FA
الف تخلیه کننده کشتی پیچ یک سیستم مکانیکی پیوسته جابجایی مواد فله است که از یک یا چند نوار نقاله پیچ مارپیچ برای استخراج محموله های فله خشک - مانند غلات، سیمان، کود، زغال سنگ و مواد معدنی - از انبار کشتی ها و انتقال آن به سیستم های ذخیره سازی یا حمل و نقل کنار ساحل استفاده می کند. در مقایسه با تخلیه کننده های گیر، تخلیه کننده های کشتی پیچ تحویل می دهند راندمان بالاتر، تلفات محموله کمتر و تولید گرد و غبار به میزان قابل توجهی کمتر است ، آنها را به گزینه ای مطلوب برای پایانه های غلات، تأسیسات واردات سیمان و عملیات بندری حساس به محیط زیست در سراسر جهان تبدیل می کند.
چگونه یک تخلیه کننده کشتی پیچی کار می کند
اصل کار یک تخلیه کننده کشتی پیچی ساده است: یک مارپیچ چرخان (پیچ) در محفظه بار کشتی پایین می آید، جایی که پروازهای آن به مواد حجیم گاز می گیرند و آن را در امتداد محور پیچ به سمت بالا به داخل یک لوله انتقال عمودی فشار می دهند. از آنجا، مواد به یک نوار نقاله تخلیه افقی یا شیبدار روی بوم، سپس به نوار نقاله کنار ساحل یا به کامیون ها و سطل های ذخیره سازی منتقل می شود.
زنجیره کامل مکانیکی معمولاً از این مسیر پیروی می کند:
- پیچ ورودی (در حالت نگهدارنده): یک یا چند پیچ ورودی افقی یا شیبدار در پایین دستگاه، مواد را از کف نگهدارنده به سمت پایه پیچ عمودی جارو می کند. اینها برای دستیابی به باقیمانده نگهداری کم حیاتی هستند.
- نوار نقاله پیچ عمودی (رایزر): جزء اصلی - یک پیچ مارپیچ با قطر بزرگ که در داخل یک لوله مهر و موم قرار گرفته است که مواد را از سطح نگهدارنده به سطح بوم می برد. قطر پیچ عمودی معمولی بین 400 میلی متر تا 800 میلی متر است.
- نوار نقاله بوم: الف belt or enclosed screw conveyor on the boom transfers material horizontally to the discharge point above the quay.
- تخلیه به ساحل: بسته به طرح ترمینال، مواد روی تسمه نقاله اسکله، داخل قیف ها یا مستقیماً به کامیون ها می ریزند.
کل مجموعه پیچ عمودی بر روی یک بوم لوفینگ نصب شده است که می تواند بلند شود، پایین بیاید و بچرخد (به صورت افقی بچرخد) تا به موقعیت های مختلف در انبار کشتی برسد. بیشتر واحدهای مدرن نیز تلسکوپ می کنند - لوله پیچ به سمت پایین کشیده می شود تا با پیشرفت تخلیه بار با سطح بار در حال سقوط همگام شود.
سیستم های درایو و قدرت
تخلیه کننده های کشتی پیچی تقریباً در تمام تاسیسات مدرن به صورت الکتریکی کار می کنند. پیچ عمودی توسط یک موتور الکتریکی با گشتاور بالا در بالای لوله رایزر، معمولاً از طریق یک جعبه دنده به حرکت در می آید. پیچ های ورودی از موتورهای محرک جداگانه استفاده می کنند که امکان کنترل سرعت مستقل از پیچ عمودی را فراهم می کند. مجموع توان نصب شده برای یک واحد سایز متوسط با ظرفیت 500 تن در ساعت معمولاً در محدوده متفاوتی قرار دارد 250 کیلو وات تا 450 کیلو وات ، در حالی که واحدهای بزرگ با ظرفیت بالا (1000 تن در ساعت و بالاتر) ممکن است به 600-900 کیلووات برق نصب شده نیاز داشته باشند.
انواع تخلیه کننده کشتی پیچی
چندین پیکربندی متمایز برای مطابقت با طرح بندی بندر، انواع محموله و اندازه کشتی پدید آمده است. انتخاب نوع مناسب به هندسه اسکله، تیر کشتی، مشخصات محموله و ظرفیت مورد نیاز بستگی دارد.
| تایپ کنید | ساختار | ظرفیت معمولی | بهترین برنامه |
|---|---|---|---|
| پورتال / راه آهن سوار | سفر در ریل اسکله؛ قاب پورتال روی نوار نقاله اسکله قرار دارد | 200 - 1500 تن در ساعت | پایانه های اختصاصی غلات، کود یا سیمان با نوار نقاله های اسکله ثابت |
| پایه / پایه ثابت | ثابت به سازه اسکله. بوم slews و luffs فقط | 100 تا 600 تن در ساعت | پایانه های کوچکتر با طول اسکله محدود. واردات سیمان |
| کشتی / سوار بر کشتی | نصب شده روی خود کشتی (کشتی های خود تخلیه) | 500 - 2000 تن در ساعت | باربرهای فله خود تخلیه; سرمایه گذاری تجهیزات بندری را کاهش می دهد |
| شناور / بارج سوار | نصب شده بر روی یک پانتون یا بارج؛ وابسته به اسکله نیست | 200 تا 800 تن در ساعت | الفnchorage or roadstead operations; ports without fixed quay infrastructure |
| نوع بوم تلسکوپی | طول بوم برای رسیدن به تیر کشتی تنظیم می شود. لوله پیچ به صورت عمودی گسترش می یابد | 300 - 1200 تن در ساعت | بندرهایی که طیف وسیعی از اندازه کشتی را جابجا می کنند (Handysize to Panamax) |
نوع پورتال ریلی: رایج ترین پیکربندی
تخلیه کننده کشتی پورتال اسکرو سوار بر ریل، کارگاه پایانه های عمده فله است. این کشتی در امتداد ریلهای اسکله حرکت میکند و به یک ماشین اجازه میدهد تا چندین دریچه کشتی را بهطور متوالی بدون نیاز به تغییر اسکله، سرویس دهد. طراحی قاب پورتال باعث می شود که تسمه نقاله اسکله در زیر دستگاه قابل دسترسی باشد و حمل و نقل مداوم از کنار ساحل را در حین تخلیه بار فراهم می کند. ماشین آلات این نوع از سازندگانی مانند NEUERO، Bühler، و Cargotec (سیورتل) به طور منظم به ظرفیت های رتبه بندی شده 600-1000 تن در ساعت در خدمات غلات و کود دست می یابند.
نوع Siwertell (پیچ محصور): استاندارد بدون گرد و غبار
طرح Siwertell که توسط Cargotec توسعه یافته است، از یک زنجیره نوار نقاله پیچی کاملاً بسته از ورودی نگهدارنده تا نقطه تخلیه ساحل استفاده می کند. هیچ ماده ای در هیچ مرحله ای در معرض جو قرار نمی گیرد، و آن را به انتخاب غالبی تبدیل می کند که در آن انتشار گرد و غبار باید نزدیک به صفر باشد - پایانه های سیمان، واردات مالت و غلات در بنادر شهری، و تاسیسات نزدیک به مناطق مسکونی. واحدهای Siwertell در بیش از 600 تاسیسات در سراسر جهان در حال بهره برداری هستند که برخی از ظرفیت های جابجایی زغال سنگ و غلات بیش از 1500 تن در ساعت است.
مشخصات کلیدی عملکرد برای ارزیابی
هنگام تعیین یا مقایسه تخلیهکنندههای کشتی پیچ، پارامترهای زیر عملکرد واقعی و هزینه کل مالکیت را با دقت بیشتری نسبت به ارقام ظرفیت عنوان به تنهایی تعریف میکنند.
| پارامتر | محدوده معمولی | چرا اهمیت دارد |
|---|---|---|
| ظرفیت نامی (t/h) | 100 تا 2000 تن در ساعت | زمان گردش کشتی را تعیین می کند. باید با اهداف خروجی ترمینال مطابقت داشته باشد |
| قطر پیچ عمودی | 400 - 800 میلی متر | قطر بزرگتر ظرفیت را افزایش می دهد و خطر انسداد را برای مواد درشت کاهش می دهد |
| حداکثر اندازه کشتی (DWT) | 5000 – 100000 DWT | برد بوم و برد تلسکوپی باید پرتو کامل کشتی و عمق نگهداری را پوشش دهد |
| باقیمانده نگهداری (% از محموله) | 0.1٪ - 0.5٪ | باقیمانده کمتر باعث کاهش تلفات بار و زمان تمیز کردن بین سفرها می شود |
| سرعت چرخش پیچ | 50-200 دور در دقیقه | RPM بالاتر، توان عملیاتی را افزایش می دهد، اما نرخ سایش را در پروازهای پیچی و آسترها افزایش می دهد |
| سطح انتشار گرد و غبار | <1 mg/m³ (محصور) تا <10 mg/m³ (نیمه بسته) | برای مجوزهای زیست محیطی حیاتی است. طرح های بسته در بسیاری از حوزه های قضایی اجباری است |
| مصرف انرژی خاص | 0.3 - 0.8 کیلووات ساعت در تن | به طور مستقیم بر هزینه عملیاتی تأثیر می گذارد. مقادیر کمتر نشان دهنده راندمان مکانیکی بالاتر است |
| محدوده چرخشی | ± 90 درجه تا 270 ± درجه | چرخش گسترده تر به دستگاه اجازه می دهد تا موقعیت های دریچه بیشتری را بدون حرکت پوشش دهد |
| الفvailability / uptime | 85٪ - 97٪ | در دسترس بودن بالا بستگی به نظارت بر سایش پرواز پیچ و فواصل نگهداری برنامه ریزی شده دارد |
باقیمانده نگه دارید: متریک نادیده گرفته شده
در حالی که ظرفیت رتبه بندی شده بیشترین توجه را در تدارکات به خود جلب می کند، باقی مانده را نگه دارید - درصد محموله باقی مانده در انبار که باید با دست یا تجهیزات کمکی برداشته شود - تأثیر زیادی بر هزینه کل تخلیه دارد. ماشینی که 50000 تن محموله های پاناماکس را با 0.5 درصد باقیمانده جارو می کند، 250 تن در هر کشتی را به صورت دستی جارو می کند و چندین ساعت کار و تأخیر در هر سفر اضافه می کند. بهترین تخلیهکنندههای پیچ مدرن با پیچهای ورودی طولانیتر، باقیماندههای کمتر از 0.15 درصد را به دست میآورند، که باعث صرفهجویی قابل توجهی در هزینههای کار و چرخش بیش از هزاران تماس سالانه کشتی میشود.
موادی که توسط تخلیه کننده های کشتی پیچی اداره می شوند
نوار نقاله های پیچ در طیف گسترده ای از کالاهای فله خشک موثر هستند، اما ویژگی های مواد - به ویژه چگالی حجمی، سایندگی، رطوبت، و جریان پذیری - به طور قابل توجهی بر طراحی پیچ، مواد پوشش و فواصل نگهداری تأثیر می گذارد.
| کالا | چگالی حجمی (t/m³) | چالش کلیدی | در نظر گرفتن طراحی |
|---|---|---|---|
| گندم / ذرت / سویا | 0.72 - 0.82 | شکستگی دانه در اثر سرعت بیش از حد پیچ | RPM کنترل شده؛ هندسه دریافت ملایم؛ آسترهای مخصوص مواد غذایی |
| سیمان (کلینکر) | 1.2 - 1.5 | سایندگی بالا؛ تولید گرد و غبار؛ حساسیت به رطوبت | پروازهای پیچ سخت شده؛ سیستم کاملا بسته؛ تصفیه هوای بدون رطوبت |
| کود (اوره، DAP، AN) | 0.75 - 1.0 | کیک هیگروسکوپیک؛ خورنده به فولاد | پروازهای فولادی ضد زنگ یا پوشش داده شده؛ تزریق هوای خشک کردن؛ طراحی پاکسازی سریع |
| زغال سنگ | 0.8 - 0.95 | الفbrasive; dust explosion risk | آسترهای مقاوم در برابر سایش؛ گزینه تصفیه گاز بی اثر؛ درایوهای دارای رتبه ATEX |
| پتاس / نمک های معدنی | 1.0 - 1.3 | بسیار ساینده؛ خورنده | پروازهای پیچ با نوک کاربید تنگستن. سطوح تماس 316L ضد زنگ |
| مالت / جو | 0.55 - 0.65 | چگالی کم؛ هسته های شکننده؛ ایمنی مواد غذایی | کاهش دور در دقیقه؛ سطوح داخلی صاف؛ مواد سازگار با NSF |
| کنجاله سویا / آرد ماهی | 0.55 - 0.70 | چسبنده؛ مهار بو؛ خطر آفت | سطوح با قابلیت تمیز کردن آسان؛ سیستم محصور؛ دریچه های بازرسی مهر و موم شده |
چرا ساییدگی هزینه نگهداری را بیش از هر چیز دیگری افزایش می دهد؟
سیمان کلینکر، پتاس، و زغال سنگ پرتقاضاترین کالاها برای سایش پرواز پیچ هستند. پروازهای فولادی ملایم محافظت نشده با کلینکر سیمان ممکن است پس از 8000 تا 12000 ساعت کار نیاز به تعویض داشته باشند. در مقابل، پروازهای مارپیچ با روکش Ni-Hard یا کاربید تنگستن میتوانند عمر مفید را تا 30000 تا 50000 ساعت بر روی همان مواد افزایش دهند و به طور چشمگیری هم زمان تعمیر و هم هزینه طول عمر را کاهش دهند. مشخص کردن محافظت از سایش صحیح در زمان خرید - به جای تعمیرات بعدی - به طور مداوم مقرون به صرفه تر است.
پیچ کشتی تخلیه در مقابل سایر روش های تخلیه فله
| تکنولوژی | محدوده ظرفیت | کنترل گرد و غبار | از دست دادن محموله | بهترین برای | محدودیت ها |
|---|---|---|---|---|---|
| Screw تخلیه کننده کشتی | 100 تا 2000 تن در ساعت | عالی (محصول شده) | بسیار کم (<0.2%) | غلات، سیمان، کود، زغال سنگ | برای مواد بسیار درشت یا توده ای کمتر موثر است |
| Grab / Crane Unloader | 200 - 2000 تن در ساعت | ضعیف - متوسط | بالا (0.5٪ - 2٪) | زغال سنگ, iron ore, scrap metal | گرد و غبار زیاد؛ ریختن; پاکسازی آهسته؛ باقی مانده بالا |
| تخلیه کننده پنوماتیک | 50 تا 400 تن در ساعت | خوب (محصور شده) | خیلی کم | غلات، آرد، گلوله | مصرف انرژی بالا (2-3× پیچ)؛ کند برای کشتی های بزرگ |
| سطل تخلیه آسانسور | 300 - 1500 تن در ساعت | متوسط - خوب | کم – متوسط | غلات، زغال سنگ، مواد معدنی | سیستم مکانیکی پیچیده؛ تعمیر و نگهداری بالا در سطل / زنجیر |
| کمربند خود تخلیه | 1000 - 5000 تن در ساعت | متوسط | کم | زغال سنگ, aggregate, iron ore (large volumes) | نیاز به کشتی خود تخلیه مخصوص ساخته شده است. هزینه سرمایه بالا |
مزایای تعیین کننده تخلیه کننده کشتی پیچی نسبت به جرثقیل های گیره کنترل گرد و غبار و بازیابی محموله است. در یک پایانه غلات که سالانه 300 بار کشتی با محموله متوسط 30000 تن جابهجا میشود، که نشت و پسماند را از 1.0% (گرفتن) به 0.2% (تخلیهکننده پیچ) کاهش میدهد، سالانه تقریباً 2400 تن اضافی محموله قابل فروش را بازیابی میکند - یک درآمد مستقیم از هزینه سیستمی که معمولاً پرداخت میشود. سال
در برابر تخلیه کننده های پنوماتیکی، سیستم های پیچی در بهره وری انرژی پیروز می شوند. یک سیستم پنوماتیکی که با سرعت 200 تن در ساعت کار میکند ممکن است 1.5 تا 2.5 کیلووات ساعت در تن مصرف کند، در حالی که یک سیستم پیچی معادل 0.3 تا 0.5 کیلووات ساعت در تن مصرف میکند - 4 برابر تا 6 برابر صرفهجویی در مصرف انرژی که مستقیماً به هزینه عملیاتی کمتر به ازای هر تن حملشده ترجمه میشود.
ملاحظات نصب، راه اندازی و نگهداری
الزامات اسکله و فونداسیون
تخلیه کننده های کشتی پیچی سوار بر ریل بارهای ساختاری قابل توجهی را بر اسکله تحمیل می کنند. یک دستگاه 600 تن در ساعت کاملاً مجهز با بوم تلسکوپی معمولاً دارای وزنی معادل 150 تا 280 تن . طراحی اسکله باید بار چرخ ها، بارهای باد (معمولاً برای شرایط طوفان 12 بوفور در موقعیت پارک شده طراحی می شود) و بارگذاری لرزه ای در صورت لزوم در نظر گرفته شود. گیج ریل برای واحدهای پورتال بزرگ معمولاً از 10 متر تا 16 متر متغیر است. هر پروژه توسعه پایانه یا ساخت و ساز جدید باید مهندسان سازه را برای بررسی ظرفیت بار اسکله قبل از تعیین پیکربندی ماشین درگیر کند.
مانیتورینگ سایش پرواز پیچ
تخلیهکنندههای کشتیهای پیچدار مدرن بهطور فزایندهای از سیستمهای نظارت بر سایش استفاده میکنند - سنسورهای اندازهگیری ضخامت مافوق صوت تعبیهشده در نوک پرواز پیچ یا در امتداد پوشش لوله نقاله - که دادههای سایش بلادرنگ را به سیستم کنترل گزارش میدهند. این به تیم های تعمیر و نگهداری اجازه می دهد تا جایگزینی پرواز را بر اساس شرایط واقعی به جای فواصل زمانی ثابت برنامه ریزی کنند و خرابی های غیرمنتظره را تا 40 درصد در مطالعات موردی مستند از ترمینال های سیمانی در شمال اروپا کاهش می دهد.
فواصل تعمیر و نگهداری معمول
- روزانه: بازرسی بصری وضعیت پرواز پیچ، بررسی روغن کاری بلبرینگ های پیچ بالایی و پایینی، بازرسی سیستم های آب بندی روی پیچ های ورودی
- هفتگی: بررسی سطح روغن گیربکس، بازرسی ریل مسافرتی و فلنج چرخ، ارزیابی وضعیت طناب سیم بالابر بوم
- ماهانه: روغن کاری کامل تمامی بلبرینگ های حلقه چرخشی، بازرسی سایش لاینر لوله پیچ، بازرسی تابلو برق
- الفnnual: بازرسی ابعادی پرواز کامل پیچ، تعویض روغن گیربکس، بازرسی ترک ساختاری بر اساس تحلیل خستگی سازنده، تست غیر مخرب (NDT) جوش های ساختاری بحرانی
عمر سرویس معمولی
یک تخلیه کننده کشتی پیچی که به خوبی نگهداری می شود در پایانه غلات یا کود می تواند عمر مفیدی داشته باشد. 25-35 سال برای اجزای ساختاری اولیه (قاب پورتال، سازه بوم، بوژهای مسافرتی). اسکرو پروازها و لاینرهای سایش اقلام مصرفی هستند که در یک چرخه 3 تا 7 ساله بسته به سایندگی مواد جایگزین می شوند. موتورهای محرک و گیربکس معمولاً نیاز به تعمیر اساسی یا تعویض در فواصل 15 تا 20 ساله دارند. این عمر طولانی باعث می شود که هزینه سرمایه اولیه - معمولاً 3 تا 12 میلیون دلار برای یک واحد نصب شده روی ریل متوسط تا بزرگ - بر اساس هر تن دسته در طول عمر دستگاه قابل توجیه باشد.
تولید کنندگان پیشرو و تاسیسات قابل توجه
| سازنده | نام تجاری / خط تولید | نصب قابل توجه | ظرفیت |
|---|---|---|---|
| کارگوتک (فنلاند) | Siwertell | پایانه غلات COFCO، تیانجین، چین | 2 × 1000 تن در ساعت (گندم) |
| NEUERO (آلمان) | NEUERO Portquip | ترمینال غلات بندر هامبورگ | 600 تن در ساعت (دانه) |
| گروه بولر (سوئیس) | PORTALINK / SICON | پایانه های غلات متعدد در برزیل و اروپا | 300 - 800 تن در ساعت |
| ون آلست (هلند) | سری خالی کننده پیچ | ترمینال سیمان روتردام | 400 تن در ساعت (سیمان) |
| گروه BEUMER (آلمان) | Ship Unloader | ترمینال کود، جورف لاسفر، مراکش | 500 تن در ساعت (DAP/اوره) |
| Metso Outotec (فنلاند) | سیستم های حمل و نقل فله | پایانه های معدنی، آسیای جنوب شرقی | تا 1200 تن در ساعت |
سیستم پیچ محصور Siwertell دارای بزرگترین پایه جهانی نصب شده برای کاربردهای حساس به محیط زیست است، با بیش از 600 واحد در حال کار در پایانه های غلات، سیمان و زغال سنگ در هر قاره. ماشینهای NEUERO بهویژه در پایانههای غلات اروپایی رایج هستند، جایی که طراحی مدولار آنها لجستیک قطعات یدکی را در میان اپراتورهای پایانه متعدد ساده میکند. برای بالاترین ظرفیت مورد نیاز - تخلیه زغال سنگ فله و مواد معدنی بالای 1500 تن در ساعت - برخی از اپراتورها تخلیه کننده های پیچی را برای جارو کردن کف نگهدارنده با سیستم های آسانسور سطلی برای بالابر عمودی اصلی ترکیب می کنند و به کنترل گرد و غبار ورودی پیچ با توان بالای یک سیستم سطلی دست می یابند.
انتخاب صحیح Screw Ship Unloader: Decision Checklist
- ترکیب بار خود را تعریف کنید: الف machine optimized for grain at 0.75 t/m³ bulk density will be undersized in terms of motor torque if you later add cement clinker at 1.4 t/m³. Specify the full range of commodities upfront.
- محدوده اندازه کشتی را تأیید کنید: حداکثر پرتو، عمق نگهدارنده و ابعاد دهانه دریچه برای بزرگترین کشتی مورد انتظار در اسکله باید در برابر مشخصات دسترسی بوم و ضربه تلسکوپی تأیید شود.
- تنظیم الزامات انتشار گرد و غبار: قبل از مشخص کردن طرح باز و بسته، مقررات محیطی محلی را بررسی کنید. اکنون بسیاری از بنادر در اتحادیه اروپا، آمریکای شمالی و آسیای شهری کمتر از 5 میلی گرم در متر مکعب انتشار گرد و غبار را اجباری می کنند که به سیستم های پیچی کاملاً بسته نیاز دارد.
- ارزیابی ظرفیت بار اسکله: یک مهندس سازه را استخدام کنید تا تأیید کند که اسکله موجود می تواند وزن خود و بارهای دینامیکی دستگاه را قبل از نهایی کردن وزن دستگاه و گیج ریل تحمل کند.
- هزینه کل مالکیت را محاسبه کنید، نه فقط هزینه سرمایه: الف lower-cost machine with standard wear liners may cost more per tonne over 20 years than a premium machine with hardened flights and a high-availability design.
- الفssess spare parts supply chain: برای پایانهها در مکانهای دور، بررسی کنید که سازنده یک انبار قطعات یدکی منطقهای دارد یا میتواند قطعات سایش مهم (پیچ پرواز، بخشهای آستر، قطعات داخلی گیربکس) را در عرض 48 تا 72 ساعت تامین کند.
- برنامه ریزی برای اتوماسیون: تخلیه کننده های کشتی پیچی مدرن را می توان به رادار ضد برخورد، اسکن کانتور نگهدارنده (LIDAR) و کنترل عمق خودکار مجهز کرد. اگر ترمینال قصد دارد در طول عمر دستگاه به سمت عملیات نیمه مستقل یا کاملاً خودکار حرکت کند، اکنون زیرساخت سیستم کنترل را مشخص کنید.
