29-05-2014_19-11-16 / ТОКД

Пневматический транспорт, перемещение в трубах насыпных грузов во взвешенном состоянии в струе воздуха (или другого газа), а также контейнеров под действием перепада давления. Устройства пневматического транспорта бывают нагнетательные, всасывающие и смешанные.

Землеройные машины используются для разработки и перемещения грунта при возведении промышленных и гражданских зданий, в железнодорожном, автодорожном, гидротехническом строительстве, при добыче полезных ископаемых, прокладке подземных коммуникаций и т. п. К землеройным машинам относятся землеройнотранспортные машины (напр., бульдозеры, скреперы, грейдеры) и экскаваторы.

Гидравлический транспорт осуществляет способ перемещения твердых материалов, потоков воды при добыче полезных ископаемых, возведении земляных сооружений и др.

Вибрационный транспорт представляет собой устройства для направленного перемещения сыпучих и кусковых материалов, паст, жидкостей, осуществляемого вибрацией рабочих (грузонесущих) органов вибрационных машин (конвейеров, насосов, питателей, дозаторов, бункеров).

Гравитационный транспорт осуществляет способ транспортирования грузов под действием собственного веса (напр., по наклонному транспортирующему желобу, винтовому спуску, с помощью гравитационного роликового или дискового конвейера). Существует огромное количество специального транспорта.

Транспорт порта предприятия

Перевозка грузов осуществляется универсальными и специальными видами транспорта. Универсальные - это железнодорожный, морской, речной, авиационный, автомобильный. К специальным относят конвейерный, канатно-подвесной, трубопроводный и другие подобные виды транспорта. Специальные виды транспорта обеспечивают высокую интенсивность транспортировки грузов, более низкую себестоимость, лучше, чем универсальные, поддаются автоматизации и, следовательно, требуют меньше рабочей силы. Есть, конечно, и серьезные недостатки: одностороннее направление транспортировки грузов, невозможность использования при работе с другими видами грузов, что может привести к необходимости применения, помимо того или иного специального, также и других видов транспорта. В конечном итоге в различных условиях с учетом конкретных обстоятельств экономические расчеты показывают целесообразность ис-

81

пользования в одних случаях универсальных, в других случаях - специальных видов транспорта.

Нефть и газ по трубопроводам перемещаются сегодня на многие тысячи километров, аммиакопровод Тольятти - порт Южный протянулся на 2500 км. Транспортировка массовых сыпучих грузов эффективно осуществляется специальным транспортом на расстояние порядка 200 км.

Вместе с тем специальные виды транспорта сегодня применяются еще недостаточно. Рассмотрим технические возможности основных видов специального транспорта.

Конвейерный транспорт имеет много положительных качеств, и главное из них - высокая производительность. В морских портах сегодня эксплуатируются многие десятки километров ленточных конвейеров с шириной ленты до 2 м и производительностью до 3000 т/ч. С близкой к этой цифре интенсивностью работают такие специальные перегрузочные машины, как стакеры, реклаймеры, причальные перегрузочные машины, в конструкции которых главными узлами являются ленточные конвейеры. На промышленных предприятиях эксплуатируются конвейеры с шириной ленты до 3-3,3 м, с высокой скоростью движения — до 6-12 м/с, что позволяет достичь поистине невероятной интенсивности - до 40 тыс. т/ч.

Ленточные, а также и другие виды конвейеров, имеют большие преимущества перед другими видами транспорта в системе порт - промышленное предприятие, также потому, что они хорошо вписываются в технологические схемы как морских портов, так и припортовых предприятий. В частности, в портовой практике конвейеры, в первую очередь, ленточные и пластинчатые, широко применяются с конца прошлого - начала текущего века. В довоенный и послевоенный периоды это были наиболее распространенные перегрузочные машины, которые применялись на складских работах и для погрузкивыгрузки морских и речных судов. Сделанные для этой цели конвейерные эстакады уже не сохранились в портах, уступив место более эффективным в этих видах работ машинам, таким, как портальные краны, авто и электропогрузчики и т. д., но на навалочных грузах конвейеры и сегодня — наиболее производительные, экономичные машины. Применяются они в комплексе с другими видами непрерывного транспорта. Например, в Восточном порту технологическая щепа из здания вагоноразгрузки на центральную пересыпную станцию подается двумя ленточными конвейерами производительностью 400 т/ч, а дальше на судно или склад — пневмотранспортом. Со склада на эту

82

же станцию щепа также подается ленточными конвейерами с загрузкой специальными цепными реклаймерами.

Очень важно для связи порта с промышленным предприятием такое положительное качество конвейерного транспорта, как сравнительная легкость преодоления естественных и искусственных преград: рек, автомобильных и железных дорог, холмов, каналов, промышленных сооружений. Конвейеры позволяют транспортировать груз с подъемом до 18 - 20° и более (в зависимости от свойств груза), трасса может иметь изгибы и повороты, правда, в ряде таких случаев не исключены пересыпные и передаточные станции, но все равно удается обеспечить бесперегрузочную доставку грузов из портового склада или непосредственно с причала на склад предприятия или наоборот. Это в свою очередь позволяет добиться максимальной скорости груза

иминимальных расходов.

Внастоящее время для рассматриваемых условий работы системы «порт - промышленное предприятие» наиболее приемлемыми являются ленточные и канатно-ленточные конвейеры. Их основными узлами являются: приводные и натяжные станции, роликоопоры, лента, а для ленточно-канатных конвейеров также тяговые канаты и вместо роликоопор - опорные блоки. Основанием под опоры могут быть легкие металлоконструкции или другие решения, например, так называемые канатные ставы, где канаты играют роль опорных конструкций. В последнем случае часто применяют шарнирно-подвесные, или «гирляндные», роликоопоры, которые позволяют увеличить расстояние между роликоопорами вдвое, до 4 м на грузовой и до 8 на порожней ветви. Это сокращает общее количество опор, общее количество движущихся и вращающихся деталей, а значит, повышает надежность механизма. Связь портовых перегрузочных комплексов непосредственно со складами предприятий припортовой зоны с помощью конвейеров, минуя магистральный универсальный транспорт, - интересное, перспективное дело, которое многократно уже реализовано на практике.

Порт Беринговский на Чукотке получает уголь, основной свой груз, прямо с шахты по ленточному конвейеру общей длиной порядка

10 км.

ВРумынии при строительстве нового порта рядом с портом Констанца грунт для образования его территории поступает по ленточному конвейеру длиной около 40 км из выемок при строительстве судоходного канала Черноводы - Констанца.

ВМарокко рудник фосфатов и порт соединены конвейером производительностью 2000 т/ч общей длиной 98,6 км, по такой же

83

схеме известковый карьер Коти-Симагата в Японии подает свое сырье в порт на расстояние 22,8 км.

Двадцатипятикилометровый ленточный конвейер соединяет угольный разрез и Экибастузскую ГРЭС, на 14 км протянулась трасса конвейера для подачи бурого угля из разреза № 1 на Березовскую ГРЭС.

В США довольно распространены так называемые «майн-маут», т. е. пришахтные ГРЭС, где доставка угля на электростанцию осуществляется, как правило, специальным видом транспорта, чаще всего конвейерным.

Канатно-подвесной транспорт. Главное его преимущество - это малая зависимость от рельефа и от характера застройки территории, по которой проходит трасса канатно-подвесной дороги. Она допускает большие уклоны - до 45 - 50°. Для сравнения - предельный руководящий подъем для железнодорожного транспорта составляет всего ЗО0/^, причем если такие подъемы имеются, то считается, что железная дорога проходит по холмистой или горной области. Автомобильный транспорт допускает подъем до 907оо, гидротранспорт - до 1767оо, конвейерный - до 3207оо (примерно 18°).

Установки подвесного канатного транспорта позволяют в одном пролете перекрывать большие расстояния - свыше 500 м и даже до 2000 м.

К преимуществам канатно-подвесного транспорта относится также его всепогодность, способность бесперебойно работать в условиях гололеда, снежных заносов, плотного тумана и др. Погрузка, транспортировка и выгрузка грузов сравнительно легко поддаются автоматизации, что сокращает эксплуатационные расходы.

Канатные подвесные дороги бывают двух видов: двухканатные и одноканатные, по характеру движения грузонесущих емкостей - вагонеток -с кольцевым и маятниковым движением.

Одноканатные кольцевые дороги имеют небольшую производительность - 30 - 50 т/ч, редко до 100 т/ч, что делает их малопригодными для работы с массовыми навалочными грузами в системе «порт - предприятие». Более высокую производительность имеют дороги с маятниковым движением одной или нескольких тележек, но только на коротком расстоянии, а в этих условиях, как правило, лучше воспользоваться конвейерным транспортом. Двухканатные же дороги с кольцевым движением вагонеток наилучшим образом отвечают требованиям транспортирования грузов на средние и большие расстояния, имея производительность до 1000т/ч.

84

Внашей стране эксплуатируется более тысячи подвесных канатных дорог различных конструкций и назначения, но основные, наиболее нагруженные служат для доставки руды, угля или другого сырья из рудника или разреза на железнодорожную станцию, горнообогатительный комбинат, завод и т. д. Длина их доходит до 20 км, производительность чаще всего до 250 т/ч, но имеются дороги с большей производительностью - до 400 - 450 т/ч. Создана конструкция дорог с большегрузным подвижным составом производительно-

стью 750 - 1000 т/ч.

Из зарубежной практики интересен опыт эксплуатации канатной дороги длиной 96 км в Болидене (Швейцария), по которой руда из рудника подается на железнодорожную станцию. Аналогичные дороги длиной 50 - 75 км работают в Бразилии, Колумбии, Габоне и в других странах.

Гидравлический транспорт служит для перемещения материалов, пребывание которых в воде не изменяет их физико-химических свойств и, как правило, не ухудшает, а порой даже улучшает товарный вид. Это уголь, песок, песчано-гравийная смесь, зола, мел, железорудный концентрат и т. п.

Применение его особенно эффективно тогда, когда гидравлический транспорт является как бы продолжением технологического процесса добычи, переработки или потребления транспортируемого груза.

Вработе многих морских портов и при строительстве гидротехнических сооружений этот вид транспорта применяется давно и широко, особенно при добыче песка и песчано-гравийной смеси, при намыве новых территорий. Большинство морских и речных портов является поставщиками этих местных строительных материалов, добываемых с подводных карьеров с помощью землесосов различного конструктивного исполнения и различной производительности.

Трубопроводы, объекты электроснабжения и автоматики, система водоснабжения, включающая в первую очередь соответствующую насосную станцию. Хотелось бы подчеркнуть, что на гидравлическом транспорте, как правило, все насосные системы имеют 100%- ный резерв для обеспечения устойчивой работы транспортной системы с автоматизированным переключением двигателей с основных на резервные.

Трубопроводы - обычно диаметром от 200 до 500 мм - выполняются из специальных сортов стали, иногда футируются изнутри для уменьшения износа в северных районах прокладываются с теплоизо-

85

ляцией, но, как правило, на поверхности земли, с переходом через препятствия с помощью эстакад, мостовых конструкций.

Опыт различных промышленных ведомств, особенно угольной промышленности и энергетики, позволяет надежно решать вопросы гидравлического транспортирования угля.

Из зарубежного опыта можно назвать крупную гидравлическую транспортную систему для перемещения угля из шахт штата Аризона на электростанции штата Невада (США). Трубопровод диаметром 457 мм имеет общую длину 439 км и проходит вдоль Гранд-Каньона с пересечением знаменитой реки Колорадо, его годовая пропускная способность - 3,5 млн. т. На трассе установлены 4 насосные станции, высотные отметки колеблются от 152 до 1980 м над уровнем моря, что убедительно подтверждает возможность применения гидротранспорта

вусловиях сложного рельефа.

ВАвстралии, также в условиях гористо-лесистой местности, работает трубопровод для гидравлического перемещения железной руды на расстояние 85 км, урановая руда транспортируется таким же образом из рудников на завод в Южной Африке. Новые, смелые проекты гидравлического транспортирования грузов на большие расстояния разработаны и осуществляются в нашей стране, в Польше, Канаде, ФРГ и в ряде других стран.

Основные преимущества гидравлического транспорта следую-

щие:

- достаточно высокая производительность - до 1000 т/ч; - сравнительно большая независимость от рельефа местности.

Угол подъема по трассе трубопровода, особенно при перемещении тяжелых материалов, не превышает 10° (176 %), что уступает конвейерному и подвесному канатному транспорту, но трубопроводный транспорт также легко, а главное с более простыми инженерными решениями преодолевает естественные и искусственные преграды, может быть проложен по дну реки, водоема и даже моря;

- непрерывность транспортного процесса и его независимость от погоды;

- возможность полной автоматизации транспортировки грузов; - отсутствие перегрузок и потерь грузов.

Известны две принципиальные схемы гидравлического транспортирования грузов: прямоточная и с оборотным водоснабжением. При большом расстоянии применяется, как правило, прямоточная система, оборотное водоснабжение в этом случае обходится дорого. В маловодных районах, а также в случае возможности возврата воды в исходную точку самотеком или при небольшом расстоянии переме-

86

щения груза оборотное водоснабжение позволяет значительно уменьшить расход воды, причем из источника пополняется приблизительно 10% от всего расходуемого объема.

Система гидравлического транспорта состоит из следующих основных узлов: устройство для пульпообразования; головная и перекачивающие пульпонасосные станции, устройство для обезвоживания и сушки.

Пневматический контейнерный (капсульный) транспорт – относительно новый способ перемещения грузов в больших объемах. Он, как и другие виды специального транспорта, обеспечивает возможность автоматизации транспортного процесса, достаточно высокую производительность, герметичность и, следовательно, отсутствие запыления, потерь груза.

Появление в народном хозяйстве этого нового вида специального транспорта является заслугой советских ученых, которые в течение многих лет вели настойчивые поиски и исследования в этой области. В итоге в 1971 г. была введена в эксплуатацию установка «Магист- раль-180» на московском заводе «Старт», правда, для внутризаводского перемещения грузов. Но в этом же году в поселке Шулавери вблизи г. Тбилиси вступила в строй первая в мире полностью автоматизированная установка для транспортирования 640 тыс. т инертных стройматериалов в год на расстояние 2,2 км, названная «Лило-1». Следующая установка - «Лило-2» - рассчитана на 2 млн. т инертных стройматериалов в год с дальностью транспортировки 45 км.

Трубопроводный пневмоконтейнерный транспорт бывает как периодического, так и непрерывного действия. Режим работы может быть компрессорным, вакуумным или смешанным. При небольших объемах транспортирования грузов на небольшие расстояния применяются однотрубные установки. Для повышения их пропускной способности на перегонах устанавливают специальные стрелки или разъезды для расхождения порожних и груженых составов, увеличивают фронт погрузки-выгрузки.

Более производительными, безусловно, являются двухтрубные установки непрерывного действия, у которых по одной трубе идут груженые составы, по другой - порожние.

Поезда в пневмоконтейнерном транспорте состоят из пневмодвигателей и пневмоконтейнеров. Последние представляют собой кузов для груза с пятиколесными ходовыми тележками, свободно вращающимися относительно кузова. Кроме того, в установку входят погрузочные и разгрузочные станции, воздуходувные станции, трубопроводы, задвижки и стрелки (в случае устройства разъездов).

87

Работа пневмоконтейнерного транспорта выглядит следующим образом. На станции погрузки имеются загрузочные бункера по числу контейнеров в составе одного поезда. В бункерах с помощью дозаторов уже заранее приготовлен груз в соответствии с емкостью кузова контейнера или его грузоподъемностью. Состав входит в специальную поворотную трубу в кожухе, где с помощью тормозов-захватов фиксируется положение всего состава. Крышки контейнеров автоматически сдвигаются, и контейнеры загружаются через специальные проемы в поворотной трубе.

Станция погрузки является одновременно и камерой приема и запуска пневмопоездов. Если расстояние транспортировки большое, то по ходу могут быть установлены подкачивающие станции. Скорость движения поездов высокая, до 14 м/с.

На станции разгрузки состав принимается на тормоза-захваты, сцепляется с помощью фиксаторов с поворотной трубой. При вращении последней контейнеры поворачиваются на 180° и разгружаются в приемный накопительный бункер.

Выбору вида транспорта должен предшествовать выбор площадки под строительство или реконструкцию портовых мощностей и корреспондирующих с ними промышленных предприятий. Конечно, с точки зрения экономии транспортных расходов лучше всего промышленные предприятия располагать непосредственно у границ порта, связав их — порт и предприятие - воедино технологической схемой транспортировки грузов. Но это не всегда возможно по целому ряду причин, о которых уже говорилось. В этих случаях чаще всего используют магистральные виды транспорта, главным образом, железнодорожный.

Что касается специальных видов транспорта, то по итогам довольно тщательных технико-экономических исследований определились следующие наиболее вероятные области их применения.

1.Конвейерный транспорт, как указывалось ранее, лучше других увязываемый в технологическом плане с портовой механизацией, является наиболее эффективным при перемещении массовых сыпучих грузов при больших грузопотоках (в пределах от 5 до 25 млн. т в год) на расстояние от 15 до 50 км. Расчеты производились в сравнении с железнодорожным транспортом как с выходом на сеть дорог общего пользования, так и без нее. Большие возможности у этого вида транспорта при работе с мешковыми, ящичными и другими подобными грузами.

2.Канатно-подвесной транспорт имеет лучшие показатели по сравнению как с универсальными, так и со специальными видами

88

транспорта при грузопотоке в 3 млн. т на расстояние 8 км (для песка и других грузов, близких к нему по объемной массе). Если же грузопоток уменьшить до 1 млн. т, то дальность транспортировки с сохранением преимущественных экономических показателей увеличивается до 200 км. К сожалению, значительные затраты металла снижают конкурентоспособность канатно-подвесных дорог, но в условиях горной или сильнопересеченной местности он часто бывает единственно приемлемым.

3.Гидравлический транспорт может обеспечить самые высокие экономические показатели при транспортировании угля. Это подтверждается не только расчетами, но и большим многолетним отечественным и зарубежным опытом. При грузопотоке до 5 млн. т эффективность обеспечивается при дальности транспортирования более 200 км, при грузопотоке 25 млн. т - до 25 км. При транспортировании руды, песка и других более тяжелых материалов эти показатели значительно снижаются.

В гидравлическом транспорте стоимость пульповодов достигает 60% общей стоимости установки, а срок службы, например, при работе с песчано-гравийной смесью всего 1,25 года, на чистых илистых грунтах - до 5 лет. Отсюда высокие амортизационные расходы, частая замена этих дорогостоящих элементов транспортной схемы. Выпуск более износостойких и недорогих пульповодов, например, с керамической футеровкой, изготовление специально сконструированных мощных землесосов и углесосов для дальнего транспортирования грузов с напором до 750 м и более, реализация ряда других новшеств, которые сегодня находятся на столах конструкторов и в экспериментальных цехах, дадут новый толчок в развитии гидротранспорта.

4.Трубопроводный пневмоконтейнерный транспорт по большинству технико-экономических показателей уступает универсальным или специальным видам транспорта, в любых конкретных условиях, как правило, можно подобрать другой вид транспорта, превосходящий пневмоконтейнерный.

Окончательный выбор оптимальной транспортной схемы, оптимального вида транспорта - сложная инженерная и экономическая задача, которая должна решаться на единой государственной основе, с учетом полной сопоставимости исходных предпосылок, равной точности стоимостных и натуральных показателей. Выполняя эту работу, вначале необходимо определить возможные виды транспорта, возможные транспортно-технологические системы, тем самым исключить заранее неприемлемые варианты.

89

Далее по каждому сравниваемому варианту производится разработка технологии транспортировки грузов, структуры технических средств, уточняются их технические параметры, стоимость и натуральные показатели, т. е. ведется подготовка для результирующих расчетов, по которым и производится окончательный выбор оптимального варианта.

Основным и решающим критерием сравнительного анализа является необходимая для его реализации величина материальных и трудовых затрат в денежном и натуральном выражениях.

Денежная характеристика каждого варианта складывается из капитальных вложений и эксплуатационных расходов. Как правило, они связаны между собой обратно пропорциональной зависимостью: чем больше требуется капвложений, тем меньше будут эксплуатационные расходы и наоборот. Например, капиталовложения в автоматику позволяют сократить численность обслуживающего персонала, но прямо сопоставлять капиталовложения и эксплуатационные расходы нельзя, они имеют совершенно разную природу.

Для выявления преимуществ того или иного варианта производятся расчеты срока окупаемости дополнительных капиталовложений Т:

где Е - коэффициент сравнительной эффективности капиталовложений;

К1 К2 и Э1 и Э2- соответственно капиталовложения и годовые эксплуатационные расходы по сравниваемым вариантам (при одинаковом объеме работ), причем вариант 1 требует больших капвложений.

По каждому виду транспорта и по каждому ведомству имеются утвержденные нормативные коэффициенты сравнительной эффективности Ен и нормативные сроки окупаемости капитальных вложений Тн. Если полученные расчетные данные ниже нормативных, то новый вариант экономически эффективен и может быть рекомендован для реализации.

Если сравниваемых вариантов три и более, то попарным сравнением можно получить неправильные результаты. В таких случаях рекомендуется расчеты производить сразу с учетом действующих нормативов, для чего формулы (1)или (2) преобразуются следующим образом:

К1 К2 =Тн;(3)

Э2 Э1

К1 К2 = Э2-Э1(4)

Тн

90