Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
2. Характеристика заданного груза.
2.1 Свойства груза.
Угли делят на три группы: антрацит, каменные и бурые. В соответствии с качественной оценкой, назначением и гранулометрическим составом их далее делят на марки
После широкомасштабного анализа номенклатуры существующих марок углей был выбран антрацит – разновидность угля класса АК (антрацит кулак) с размером кусков 75-80 мм. Антрацит имеет черную блестящую поверхность с сероватым оттенком. Содержание углерода достигает 96,5%.
Критерием для подобного выбора является прочность и малое содержание летучих веществ (1,5 – 4%), что позволяет длительное время хранить и перевозить груз без изменений свойств и естественных потерь.
При хранении и транспортировке антрацита учитываются следующие свойства углей: смерзаемость, самовозгорание, гигроскопичность, сыпучесть, спекаемость, выделение летучих веществ.
Смерзание угля происходит при влажности более 5% и низкой температуре. Как правило, антрацит класса АК слабо подвержен смерзанию, что объясняется малой пористостью и крупным размерам кусков.
Антрацит кулак принадлежит к первой группе устойчивости к возгоранию – не подверженный самовозгоранию. Относится к среднеабразивным материалам.
Угол естественного откоса составляет от 40 до 45 градусов. Удельный погрузочный объем антрацита кулак составляет 1,2 м3\т. Высота штабеля для углей первой категории не ограничивается.
2.2Требования к перевозке, перегрузке складированию.
2.2.1 Условия хранения.
В морских портах уголь хранят на открытых складских площадях. Под угольный склад выбирают ровные площадки в незатопляемом месте с обязательным наличием стока поверхностных вод. Угольный склад требует наличия обязательного ограждения и обеспечения безопасного маневрирования пожарных машин, для чего предусматриваются шестиметровые противопожарные проезды между штабелями, двухметровые проходы между штабелями, а так же обеспечение расстояний до осей железнодорожных путей не менее 2,5 метров. Допускается любое очертание штабеля, при этом рекомендуется располагать продольную ось по направлению господствующего ветра. В данном курсовом проекте в условиях отсутствия заданного направления ветра продольная линия штабеля будет параллельна железнодорожным подъездным путям и продольной линии судна.
Высота штабеля определяется способностью угля к самовозгоранию, выветриванию, а так же длительностью хранения. Учитывая свойства антрацита, принято высоту штабеля ограничивать только допускаемой нагрузкой на причал.
2.2.2Условия перевозки.
Антрацит допускается перевозить только на специально оборудованных сухогрузных судах. Необходимо наличие двойного дна, систем паротушения и углекислого тушения, температурных трубок и газоанализаторов, приспособлений для герметичного изолирования.
В трюма уголь загружают навалом со штивкой от борта к борту для того, чтобы уменьшить высоту слоя груза и равномерно распределить его давление на конструкции. Разравнивать груз допускается только в пределах просвета люка трюма. Откосы должны равномерно спускаться к бортам и переборкам, причем к бортам полого, к переборкам более круто. Не допускается погрузка и разгрузка антрацита с температурой более 35 градусов.
На железнодорожном транспорте уголь перевозят в открытых полувагонах или хопперах.
2.2.2Условия перевалки.
Перед разгрузочными операциями обязательно трехчасовое проветривание трюмов для выветривания метана и приведения температуры груза к температуре окружающей среды.
При перегрузке угля следует стремиться к наименьшей высоте сбрасывания и минимальному числу перевалок, так как при этом происходит его измельчение и снижение качества.
Перегрузочные операции производятся на основе схем механизации с использованием грейферно-бункерных перегружателей, портальных и экскаваторных кранов, роторно-конвейерных машин. Методика выбора механизированных схем изложена далее в пункте 5.
3. Характеристика и определение загрузки транспортных средств.
3.1 Общие характеристики.
В данном курсовом проекте заданы следующие транспортные средства:
Развернутая характеристика судна представлена в приложении 1. Основные параметры приведены далее:
Судно приспособлено для перевозки навалочных грузов, имеет двойное дно, трюмы оборудованы устройствами для вентиляции.
Далее приведены характеристики четырехосных полувагонов.
|
4х-осные вагоны, тип |
12-757 |
12-119 |
12-753 |
|
Грузоподъемность, т |
75 |
69 |
69 |
|
Масса тары т |
25 |
22,5 |
22,5 |
|
Объем кузова, м куб |
85 |
76 |
74 |
|
База вагона |
8,67 |
8,65 |
8,65 |
|
Длина, м: |
|
|
|
|
по осям сцепления |
13,92 |
13,92 |
13,92 |
|
по концевым балкам |
12,8 |
12,73 |
12,8 |
|
Ширина максимальная, м |
3,22 |
3,13 |
3,21 |
|
Внутренние размеры, м: |
|
|
|
|
длина |
12,228 |
12,7 |
12,324 |
|
ширина |
2,968 |
2,875 |
2,878 |
|
высота |
2,315 |
2,06 |
2,06 |
|
Высота от головок рельса, м: |
|
|
|
|
максимальная |
3,738 |
3,495 |
3,48 |
|
до уровня пола |
1,423 |
1,415 |
1,41 |
|
Число люков |
14 |
14 |
14 |
|
Размеры люков в свету, мХм |
1,327Х1,542 |
1,327Х1,542 |
1,327Х1,542 |
|
Скорость, км\ч |
120 |
120 |
120 |
|
УПО, куб. м |
1,13 |
1,10 |
1,07 |
Для расчетов по данному курсовому проекту выбран тип вагонов 12-757, так как последний обладает максимальным УПО из всех предложенных и позволяет обеспечить максимальную загрузку подвижного состава.
3.2 Определение загрузки транспортных средств.
Загрузка судна определяется из формулы:
где Wс – грузовместимость судна, м3\т,
Uг – удельный погрузочный объем груза ( U = 1,2 м3\т)
Данная формула применяется для легких грузов. Так как удельный погрузочный объем заданного груза меньше, чем средний по судну ( U = 1,47 м3\т), груз является «тяжелым», что позволяет использовать чистую грузоподъемность судна в качестве загрузки. Тем самым:
Qф = Dч = 17839 тонн
При этом грузовместимость судна остается не выбранной полностью и суммарный объем груза составляет 21406 м3, что позволяет не использовать боковые танки, ограничившись трюмами.
Распределение тонн груза по трюмам с учетом пропорционального распределения будет выглядеть следующем образом:
|
Трюм №1 |
1751,213 тонн |
|
Трюм №2 |
3567,346 тонн |
|
Трюм №3 |
2534,25 тонн |
|
Трюм №4 |
3706,802 тонн |
|
Трюм №5 |
3814,199 тонн |
|
Трюм №6 |
2464,522 тонн |
Загрузка вагона определяется аналогично.
где Wс – грузовместимость вагона, м3\т,
Uг – удельный погрузочный объем груза ( U = 1,2 м3\т)
4. Расчет первичных характеристик.
4.1 Определение среднемесячного и максимального грузооборота.
Среднемесячный грузооборот рассчитывается по формуле:
Qмесср = Qг\12 = 1500000\12 = 125000
где Qн – годовой грузооборот, тонн.
Максимальный грузооборот определяется по формуле:
Qмесmax = Qмесср * kн = 125000*1,2 = 150000
где kн – коэффициент месячной неравномерности.
4.2 Определение количества судозаходов и железнодорожных подач в месяц.
Количество судов в месяц определяется максимальным месячным количеством груза и рассчитывается по формуле:
nф = Qмесmax \Qф = 150000\17839 = 8,4
Количество железнодорожных подач в месяц рассчитывается по формуле:
nж\п = Qмесmax \nвqв = 150000\(13*70,83) = 161,9
nв = Lп\Lв= (Lc+20)\ Lв = (162,1+20)\13,92 = 13
где nв – количество вагонов в подаче
qв – загрузка одного вагона, тонн
Lп – длина причала, метров
Lв – длина вагона, метров
Lc – длина судна, метров
4.2 Определение суточной пропускной способности причала.
Суточная пропускная способность причала рассчитывается по следующей формуле:
tгрзима = Qc/УНВзима = 17839/4800 = 3,72 суток
tгрлето = Qc/УНВлето = 17839/5600 = 3,19 суток
где Qc – загрузка судна
УНВлето - укрупненная норма выработки в летний период;
УНВзима - укрупненная норма выработки в зимний период;
tгр – нормативное время грузовой обработки судна;
tвсп – время на выполнение прочих операций;
tоф – время оформления соответствующих документов;
tшв – время, затраченное на швартовку и отшвартовку;
tлюк – время, затраченное на открытие и закрытие люков.
С учетом дифференциации суточной пропускной способности по сезонам годовая пропускная способность рассчитывается по формуле:
где kз.п. – коэффициент занятости причала;
kм.н. – коэффициент месячной неравномерности;
mнл и mнз - количество месяцев соответственно летней и зимней навигации.
Примерное количество причалов рассчитывается по формуле:
nп = Qг\Пг = 1500000\807437,5 = 1,86 ~ 2 причала.
4.3 Определение примерного количества груза по каждому варианту работ.
Для проведения расчетов по определению занятости машин, пропускной способности складов, размеров складов, необходимо иметь значение коэффициентов транзита и коэффициента складочности, отражающих долю груза, идущего транзитом и проходящего через склад.
Коэффициенты рассчитываются по формулам:
В качестве допущения приняв равномерность подачи судов и вагонов, можно рассчитать количество груза, перегружаемого по транзиту по следующей формуле:
где tмес – средняя продолжительность месяца,
n – число причалов
tгр – среднее нормативное время грузовой обработки судна.
Путем введения коэффициента неравномерности подач равного 1,23 учтем вероятность нарушения графика подач транспортных средств. Уточненное количество груза, идущего по прямому варианту рассчитаем по формуле:
Qтр = Qтр.т/kн.п. = 303058/1,23 = 246389 тонн
При уменьшении количества груза, следующего по прямому варианту, так же необходимо предусмотреть дополнительные площади:
Qскл = Qг – Qтр = 1500000/2 – 246389 = 503611 тонн.
Тем самым количество груза, следующего по прямому варианту составит 246389 тонн, количество груза, следующего через склад составит 503611 тонн, коэффициент транзита составит 0.328, соответственно коэффициент складочности составит 0,672.
4.4 Расчет вместимости и линейных размеров складов.
Вместимость склада на причале, необходимая для сглаживания последствий неравномерности движения взаимодействующих транспортных средств определяется исходя из рассмотрения ряда условий и принимается соответствующей максимальному значению из:
где Qн –годовой грузооборот, Qн =750000 тонн;
kн – коэффициент неравномерности грузооборота, kн =1.2 ;
ен – нормативная вместимость в % от грузооборота, ен =9%;
Dф – фактическая загрузка судна, Dф =17839 тонн;
Qрс –расчетный суточный грузооборот, Qрс =4887.5 тонн;
аскл – доля прохождения груза через склад, аскл =0.671;
tн.д. – число нерабочих дней, tн.д. = 1 день.
kсл – коэффициент сложности грузопотока, kсл =1;
Eз – запас емкости на возможное несовпадение режимов;
Вместимость склада составит 81000 тонн.
Общая емкость складов для причалов одинаковой специализации составит:
где kп – коэффициент, учитывающий несовпадение по времени наибольших остатков грузов на причалах, kп =0.9;
eк – запас емкости для хранения на складах грузов, не готовых к отправке по коммерческим причинам, eк =0.
Потребная площадь склада рассчитывается по следующей формуле:
где q – эксплуатационная нагрузка, q = 12 т/м2;
kи – коэффициент использования площади склада, kи = 1
Открытый склад для хранения угля представляет собой усеченную пирамиду. С учетом ограждений из щитов высотой 1 метр в основании пирамиды, рассчитаем размеры и вместимость прикордонного склада:
Lн = 182,1 метров
Bн max = 33 – 5,25 – 2,25 = 25,5 метра
На причале используются тыловые краны. Грузовая обработка предусматривается как под кранами причального фронта, так и в тылу.
Для прикордонного склада:
Lн = Lпричала
Bн = 2Rстр – Bп – 2l0 – 6
Lв = (½ Lн – h*ctgA)*2
Bв = (½ Bн – h*ctgA)*2
где Lпричала – длина причала, Lпричала = 182,1 метра,
Rстр – вылет стрелы крана максимальный, Rстр = 33 метра,
Bп – ширина колеи портала крана, Bп = 10,5 метра,
l0 – расстояние от прикордонного рельса до линии причала, l0 = 2,25 метра,
h – высота складирования, h = 13,4 метра,
A – угол откоса угля, A = 45
Lн = 182,1 метров
Bн = 2*32 – 10,5 – 2*2,25 – 6 = 45 метров
Lв = (½ Lн – h*ctgA)*2 = 155,3 метров
Bв = (½ Bн – h*ctgA)*2 = 18,2 метров
=1/3*13,4( 8194,5 + 2826,46 + 4812,6) + 8194 = 78917,24 м3
Eшт. п. = V/U = 65750 тонн
Тем самым емкость тылового склада составит 15250 тонн. Далее рассчитаем размеры тылового склада с учетом ограждений из щитов высотой 1 метр в основании пирамиды:
Lн = 182,1 метров
Bн max = 33 – 5,25 – 2,25 = 25,5 метра
Тыловой склад будет представлять собой пирамиду высотой 13,4 метра с основанием высотой 1 метр.
Vmax = 1/3 hS + L*B = 19927,8 + 4461,45 = 24389,25 м3
Далее с помощью Excel функции расчета определяем ширину штабеля, необходимого для размещения всего груза в тыловом складе:
E = 15250 тонн, V = 18373 м3, B = 18,4 метров.
5. Выбор схем грузовой работы причала.
Перегрузочное оборудование, применяемое на грузовых фронтах и складах специализированных и неспециализированных установок весьма разнообразно по конструктивному исполнению. Для разгрузки навалочных грузов используют машины циклического и непрерывного действия. Из циклических машин наибольшее распространение получили грейферные краны и грейферные перегружатели.
Грейферные краны и перегружатели по сравнению с машинами непрерывного действия позволяют перегружать грузы более широкой номенклатуры, имеют меньший уровень шумности, на их работоспособность оказывают меньшее влияние посторонние предметы, попадающиеся в грузе.
Однако, как и иные машины циклического действия, грейферные краны и грейферные перегружатели имеют ряд недостатков: низкий коэффициент использования технической производительности, сложность автоматизации перегрузочного процесса, значительное пыление груза и потеря его во время перегрузки, возможность повреждения судна и грейфера из-за высокой скорости перемещения.
Одной из разновидностей машин непрерывного действия, применяемых для выгрузки навалочных грузов, являются пневмоперегружатели, которые используются для перевалки легких, мелко дисперсионных грузов. Для данного курсового проекта вариант использования подобных машин рассматриваться не может вследствие несоответствия груза вышеизложенным требованиям.
Механические машины непрерывного действия классифицируются по способам захвата и транспортирования груза. Захват груза производится зачерпыванием его ковшами, установленными на роторе или на цепях, либо подгребанием лопастями, скребками или шнеком. Вертикальное транспортирование груза может производиться винтовыми, скребковыми, ленточными конвейерами, ячеистой лентой, ковшовым элеватором.
Среди машин ковшового типа наиболее распространен перегружатель со свободно висящей цепью изменяемой конфигурации с закрепленными на ней ковшами. Такие машины обладают высокой производительностью, достигающей 5000 тонн/час. Вылет стрелы составляет 40 метров. При наличии больших подпалубных пространств более эффективно применение перегружателя, у которого в качестве заборного органа и подъемного устройства используется бесконечная цепь с ковшами, опирающаяся на отклоняющиеся звездочки. Для обеспечения забора груза по всему периметру устройство выполнено поворотным. Главным недостатком данной машины является её большая масса, достигающая 2500 тонн.
Шнековые разгрузочные машины, производительность которых достигает 1200 тонн/час, получили наибольшее распространение вследствие меньшей массы и низкого энергопотребления. Однако данные перегружатели плохо работают на липких и абразивных грузах, а так же непригодны для грузов, имеющих кусковость более 50 мм, что не позволяет использовать машины в данном курсовом проекте.
Очевидно, у всех разгрузочных машин существенно снижается производительность, когда уровень груза в трюме уменьшается до 1 метра. При уровне 200 мм необходимо применять специальные машины для зачистки трюмов. В данном случае удобны ковшовые погрузчики на пневмоходу и малогабаритные бульдозеры.
На открытых складах специализированных установок используются стакеры, реклаймеры и комбинированные машины. Последние совмещают функции обеих машин и обеспечивают как формирование, так и расформирование штабеля.
В качестве базового варианта в данном курсовом проекте принята действующая в Российских портах схема специализированной установки, оснащенной одной линией прикордонных и одной линией тыловых кранов Ганц грузоподъемностью 16 тонн с вылетом стрелы 33 метра. Загрузка вагонов производится как под прикордонными кранами, так и в тылу. Зачистка подпалубных пространств производится с помощью трюмного погрузчика ПСГ-100.
В качестве проектного варианта в данном курсовом проекте принята действующая в порту Гамбург схема, оснащенная кордонным норийно-конвейерным перегружателем производства Krupp Foerdertechnik, у которого в качестве заборного органа используется ковшовый “L”- типа элеватор. В тылу предусмотрено использование стакер-реклаймеров производства Krupp Foerdertechnik. Загрузка вагонов производится на передаточной станции, куда груз поступает при помощи конвейеров.
6.Определение производительности перегрузочных средств.
6.1 Базовый вариант.
Определим возможные варианты работ:
судно – склад
судно – вагон
склад – вагон
склад – склад
Технологический процесс состоит из следующих операций:
судовая – кордонная – складская
судовая – кордонная – вагонная
складская
Судовая операция осуществляется портальным краном в грейферном режиме с грузозахватным устройством объемом 7 м3. Крановщик осуществляет захват угля грейфером и поднимает на требуемую высоту. При уровне слоя груза менее 1 метр в подпалубном пространстве работает трюмный погрузчик.
Кордонная операция осуществляется портальным краном в грейферном режиме с грузозахватным устройством объемом 7 м3. При работе на склад кран поворачивается на угол 160 градусов. При работе на вагоны кран поворачивается на угол 60 градусов.
Складская операция осуществляется портальным краном в грейферном режиме с грузозахватным устройством объемом 7 м3. Крановщик опускает грузозахватное устройство с углем на высоту 0,5 метра над уровнем склада и осуществляет раскрытие.
Вагонная операция осуществляется портальным краном в грейферном режиме с грузозахватным устройством объемом 7 м3. Крановщик опускает грузозахватное устройство с углем на высоту 0,5 метра над уровнем вагона и осуществляет раскрытие.
Масса груза в одном подъеме определяется родом груза и грузозахватного устройства. Количество насыпного груза (угля), перегружаемого грейфером за цикл определяется:
G = Vyn
Где V – объем грейфера
y - коэффициент заполнения грейфера
n - насыпная масса груза.
В качестве грузозахватного устройства в данном курсовом проекте выбран двухчелюстной грейфер вместимостью 7 м3 с собственной массой 6,5 тонн и размерами челюстей 4030 мм.
Насыпная масса груза составляет 0,83 т/м3.
Коэффициент заполнения грейфера колеблется в зависимости от слоя груза и класса грузовых помещений. Для данного курсового проекта коэффициент заполнения грейфера по слоям составит:
|
Класс трюмов |
2 класс |
||
|
Слой |
I |
II |
III |
|
Кол-во груза |
85% |
35% |
10% |
|
y |
0,72 |
0,48 |
0,48 |
G = Vyn = 0,59*0,83*7 = 3,47 тонн.
Определим варианты работ:
судно – склад
судно – вагон
склад – вагон
склад – склад
Определим продолжительность цикла на каждый вариант работ по следующей аналитической формуле:
где время подъема груза и опускания порожнего ГЗУ на среднюю высоту подъема;
время опускания груза и подъема порожнего ГЗУ на среднюю высоту опускания;
время поворота крана;
t4 – время на установку порожнего грейфера на груз t4 = 4 сек;
t5 – время на захват груза t5 = 8 сек;
t6 – время на направление груженого грейфера над местом выгрузки t6 = 3 сек;
t6 – время на высыпание груза t6 = 5 сек;
e - коэффициент, учитывающий совмещение операций :
судно – склад e = 0,65
судно – вагон e = 0,73
склад – вагон e = 0,72
склад – склад e =0,75
Для определения времени операций необходимо определить высоту подъема и опускания груза по каждому варианту работ:
судно – склад
Hп = Tc – ½ hc + hн + ½ Hшт + 0,5
Hо = 0
судно – вагон
Hп = Tc – ½ hc + hн + hв +1,3 + 0,5
Hо = 0
склад – вагон
Hп = 0,5
Hо = ½ Hшт + 0,5 – hв – 1,3
склад – склад
Hп =0,5
Hо = 0
где Tc – осадка судна, Tc = 9,88 метров;
½ hc – половина высоты слоя груза, ½ hc = 5,56 метров;
hн – высота набережной, hн = 8 метров;
½ Hшт – половина высоты штабеля, ½ Hшт = 7,2 метров;
hв –высота вагона, hв = 2,315 метров.
судно – склад
Hп = 9,88 – 5,56 + 8 + 7,2 + 0,5 (метров)
Hо = 0
судно – вагон
Hп = 9,88 – 5,56 + 8 + 2,315 + 1,3 +0,5 (метров)
Hо = 0
склад – вагон
Hп = 0,5 метров
Hо = 7,2 + 0,5 – 2,315 – 1,3 (метров)
склад – склад
Hп =0,5 метров
Hо = 0
Полученные данные занесены в таблицу:
|
Вариант / высота |
Hп, м |
Hо, м |
|
судно-склад |
20,01 |
0,00 |
|
судно-вагон |
16,42 |
0,00 |
|
склад-вагон |
0,50 |
4,09 |
|
склад-склад |
0,50 |
0,00 |
Определим t1, t2, t3 для каждого варианта работ:
судно - склад
судно - вагон
склад-вагон
склад - склад
После расчета всех составляющих определим продолжительность цикла по каждому варианту работ:
судно – склад
судно – вагон
склад – вагон
склад – склад
Полученные данные занесены в таблицу:
|
Вариант работ/показатель |
судно-склад |
судно-вагон |
склад-вагон |
склад-склад |
|
t цикла,с |
76,7 |
63 |
45,4 |
52 |
Далее определим производительность перегрузочного оборудования причала по вариантам работ по формуле:
где P – расчетная производительность;
Tц – время цикла;
G – масса груза в одном подъеме.
судно - склад
судно - вагон
склад - вагон
склад - склад
Полученные данные занесены в таблицу:
|
Вариант работ |
Производительность, т/ч |
|
судно-склад |
162,9 |
|
судно-вагон |
198,3 |
|
склад-вагон |
275,2 |
|
склад-склад |
240,2 |
Далее определим средневзвешенную производительность судов и вагонов с учетом коэффициентов транзита и складочности по формуле:
Очевидно, что в подпалубных пространствах судов при обработке слоя груза менее 1 метра необходимо применять подгребающие машины. В данном курсовом проекте для подачи угля из подпалубного пространства в просвет люка предполагается использование трюмного погрузчика ПСГ – 100 на электрическом приводе. Вес данной машины составляет 4620 тонн, производительность – 100 тонн в час.
Далее определим необходимое количество трюмных машин для операций по разгрузке судов:
6.2 Проектный вариант.
Определим возможные варианты работ:
судно – склад
судно – вагон
склад – вагон
Технологический процесс состоит из следующих операций:
судовая – кордонная – складская
судовая – кордонная – вагонная
складская – вагонная
Судовая операция осуществляется кордонным норийно-конвейерным перегружателем производства Krupp Foerdertechnik. Груз захватывается ковшовым конвейером и по закрытой магистрали попадает на разгрузочный конвейер.
Кордонная операция осуществляется кордонным норийно-конвейерным перегружателем производства Krupp Foerdertechnik. Груз с разгрузочного конвейера попадает на конвейер, закрепленный на стреле для заполнения прикордонного склада, либо через бункер направляется на систему конвейеров для загрузки тылового склада и вагонов.
Складская операция осуществляется стакер-реклаймером. Груз по системе конвейеров попадает на конвейер стакер-реклаймера и далее поступает на склад.
Вагонная операция осуществляется с использованием системы конвейеров. Груз поступает на тыловой терминал по системе конвейеров, где производится разгрузка груза в вагоны, поданные к конвейеру в шахматном порядке с двух сторон.
Определим производительность перегрузочного оборудования причала по вариантам работ:
Очевидно, что для варианта судно – склад и судно – вагон величина производительности будет составлять одну и ту же величину, определяемую по формуле:
Рэ = 0,85*Рт = 0,85*1100 = 935 т/ч.
где Pт – техническая производительность, Pт = 1100 т/ч.
Данная величина производительности является комплексной, так как рассчитана с учетом применения на последнем слое груза высотой в 20 мм подгребающих машин – трюмных погрузчиков CEU 220i производства Krupp Foerdertechnik. Вес данной машины составляет 3200 тонн, производительность – 220 тонн в час.
Для варианта склад – вагон величина производительности будет определяться по формуле:
Рэ = 0,85*Рт = 0,85*1000 = 850 т/ч.
где Pт – техническая производительность, Pт = 1000 т/ч.
Средневзвешенная производительность будет определяться по формуле:
7. Определение числа механизированных линий.
7.1 Базовый вариант.
Очевидно, что суммарная производительность механизированных линий должна переработку максимального суточного объема грузооборота и выполнение судо-часовых норм обработки флота.
Определим минимальное число технологических линий как наибольшее расчетное по следующим формулам:
где qсутmax – максимальный суточный грузооборот qсутmax = 4918 тонн;
P - средневзвешенную производительность P = 173 т/ч;
tэфф – среднее число работы перегрузочного оборудования в сутки tэфф = 22 часа;
M – судо-часовая норма, M = 203,4 тонн/судо-часы;
tp – оперативное время работы перегрузочного комплекса tp = 18,5 часов.
Тем самым mmin принимаем равным 2 механизированным линиям.
Далее определим mmax как наименьшее расчетное по следующим формулам:
|
Показатель |
|
|
Люки |
|
|
|
Сумма |
|
Количество груза, тонн |
1751,2 |
3567,3 |
2534,3 |
3706,8 |
3814,2 |
2464,5 |
17838,33 |
|
Производительность мех линии, т/ч |
173,00 |
173,00 |
173,00 |
173,00 |
173,00 |
173,00 |
|
|
Коэффициент снижения П мех линий |
|
0,85 |
0,85 |
0,85 |
0,85 |
0,85 |
|
|
Возможная концентрация мех линий на люк |
1 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
11,00 |
|
Количество машино-часов |
10,12 |
17,527 |
12,452 |
18,213 |
18,74 |
12,109 |
89,16 |
|
Грузообработка при макс конц мех линий, ч |
10,12 |
8,76 |
6,23 |
9,11 |
9,37 |
6,05 |
49,64 |
Тем самым mmax принимаем равным 7 механизированным линиям.
7.2 Проектный вариант.
Очевидно, что суммарная производительность механизированных линий должна переработку максимального суточного объема грузооборота и выполнение судо-часовых норм обработки флота.
Определим минимальное число технологических линий как наибольшее расчетное по следующим формулам:
где qсутmax – максимальный суточный грузооборот qсутmax = 4918 тонн;
P - средневзвешенную производительность P = 935 т/ч;
tэфф – среднее число работы перегрузочного оборудования в сутки tэфф = 20 часа;
M – судо-часовая норма, M = 203,4 тонн/судо-часы;
tp – оперативное время работы перегрузочного комплекса tp = 18,5 часов.
Тем самым mmin принимаем равным 1 механизированным линиям.
Далее определим mmax как наименьшее расчетное по следующим формулам:
|
Показатель |
|
|
Люки |
|
|
|
Сумма |
|
Количество груза, тонн |
1751,2 |
3567,3 |
2534,3 |
3706,8 |
3814,2 |
2464,5 |
17838,33 |
|
Производительность мех линии, т/ч |
935,00 |
935,00 |
935,00 |
935,00 |
935,00 |
935,00 |
|
|
Возможная концентрация мех линий на люк |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
6,00 |
|
Количество машино-часов |
1,87 |
3,82 |
2,71 |
3,96 |
4,08 |
2,64 |
19,08 |
|
Грузообработка при макс конц мех линий, ч |
1,87 |
3,82 |
2,71 |
3,96 |
4,08 |
2,64 |
19,08 |
Тем самым mmax принимаем равным 5 механизированным линиям.
8. Уточнение числа причалов и расчет средневзвешенной производительности механизированных линий.
8.1 Базовый вариант.
Определим средневзвешенную производительность по формуле:
Определим и сведем в таблицу значения интенсивности обработки судна для каждого значения числа механизированных линий по формуле:
N = P*m
|
Число мех линий |
Интенсивность грузовой обработки судна, т/ч |
|
2 |
349 |
|
3 |
523,5 |
|
4 |
698 |
|
5 |
872,5 |
|
6 |
1047 |
|
7 |
1221,5 |
Определим и сведем в таблицу значения времени обработки судна для каждого значения числа механизированных линий по формуле:
|
Число мех линий |
Время грузовой обр, ч |
|
2 |
51,11 |
|
3 |
34,08 |
|
4 |
25,56 |
|
5 |
20,45 |
|
6 |
17,04 |
|
7 |
14,60 |
Далее по методике пункта 4.2 рассчитаем уточненное количество причалов для каждого значения числа механизированных линий. Результаты расчетов сведем в таблицы:
|
Число мех линий |
Суточная пропускная способность, т/c |
|
2 |
7221,71 |
|
3 |
10134,26 |
|
4 |
12694,05 |
|
5 |
14961,50 |
|
6 |
16983,99 |
|
7 |
18799,19 |
|
Число мех линий |
Годовая пропускная способность, т/г |
|
2 |
1191581,36 |
|
3 |
1672152,546 |
|
4 |
2094517,681 |
|
5 |
2468647,679 |
|
6 |
2802359,061 |
|
7 |
3101866,013 |
|
Число мех линий |
Потребное число причалов |
|
2 |
1,26 => 2 |
|
3 |
0,90 => 1 |
|
4 |
0,72 => 1 |
|
5 |
0,61 => 1 |
|
6 |
0,54 => 1 |
|
7 |
0,48 => 1 |
8.2 Проектный вариант.
Определим и сведем в таблицу значения интенсивности обработки судна для каждого значения числа механизированных линий по формуле:
N = P*m
|
Число мех линий |
Интенсивность грузовой обработки судна, т/ч |
|
1 |
935 |
|
2 |
1870 |
|
3 |
2805 |
|
4 |
3740 |
|
5 |
4675 |
Определим и сведем в таблицу значения времени обработки судна для каждого значения числа механизированных линий по формуле:
|
Число мех линий |
Время грузовой обр, ч |
|
1 |
19,08 |
|
2 |
9,54 |
|
3 |
6,36 |
|
4 |
4,77 |
|
5 |
3,82 |
Далее по методике пункта 4.2 рассчитаем уточненное количество причалов для каждого значения числа механизированных линий. Результаты расчетов сведем в таблицы:
|
Число мех линий |
Суточная пропускная способность, т/c |
|
1 |
15711,91 |
|
2 |
24175,40 |
|
3 |
29466,24 |
|
4 |
33086,79 |
|
5 |
35720,18 |
|
Число мех линий |
Годовая пропускная способность, т/г |
|
1 |
2592464,519 |
|
2 |
3988941,078 |
|
3 |
4861928,881 |
|
4 |
5459320,539 |
|
5 |
5893830,183 |
|
Число мех линий |
Потребное число причалов |
|
1 |
0,58 |
|
2 |
0,38 |
|
3 |
0,31 |
|
4 |
0,27 |
|
5 |
0,25 |
9. Уточнение числа механизированных линий и параметров склада.
9.1 Базовый вариант.
Набор критериев, используемых для определения оптимального числа причалов включает в себя помимо экономических так же ряд сугубо технологических факторов. Одним из них является ограничение числа технологических линий временем обработки лимитирующего отсека.
В данном курсовом проекте уже при 6 технологических линиях на причале время обработки судна становится меньше, чем время обработки лимитирующего отсека. Тем самым в качестве расчетного для целей данного курсового проекта выступит число технологических линий равное 5.
|
Число мех линий |
Время грузовой обр, ч |
|
2 |
51,11 |
|
3 |
34,08 |
|
4 |
25,56 |
|
5 |
20,45 |
|
6 |
17,04 |
|
7 |
14,60 |
Данный выбор в то же время является оптимальным с точки зрения судовладельца, заинтересованного в скорейшей обработке судна.
Вместимость склада на причале, необходимая для сглаживания последствий неравномерности движения взаимодействующих транспортных средств определяется исходя из рассмотрения ряда условий и принимается соответствующей максимальному значению из:
где Qн –годовой грузооборот, Qн =1500000 тонн;
kн – коэффициент неравномерности грузооборота, kн =1.2 ;
ен – нормативная вместимость в % от грузооборота, ен =9%;
Dф – фактическая загрузка судна, Dф =17839 тонн;
Qрс –расчетный суточный грузооборот, Qрс =14961 тонн;
аскл – доля прохождения груза через склад, аскл =0.671;
tн.д. – число нерабочих дней, tн.д. = 1 день.
kсл – коэффициент сложности грузопотока, kсл =1;
Eз – запас емкости на возможное несовпадение режимов;
Вместимость склада составит 162000 тонн.
Потребная площадь склада рассчитывается по следующей формуле:
где q – эксплуатационная нагрузка, q = 12 т/м2;
kи – коэффициент использования площади склада, kи = 1
Открытый склад для хранения угля представляет собой усеченную пирамиду. С учетом ограждений из щитов высотой 1 метр в основании пирамиды, рассчитаем размеры и вместимость прикордонного склада:
Lс = 182,1*1,3 = 236,7 метров
Bс max = 33 – 5,25 – 2,25 = 25,5 метра
На причале используются тыловые краны. Грузовая обработка предусматривается как под кранами причального фронта, так и в тылу.
Для прикордонного склада:
Lн = Lпричала
Bн = 2Rстр – Bп – 2l0 – 6
Lв = (½ Lн – h*ctgA)*2
Bв = (½ Bн – h*ctgA)*2
где Lпричала – длина причала, Lпричала = 236,7 метра,
Rстр – вылет стрелы крана максимальный, Rстр = 33 метра,
Bп – ширина колеи портала крана, Bп = 10,5 метра,
l0 – расстояние от прикордонного рельса до линии причала, l0 = 2,25 метра,
h – высота складирования, h = 13,4 метра,
A – угол откоса угля, A = 45
Lн = 236,7 метров
Bн = 2*32 – 10,5 – 2*2,25 – 6 = 45 метров
Lв = (½ Lн – h*ctgA)*2 = 210 метров
Bв = (½ Bн – h*ctgA)*2 = 18,2 метров
=1/3*13,4( 10651,5 + 3882 + 6380,5) + 10651 = 158541 м3
Eшт. п. = V/U = 132300 тонн
Тем самым емкость тылового склада составит 29700 тонн. Далее рассчитаем размеры тылового склада с учетом ограждений из щитов высотой 1 метр в основании пирамиды:
Lн = 236,7 метров
Bн max = 33 – 5,25 – 2,25 = 25,5 метра
Тыловой склад будет представлять собой пирамиду высотой 13,4 метра с основанием высотой 1 метр.
Vmax = 1/3 hS + L*B = 29690,1 + 6035,9 = 35726 м3
Eт = 29800 тонн.
9.2 Проектный вариант.
Очевидно, что стоимость внедрения, наладки и обслуживания подобных технологических схем крайне высока, трудоемка и наукоемка. Как правило, в иностранных портах на причалах устанавливают не более одной технологической линии подобного образца.
Данный выбор в то же время является оптимальным с точки зрения стивидорной компании, осуществляющей обработку флота.
Вместимость склада на причале, необходимая для сглаживания последствий неравномерности движения взаимодействующих транспортных средств определяется исходя из рассмотрения ряда условий и принимается соответствующей максимальному значению из:
где Qн –годовой грузооборот, Qн =1500000 тонн;
kн – коэффициент неравномерности грузооборота, kн =1.2 ;
ен – нормативная вместимость в % от грузооборота, ен =9%;
Dф – фактическая загрузка судна, Dф =17839 тонн;
Qрс –расчетный суточный грузооборот, Qрс =15771 тонн;
аскл – доля прохождения груза через склад, аскл =0.671;
tн.д. – число нерабочих дней, tн.д. = 1 день.
kсл – коэффициент сложности грузопотока, kсл =1;
Eз – запас емкости на возможное несовпадение режимов;
Вместимость склада составит 162000 тонн.
Потребная площадь склада рассчитывается по следующей формуле:
где q – эксплуатационная нагрузка, q = 12 т/м2;
kи – коэффициент использования площади склада, kи = 1
Открытый склад для хранения угля представляет собой усеченную пирамиду. С учетом ограждений из щитов высотой 1 метр в основании пирамиды, рассчитаем размеры и вместимость прикордонного склада:
Lс = 182,1*1,3 = 236,7 метров
Bс max = 25,1 метра
На причале используются тыловые краны. Грузовая обработка предусматривается как под кранами причального фронта, так и в тылу.
Для прикордонного склада:
Lн = Lпричала
Bн = 2Rстр – Bп – 2l0 – 6
Lв = (½ Lн – h*ctgA)*2
Bв = (½ Bн – h*ctgA)*2
где Lпричала – длина причала, Lпричала = 236,7 метра,
Rстр – вылет стрелы крана максимальный, Rстр = 33 метра,
Bп – ширина колеи портала крана, Bп = 10,5 метра,
l0 – расстояние от прикордонного рельса до линии причала, l0 = 2,25 метра,
h – высота складирования, h = 13,4 метра,
A – угол откоса угля, A = 45
Lн = 236,7 метров
Bн = 25,1+21 = 46,1 метров
Lв = (½ Lн – h*ctgA)*2 = 210 метров
Bв = (½ Bн – h*ctgA)*2 = 19,3 метров
=1/3*13,4( 10911 + 9450 +4053) + 10911 = 165000 м3
Eшт. п. = V/U = 137500 тонн
Тем самым емкость тылового склада составит 24500 тонн. Далее рассчитаем размеры тылового склада с учетом ограждений из щитов высотой 1 метр в основании пирамиды:
Lн = 236,7 метров
Bн max = 21 – 2 = 19 метров
Тыловой склад будет представлять собой пирамиду высотой 13,4 метра с основанием высотой 1 метр.
Vmax = 1/3 hS + L*B = 26690,1 + 6036,9 = 31766 м3
Eт = 25000 тонн.
Далее согласно методике курсового планирования требуется увеличить количество кранов и прочих ведущих машин в 1,3 раза для учета времени, необходимого для ремонтов и профилактики. Тем самым количество кранов для базового варианта составит
N = 5*1,3 = 6 единиц
Для проектного варианта количество кордонных перегружателей останется неизменным – 1 единица.
10. Расчет основных эксплуатационных показателей.