Исследование методов увелечение пропускной способности зерновых терминалов

Успешная работа водного  транспорта в значительной степени  определяется совершенством всех видов  береговых портовых сооружений, обеспечивающих быструю и экономную перевалку  грузов, качественное хранение и сортировку их на складах .

 Каждый из портов  при всем разнообразии имеет  общие для всех портов основные  элементы:

• водные подходы к порту;
• акваторию – это защищенная от волнения водная площадь, которая состоит из внешних рейдов и внутренней акватории;
• территорию – участок берега, на котором располагается береговое хозяйство: сооружения, здания, дороги, инженерные коммуникации, то есть всё то, что обеспечивает эффективное осуществление погрузочных работ, снабжение судов и создает нормальные условия для высокопроизводительной и безопасной работы сотрудников порта;
• сухопутные подходы, которые включают сооружения различных видов наземного транспорта: железнодорожного, автомобильного, трубопроводного, образующих в порту транспортный узел.

Линия по перевалки  масличных культур состоит из трех компонентов.

• Приемное устройство с вагонов
• Конвейерные галереи для загрузки и выгрузки силоса
• Судо-погрузочное устройство.

Схематически  линия обработки масличных культур  изображена на Рис.3.1. Она представляет собою, вагон типа хоппер грузоподъемностью 65 тонн, которые занимает позицию для разгрузки над разгрузочным  ленточным конвейером ( поз.№3) и с помощью разгрузочных люков (поз. № 2) выгружает масличные культуру на конвейер. Далее груз направляется на ленточный конвейер (поз№4)  который питает норию (поз №5) , далее груз подымается вертикально вверх и с помощью перекидного клапана (поз №5А) гравитационным путем по зернопроводу загружается в силос.

Процесс выгрузки груза из силоса происходит следующим образом: из силоса (поз №7)  с помощью  отпускных отверстий расположенных  на всем диаметре склада, груз выгружается  на ленточный под силосный конвейер (поз№6) далее направляется в башмак нории, затем поднимается вертикально  вверх до оголовка и с помощью перекидного клапана (поз№5А) направляется на  конвейерную эстакаду (поз№8), расположенную вдоль причала и с помощью поворотных устройств снабженных ленточными конвейерами производительностью 150 тонн в час (поз№9), загружается в трюм судна.

 

Рис. 3.1. Технологическая линия перевалки масличных культур

 

На базе предприятия отдельно для масличных культур предполагается  построить силосное хранилище  общей  вместимостью 2500 тонн. В настоящие  время  силоса строят различных форм, круглые, квадратные и располагают  их в различных формах, как поочередно так и «звездочкой»

Вместимость силоса определяется по формуле:

                                                                       (3.1.)

Где, γ- натура зерна , т/м³(натура масличных культур 0.68-0.70т/м³);

F_c- площадь внутреннего сечения силоса,м²;

Н_с- высота силоса ,м;

V₁- объем  верхней части силоса не заполненного зерном, м³;

V₃- объем нижней части силоса, м³;

Вместимость силоса  Е_с в тоннах при загрузке и выпуска зерна по центральной оси (Рис.3.2) может быть определена как сумма вместимость верхней конусной части Е₁ , средней цилиндрической  части Е₂ ,  и нижней конусной части Е₃

Рис 3.2. Силос конусного типа для масличных культур

Вместимость верхней конусной части Е₁ , тонн, рассчитывается  по формуле:

                                     

                                  (3.2)

Где,   R-внутренний радиус силоса, м;

Н₁- высота верхней части конуса силоса, м;

Вместимость цилиндрической части силоса Е₃ , определяется по формуле:

                                           

                                   (3.3)

Где, Н₃-высота цилиндрической части, м.

Высоты Н₁ и Н₂ находятся по формулам:

                                             

                                         (3.4)

                                             

Где ,α₁- угол естественного откоса зерна при заполнении  силосом зерна , принимаем равным 26⁰

 

Таким образом  вместимость силоса будет равна:

 

 тонн

 тонн

В итоге имеем  Е_с= 469.8+1789.9=2259.7 тонн.

Проектирование устройств для  разгрузки железнодорожных вагонов ведут с учетом расчетного (максимального) суточной поставки зерна, рассчитанного по формуле:

 

                                             ,                                     (3.5)

 

где А_ж.д – годовой объем отпуска зерна с железнодорожного транспорта;

К_м1 и К _с1 – коэффициенты месячной и суточной неравномерности. Они принимаются по данным МПС, устанавливаемым изысканиями. Для типовых проектов коэффициенты неравномерности следует принимать: К м (коэффициент месячной неравномерности) = 2; Кс (коэффициент суточной неравномерности) = 2,5.

 

                                     т/сут

По железной дороге на предприятие  зерно поступает в вагонах, как  правило, маршрутами вместимостью 1000 т (15 ваг.), 1500 т (20 ваг.), 2000 т (30 ваг.) , 3000 т (40 ваг.). Целиком маршрут подать и  разместить на приемных путях предприятия  не всегда возможно. Поэтому маршрут  делят на подачи вагонов Для конкретных адресов строительства и реконструкции  грузоподъемность, число и вместимость  подач устанавливают органы МПС. В свою очередь, каждая подача может  состоять из такого числа вагонов, которое целиком разместить на рабочих путях внутри предприятия также нельзя. Поэтому подачу вагонов могут делить на группы. Зерно в вагонах одной группы обычно грузят одинакового качества и разгружают (грузят) его через одну точку. Расчетную вместимость вагонов по зерну принимают равной 70 тоннам. Общую продолжительность обработки одной подачи принимают равной: при разгрузке – 3,16,часа. Величину интервала между подачами принимают равной не менее 2 часов. Взвешивание с остановкой и расцепкой для одного вагона занимает 3 мин. Время на маневровые работы определяется путем деления протяженности железнодорожных путей на расчетную скорость движения состава (12 км/ч) [2]

Количество поступающих за сутки  вагонов определяется:

 

                                                                                      (3.6)

 

где Г –грузоподъемность вагона (принимается равной 70 т.).

 шт.

Исходя из допустимого количества вагонов в подаче (П_в.под), а именно 6 вагон в подаче, определяют число подач вагонов, которое будет поступать за сутки на предприятие:

                                    

,                                 (3.7)

4.8

 

Принимаем 5 подач по шесть  вагонов.

Для типовых проектов разгрузка  одного, или более железнодорожного маршрута в сутки должна осуществляться не более чем в 2 – 3 подачи.

Величина интервала между подачами (Т_пз ) следует рассчитывать по формуле:

                           Т_пз = 0,114 ∙ ( 10 + П_в.под ),                                             (3.8)

Т_пз = 0,114 ∙ ( 10 +6)=2 ч.

 

Общее время, необходимое на обработку  всех подач за сутки, определяется:

при выгрузке -

Т _об.под = (Т _под ∙ N_под ) + Т_пз = (3,67∙ N_под)+ 0,114 ∙ ( 10 + П_в.под)          (3.9)

Т _об.под = (Т _под ∙ N_под ) + Т_пз = (3,67∙ 5)+ 0,114 ∙ ( 10 + 6)=20ч.

В практическом смысле установлено допустимое количество вагонов в группе ( П_в.гр). Исходя из этого значения, определяют, из скольких групп вагонов будет состоять одна подача:

 

                                                                                         (3.10)

                                            

 

Примем 1 группу вагонов в одной  подаче

Общее число групп вагонов за сутки можно определить по формуле:

 

                                               SN_гр = N_гр ∙ N_под                                             (3.11)

                                        SN_гр = 1*3=3

 

Так как в данном случае только одна группа вагонов в одной подаче , то величина интервала времени  между группами составит 0 ч.

Общие потери времени на перестановку всех групп вагонов за сутки (SТ_гр) можно рассчитать:

 

                 SТ_гр = Т_гр ∙ (SN_гр - 1 ) = 0,17 ∙ (SN_гр - 1 )                            ( 3.12)

                  SТ_гр = Т_гр ∙ (SN_гр - 1 ) = 0,17 ∙ (3- 1 ) =0,34 ч.

 

Время, которое отводится для  обработки одной группы вагонов (Т_1груп ) (собственно на работу и на подготовительно-заключительные операции), можно определить по формуле:

 

                     Т1_гр = Т ^пр _под - ТГ = 3,67 - 0,17 ∙ (N_гр - 1 )                     (3.13)

                     Т1_гр = Т ^пр _под - ТГ = 3,67 - 0,17 ∙ (1- 1 )=3,67

При обработке группы вагонов на точке разгрузки интервал времени  между вагонами (Т_ваг ) следует принимать равным 0,13 ч. Общие потери времени по группе (ТВ): на перестановку вагонов, открытие люков, пломбирование и другие подготовительно-заключительные операции можно определить:

                  ТВ= Т_ваг (П_в.гр –1) = 0,13 (П_в.гр –1)                                      (3.14)

                  ТВ= Т_ваг (П_в.гр –1) = 0,13 (7 –1)=0,78 ч.

Тогда рабочее время на обработку  группы вагонов (ТР_гр) будет равно:

при выгрузке-

ТР_гр = Т1_гр – ТВ = 3,67 - [0,17 ∙ (N_гр - 1 )]- [0,13 ∙ (П_в.гр –1)].              (3.15)

ТР_гр = Т1_гр – ТВ = 3,67 - [0,17 ∙ (1- 1 )] - [0,13 ∙ (6 –1)]=2,89ч.

 

Рабочее время устройства на обработку  одного вагона (ТР_в) следует рассчитать по формуле:

                                                                                             (3.16)

                                              ч

Тогда необходимая производительность устройств погрузки вагонов определяется :

                                                        ,                                      (3.17)

где Гв - количество зерна в вагоне.

                                                       т/ч

Производительность приемных и  отгрузочных устройств, рассчитанная на обработку вагона с масличными культурами (шрот, рапс) представлена в табл.3.1 .

Таблица 3.1.

 Производительность устройств для разгрузки вагонов, т/ч

Производи-тельность транспортирующего  оборудования, т/ч	Назначение устройства
	Разгрузка				Погрузка
	Марка
	для вагонов-зерновозов, самотеком  через пары люков			для вагонов общего назначения	ЛД-5(8)		ШВЗ
	одну	две	три	мех. лопата	ВРГ
100	80	80	80	70	80	80	80
175	130	130	130	70	131	130	130
350	130	205	258	70	166	160	130

 

Необходимое количество отпускных  устройств определяют по формуле:

                                                                                   (3.18)

                                

 

Принимаем одно отпускное  устройство на железнодорожный транспорт. Объемно-планировочное решение по расположению устройств на железнодорожных  путях выбирается исходя из проведенных  расчетов и компоновки их по отношению к силосу.

При проектировании причалов и устройств для погрузки судов  руководствуются Нормами технологического проектирования. Количество причальных сооружений и устройств, а также  количество технологического оборудования, определяющие пропускную способность  причала рассчитываются, исходя из:

- Объемов годового  поступления зерна с водного  транспорта (устанавливается заданием  на проектирование);

- Обеспечения разгрузки  заданного расчетного судна в  действующие нормативные сроки.

Суточную расчетную  пропускную способность устройств  погрузки (разгрузки) судов рассчитывают по формуле:

 

                           ,                                                 (3.19)

 

где А - годовое поступление зерна (т) ;

А=135000т.

К_м - месячный коэффициент неравномерности поступления зерна с водного транспорта, принимаем К_м =2,5;

М – число месяцев навигации в году, (М=9 месяцев);

К_мет – коэффициент использования рабочего времени причалов по метеорологическим условиям (для типовых проектов принимают равным 0,85);

К_зан – коэффициент занятости причала по времени грузовыми и вспомогательными операциями в течение расчетного времени (принимать равным 0,7).

 

т/сут.

 

Общее расчетное время  нахождения судна у причала t_общ определяется по формуле:

                                     ,                                                        (3.20)

 

где D – грузоподъемность судна, принимаем D=3000 т.

Р_сут – суточная пропускная способность устройств для погрузки (разгрузки) судов.

                                       ч

 

Необходимую производительность технологического оборудования, занятого на обработке речного судна, определяется по формуле:

                                                 ,                                              (3.21)

где D - грузоподъемность судна (т);

t_гр – время выполнения грузовых операций при обработке судна (ч),;

К_ив– коэффициент использования оборудования по времени (при погрузке – 0,6).