поэтому не требуют никаких особых мер по их защите при хранении и перегрузке. Большинство таких грузов перевозятся в каботажном и местном сообщении, то есть на относительно небольшие расстояния.
Технологическая щепа, как легкий груз перегружается в больших количествах грейферами, конвейерными транспортерами, пневмоустановками со специальными рыхлителями, а также гидромеханизацией.
В порту Восточном с 70-х годов ХХ века действует автоматизированный перегрузочный комплекс, оснащенный системой гидронасосов и трубопроводов. Хранится щепа в открытых штабелях и при нормальной влажности, не опасна самовозгоранием.
В больших количествах водным транспортом перевозятся грузы, требующие хранения в крытых складах – минеральные удобрения, сахар-сырец, цемент, концентраты некоторых цветных руд, зерно и др. Они подвержены усадке, уплотнению и слеживаемости. Степень усадки зависит от высоты штабеля и влажности. Навалочные химические грузы отрицательно действуют на металл, активизируют коррозию, могут выделять ядовитые газы и пыль, разъедают одежду и кожаную обувь. Для работы с солями химических удобрений в портах выделяют отдельные участки и причалы. Эти грузы из-за своей агрессивности требуют защиты перегрузочного оборудования (а это удорожает его), вызывают необходимость в специальной зачистке грузовых помещений судов, защиты здоровья рабочих.
Цемент следует оберегать от увлажнения, так как он теряет качество от влаги. Кроме того – это сильно пылящий груз, абразивный, вызывает износ механизмов, особенно их трущихся частей, которые должны хорошо защищаться от цементной пыли и возможно чаще от нее очищаться.
В больших количествах через морские и речные порты проходит пшеница, рожь, ячмень – тяжелое зерно и овес – легкое зерно. Транспортные свойства зерновых грузов можно разделить на физические и биологические.
К физическим свойствам зерновых грузов относятся: сыпучесть, угол естественного откоса, насыпная плотность, способность к усадке, скважистость, сорбционные свойства, теплопроводность, удельная теплоемкость и пылеобразование.
Биологические свойства определяются тем, что зерновой груз состоит из множества живых (в биологическом понимании) объектов – зерен. Их жизнедеятельность проявляется в таких формах, как дыхание и прорастание, при этом возникает обычно процесс самонагревания.
Пыление зерновых грузов затрудняет условия работы рабочих, создает опасность в пожарном отношении, а при большой концентрации зерновая пыль может вызывать взрывы.
В зависимости от свойств навалочные и насыпные грузы могут перевозиться в универсальных или специализированных судах, в открытом или крытом подвижном составе – вагонах, автомобилях, баржах.
При погрузке руды необходимо уделять особое внимание размещению ее в трюмах. Чтобы предотвратить нарушение продольной прочности судна, руду и концентраты следует грузить равномерно, начиная со средних трюмов, одновременно заполняя грузовые помещения судна в носу и в корме. Поочередное заполнение трюмов грузом или поочередная выгрузка из трюмов не допускается. Руда укладывается в трюме в форме усеченной пирамиды с верхним основанием не менее площади люка трюма или твиндека. В носовом трюме основная масса груза должна быть сосредоточена у задней переборки, а в кормовом – у передней так, чтобы к противоположным переборкам спускался возможно более крутой откос загруженной в трюм руды.
По железной дороге уголь и руду перевозят в полувагонах или на специальных саморазгружающихся платформах-думпкарах.
Минеральные удобрения и концентраты некоторых руд часто перевозят в обычных крытых 4-осных вагонах или в хоппер-дозаторах, имеющих пневматическое управление разгрузочными люками и электровибраторы.
Для пылевидных грузов используют обычные крытые вагоны или специальные вагоны-цементовозы с пневматической разгрузкой. Последние имеют виброустройства, используемые для предотвращения налипания груза на стенки вагона.Зерно перевозится в крытых вагонах, в специализированных зерновых вагонах или в хоппер-дозаторах. Все вагоны для зерна должны быть чистыми, обычные крытые вагоны должны быть оборудованы специальными хлебными щитами для закрытия дверных проемов от просыпания груза в процессе перевозки. Для загрузки 4-осные вагоны имеют по 4 люка в крыше, расположенные вдоль осевой линии.
Хранение угля производится на открытых складских площадках. Допустимая высота штабеля зависит от склонности угля к возгоранию и наличия на складе средств механизации для разбрасывания загорающегося штабеля.
Руды и рудные концентраты в портах хранятся на открытых бетонированных или асфальтированных площадках на удалении не менее 120 м от штабелей пылеобразующих грузов (цемента, угля и т.п.).
Хранение грузов, боящихся влаги, осуществляется на узкоспециализированных складах силосного (бункерного) типа (цемент, порошкообразные грузы) или на универсальных складах с раскрывающимися крышами (калийная соль, сахар-сырец). Зерно часто хранится в портах в многоэтажных складах элеваторного типа, либо силосного типа.
Выбор типа склада зависит от характера груза, его свойств, размера и стабильности грузопотока.
Склады с напольным хранением бывают универсальными, то есть без специального оборудования, и специальными механизированными амбарного типа (мехамбары).
При хранении зерна на обычных универсальных складах вдоль стен устанавливаются разборные подпорные стенки из деревянных щитов или из мешков с зерном, которые ограждают стены склада от воздействия на них зерна. Все отверстия склада должны быть тщательно закрыты.
На складах должна вестись борьбы с птицами и грызунами, портящими и загрязняющими зерно, являющимися переносчиками инфекционных заболеваний, а также с насекомыми – хлебными вредителями.
При прохождении через порты импортного зерна выгрузка производится, как правило, по прямым вариантам: «судно – вагон», «судно-автомобиль», судно морское – судно речное» и т.п.Разнообразие физико-химических и транспортных свойств навалочных и насыпных грузов, применение на их перегрузке ПТМ, имеющих широкий диапазон специализации и производительности, обусловленный, прежде всего, объемом грузопереработки и себестоимостью перегрузки, предопределили исключительно большое разнообразие технологических процессов, наиболее характерные из которых будут рассмотрены в следующем вопросе лекции.
2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕРЕГРУЗКИ НАСЫПНЫХ И НАВАЛОЧНЫХ ГРУЗОВ. ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
Технология перегрузочных процессов с насыпными и навалочными грузами в связи с многообразием этих грузов, их свойств и условий перегрузки весьма разнообразна. Она предполагает, как правило, полную механизацию всех перегрузочных технологических операций и наиболее трудоемких вспомогательных работ и их элементов (рыхление груза, киркование, штивка и т.п.), использование высокопроизводительных ПТМ и механизмов (3-6 и более тыс. т/ч), низкую долю ручного труда, меньшее число рабочих, задействуемых в одной технологической линии по сравнению с тарно-штучными грузами, большую степень автоматизации перегрузочных работ, меньшую себестоимость перегрузки 1 т груза.
Напомним, что при перевозках насыпных и навалочных грузов большую роль играет себестоимость их транспортировки и перегрузки, которая при относительно низкой стоимости самих грузов является определяющей при выборе технологических процессов их переработки в портах.
Рассмотрим основные технологические схемы и организацию перегрузки насыпных и навалочных грузов в морских и речных портах.
В портах, не специализирующихся на перегрузке навалочных грузов, где эти грузы перегружаются в небольшом количестве, наибольшее распространение при обработке судов с навалочными грузами получили подъемно-транспортные машины циклического действия. Это портальные краны грузоподъемностью 10 т и более, а также мостовые или козловые перегружатели.
В качестве грузозахватных приспособлений на ПТМ этих типов используются грейферы (чаще всего по конструкции двухканатные, двухчелюстные).
Цикл работы грейфера при погрузке груза на судно состоит из следующих операций:
Опускание раскрытого грейфера над штабелем груза.
Захват груза.
Закрытие грейфера.
Подъем закрытого грейфера.
Раскрытие грейфера на весу и освобождение от груза.
При различных вариантах перегрузки грейфер может захватывать груз непосредственно из штабеля, полувагона (платформы) или трюма.
Если навалочный груз перевозится в крытых вагонах, то для его погрузки-выгрузки часто применяются специальные вагонные ковшовые разгрузчики. Они отличаются малыми габаритами и весьма высокой производительностью.
В отдельных случаях на зачистных работах могут применяться специальные ковши большой емкости, которые наполняются грузом средствами малой механизации, конвейерами и самотеком.
Мостовые или козловые перегружатели для обработки вагонов бывают различной грузоподъемности от 10 до 30 т.
Основой мостового перегружателя является подвижное пролетное строение (мост) на высоких стационарных опорах, по которым проложены рельсовые пути. По мосту передвигается тельферная грузовая тележка с подвешенным на двух канатах грейфером (см. рисунок 1).

Рисунок 1 - Мостовой (тельферный) кран.
Краны на козловых опорах бывают 2-х типов:
а) с подвижным тельферным;
б) с подвижным полноповоротным стреловым краном, передвигающемся по мостовому устройству.
На специализированных ППК по перегрузке навалочных грузов для загрузки-разгрузки крупнотоннажных балкеров и других судов-навалочников (ОВО, нефтерудовозы и др.) используются установки на базе машин непрерывного действия – ленточных или ковшовых конвейеров, или их сочетания с грейферами и бункерными установками, роторными машинами и т.п. (см. рис. 2).
Рисунок 2 – Схема механизации с конвейерными и бункерными установками.
Принципиальная схема таких установок, специализированных на загрузке судов, включает:
- наклонный ленточный конвейер с роторным или ковшовым устройством для разборки штабеля;
- горизонтальный телескопический ленточный конвейер;
- опускная телескопическая труба на подъемной консоли, заканчивающаяся либо насадками для разбрасывания груза по трюму, либо специальной электрической разбрасывающей машиной.
Все эти узлы монтируются на стальном каркасе, который передвигается вдоль причала по рельсам.
Для перегрузки пылевидных и зерновых грузов используются пневмоустановки, которые бывают стационарными, плавучими, передвижными.
При перегрузке навалочных грузов наибольшую сложность представляют трюмные работы, а именно, обработка подпалубных пространств универсальных судов, углерудовозов, других судов «Ло-Ло».
Для выполнения этих работ применяют специальные трюмные машины:
- погрузчики трюмные специальные (ПТС-1, ПТС-2, ПТС-4, ПТС-5);
- погрузчики трюмные бункерные (ПТБ);
- гидрорыхлительные установки;
- малогабаритные бульдозеры трюмные (БМТ);
- трюмные штивочные машины для загрузки навалочных грузов в подпалубное пространство;
- зачистные ковшовые погрузчики (типа «Bobcat»);
- тракторы со скребками и вращающимися щетками и др.
Штивочные машины состоят из опорной плиты и поворотной части с приемным бункером и телескопическим ленточным конвейером с переменным углом наклона. Имеет дистанционное управление. Штивочную машину или ПТС устанавливают краном на груз в центральной части трюма и с ее помощью заполняется подпалубное пространство.
ПТБ применяют для загрузки судов с узкими люками. ПТБ устанавливают на комингс люка при помощи специальной рамы, на которой закреплена поворотная часть с бункером и конвейером.
БМТ могут перемещать груз при ходе вперед и назад, они используются при зачистке трюмов судов-навалочников.
Для разгрузки судов с навалочными грузами применяют другие машины – метательные, разбрасывающие, конвейерные, роторные и ковшовые.
Для разгрузки навалочных грузов из открытого железнодорожного подвижного состава применяются вагоноопрокидыватели.
Весьма распространенными для перегрузки навалочных грузов открытого хранения являются крановые схемы и схемы с мостовыми перегружателями.
При небольшой ширине прикордонных складов используются схемы с одной линией портальных грейферных кранов, а при складах большой емкости – схемы с двумя линиями кранов (см. рисунок 3 а,б).

Рисунок 3а - Схема механизации перегрузки навалочного груза портальным краном
при закрытом складе.

Рисунок 3б - Схема механизации с двумя рядами портальных кранов.
Обычно в тыловой зоне количество кранов меньше, чем в прикордонной, так как они выполняют вспомогательную функцию по переброске груза из оперативного (прикордонного) штабеля в тыловой.Во второй линии могут быть установлены портальные краны того же типа, что и на кордоне или машины другого типа: мостовые перегружатели, роторно-конвейерные машины, козловые краны и т.п.
Вылеты стрелы кранов первой и второй линии должны перекрываться.
Вместо двухрядной крановой схемы может применяться краново-скреперная схема механизации или краново-бульдозерная схема.
Увеличение производительности портального крана при разгрузке судов в вагоны может достигаться, если кран имеет бункер с поворотной насадкой, который закрепляется на портале крана, либо смонтирован на собственном портале. Кран ссыпает груз из грейфера в бункер, а оттуда груз самотеком попадает в вагон.
Время цикла в этом случае сокращается. Груз из бункера с помощью отвального конвейера может подаваться в штабель.

Рисунок 4 - Схема механизации с грейферно-бункерным перегружателем: 1 — грейфер;
2 — приемный бункер; 3 — спускная труба; 4, 5, 7 — конвейеры: прикордонный, наклонный, надсилосный: 6 — ковшовый элеватор; 8 — силосная башня; 9 — силосный питатель; 10 — загрузочные рукава.
При большом грузообороте причала и большой емкости склада применяют однорядные крановые (см. рис. 3а) или краново-мостовые (см. рис. 1) схемы или схемы с мостовыми перегружателями.
Следует отметить, что для крановых схем перегрузка по прямому варианту дает производительность на 25-30% меньше, чем по складскому. Поэтому навалочные грузы открытого хранения, как правило, полностью проходят через склад. Часто процесс перегрузки навалочных грузов автоматизируется, что дает большой эффект.
При больших стабильных грузооборотах навалочных грузов по отправлению применяют специализированные перегрузочные комплексы.
Такие комплексы состоят из следующих элементов (см. рис. 6):
- узел разгрузки вагонов (вагоноопрокидыватель);
- конвейерные линии для подачи груза на склад;
- складской отвалообразователь (стаккер);
- роторная машина для расформирования штабеля (реклаймер);
- конвейеры для подачи груза на причал;
- кордонные перегружатели непрерывного действия (один или два).

Рисунок 5 - Комплекс по перегрузке навалочных грузов (вариант).
Для перегрузки навалочных грузов закрытого хранения применяется крановая схема или установки непрерывного действия.
Так перегрузка калийной соли по варианту вагон-судно портальным краном с ковшом выполняется в следующем порядке:
отвальным конвейером установленной в вагоне машиныМВС-3М (машина вагонная специальная) груз подается в ковш. Затем кран высыпает груз в трюм и снова подает ковш под загрузку.
Совершенно очевидно, что при заполнении ковша кран простаивает, а при высыпании груза в трюм – машина МВС-3М простаивает.
Избежать простоев можно путем организации обработки одним краном двух-трех вагонов одновременно. Однако, это сложно в организационном отношении, особенно при обработке судна двумя-тремя технологическими линиями. Для загрузки вагонов грузом крытого хранения могут применяться специальные бункеры на портале кранов.
Увеличения производительности и лучшего использования машин можно добиться перегрузкой груза грейферным краном через склад с раскрывающейся крышей. В этом случае груз из склада грейфером потального крана подается в трюм судна.
Наиболее совершенной является схема перегрузки навалочных грузов закрытого хранения с применением специализированных конвейерных установок непрерывного действия, пневмоустановок или грейферно-конвейерных установок.
Комплекс включает разгрузочную галерею, перегрузочные станции и линии продольных и поперечных конвейеров (см. рис. 7). Разные комбинации работающих конвейеров и перегрузочных станций позволяет передавать груз из бункеров разгрузочной галереи на судно или в склад.
За последнее время получает распространение перегрузка некоторых навалочных грузов в виде пульпы, то есть в качестве взвеси мелких нерастворимых частиц (например, железной руды).

Рисунок 6 – Комплекс по загрузке судов зерном пневматическим способом.

Рисунок 7 – Комплекс по загрузке зерном ж.д. вагонов.
Во всех случаях перегрузки насыпных и навалочных грузов особое внимание должно уделяться строгому соблюдению ПРАВИЛ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНЫ ТРУДА, которые предусматриваются технологией перевозки и перегрузки и излагаются в:
Правилах перевозок различных категорий насыпных и навалочных грузов,
Т ехнологических картах перегрузки грузов,
Местных правилах портов по вопросам противопожарной безопасности и экологической защиты, излагаемых в Обязательных постановлениях морской администрации портов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В лекции нами были рассмотрены важные вопросы технологических условий и требований, характеристики, технологии перевозки, перегрузки и хранения насыпных и навалочных грузов в портах на специализированных причалах и ППК.
Эти вопросы раскрывают специфику работы с названными грузами, что имеет важное значение в подготовке будущих специалистов по организации перевозок и управлению на морском и речном транспорте к решению практических задач по предназначению.
Необходимо особо внимательно и с большой ответственностью подойти к изучению названных вопросов в связи с тем, что они включены в итоговый экзамен по дисциплине.
В следующей теме предстоит изучение таких важных процессов как:
1. Технологические условия и требования. Классификация и характеристика наливных грузов.
2. Технология перегрузки и хранения наливных грузов. Требования техники безопасности.
Разработал: Преподаватель спецдисциплин А.Ю. Дьячков.
«___» __________________2014г.

Приложенные файлы

  • docx file194
    Размер файла: 1 MB Загрузок: 5