UI 9: Sisteme tehnice navale i portuare n terminalul pentru mrfuri solide n vrac

106

Unitatea de nvare nr. 9SISTEME TEHNICE NAVALE I PORTUARE N TERMINALUL PENTRUMRFURI SOLIDE N VRACUnitatea de studiu 9.3Probleme specifice lanurilor tehnologice din terminalele pentru mrfuri solide n vracRitm de studiu recomandat: 100 min.

Cuprins

v Lanuri tehnologice n terminalele pentru mrfuri solide n vrac.v Lanuri tehnologice n terminalul portuar pentru minereu.v Podul transbordor de cheu.v Productivitatea podului transbordor de cheu.

OBIECTIVELE UNITII DE STUDIU 9.3.

- identificarea elementelor lanurilor tehnologice n terminalele pentru mrfuri solide n vrac.- identificarea elementelor lanurilor tehnologice n terminalul pentru minereu.- identificarea i caracterizarea constructiv i tehnologic a elementelor principale alepodului transbordor de cheu;- determinarea ciclului de transfer i a productivitii podului transbordor de cheu.

9.3.1. Lanuri tehnologice n terminalele pentru mrfuri solide n vrac

Transferul mrfurilor solide n vrac se realizeaz ntre nav i cheu, n ambelesensuri, prin combinarea variantelor de instalaii i echipamente portuare utilizate pentruncrcare/descrcare prezentate n US 9.2.

Fig.9.3.1. Schema tehnologic de descrcare a m.s.v. de la nav la vagon cu macara de cheu cu graifer

Fig.9.3.2. Schema tehnologic de descrcare a minereului cu pod Ceretti i sistem cu transportor cu band

UI 9: Sisteme tehnice navale i portuare n terminalul pentru mrfuri solide n vrac

107

Fig.9.3.3. Schema tehnologic de manipulare a Fig.9.3.4. Lan tehnologic de export al minereuluimrfurilor pulverulente cu instalaie pneumatici sistem transportor cu band

Fig.9.3.5. Lan tehnologic pentru transferul mrfurilor pulverulente.

Tem pentru studiu 9.3.1: Identificai elementele lanurilor tehnologice n terminalelepentru mrfuri solide n vrac din portul Constana pe modelul operatorilor portuari:Silotrans, Chimpex, Comvex, Minmetal, etc.

UI 9: Sisteme tehnice navale i portuare n terminalul pentru mrfuri solide n vrac

108

9.3.2. Lanuri tehnologice n terminalul portuar pentru minereu

ntr-un terminal portuar pentru minereu lanurile tehnologice trebuie s asiguretransferul ntre nav i cheu, depozitarea i distribuia ctre alte moduri de transport amrfurilor solide n vrac, n acest caz a minereului. Pornind de la particularitile operatoruluispecializat din portul Constana fluxul tehnologic poate fi sintetizat n urmtoarele variante deexploatare portuar:

a) Lan tehnologic de importUtilaj de descrcare a navei maritime - transportor cu band pe cheul maritim -

band transportoare de depozit - utilaj de predare a mrfurilor n depozit.b) Lan tehnologic de exportUtilaj de predare a mrfurilor din depozit - band transportoare din depozit - band

transportoare de cheu fluvial - utilaj de ncrcare a navei fluviale.c) Lan tehnologic de tranzitare direct a mrfurilorn cazul terminalului de minereu Comvex acest lan tehnologic presupune transferul

de la dana maritim la dana fluvial.Utilajul de descrcare a navei maritime - band transportoare pe cheul maritim -

band transportoare pentru transit - band de transport pe cheul fluvial utilaj de ncrcare anavei fluviale.

O nelegere mult mai facil a problematicii terminalului portuar pentru minereu esteposibil prin parcurgerea fig. 9.3.5

UI 9: Sisteme tehnice navale i portuare n terminalul pentru mrfuri solide n vrac

109

Fig.9.3.5. Locul i rolul sistemelor tehnice portuare n terminalul pentru mrfuri solide n vrac

Tem pentru studiu 9.3.2: Identificai caracteristicile de productivitate asociateelementelor lanurilor tehnologice n terminalul pentru minereu Comvex din portulConstana.

9.3.3. Podul transbordor de cheu

Podurile transbordoare sunt instalaii portuare complexe, cu raz mare de aciune. Eledeservesc danele mineraliere, danele specializate n operarea produselor metalurgice iterminalele de containere. n figura de mai jos ntlnim un astfel de pod de transbordare. Dinpunct de vedere constructiv podurile de transbordare sunt:

cu cabina de comand acionat separat de cruciorul de sarcin; cu cabina de comand amplasat pe cruciorul de sarcin.

Un pod transbordor are urmtoarele componente:

partea metalic a podului de transbordor cuprinde:a) Portalurile este structura de baz a instalaiei deoarece pe acestea se sprijin tot

ansamblul podului de transbordare. Picioarele portalurilor se termin la partea inferioar cucte dou grupe de boghiuri prin intermediul crora se realizeaz translaia podului pe inelede rulare, de-a lungul frontului de acostare.

b) Grinda principal este elementul de legtur ntre cele dou portaluri, de-a lungulacestei grinzi se deplaseaz cruciorul de sarcin pe inelele de rulare montate pe grind.Grinda se poate prelungi deasupra bazinului printr-o consol rabatabil care faciliteazacostarea navelor la dan. Pentru a manevra consola de la poziia orizontal la poziia

UI 9: Sisteme tehnice navale i portuare n terminalul pentru mrfuri solide n vrac

110

vertical i invers n prelungirea portalului dispre bazin este amplasat un pilon, la acesta searticuleaz balansina prin intermediul creia se realizeaz bascularea consolei dinspre bazin.

c) Cabina mecanismelor conine mecanisme de acionare a elementelor mobile aleinstalaiei precum i aparatura electric aferent circuitelor de comand.

d) Buncrul este amplasat ntre cele dou portaluri i are forma unui trunchi depiramid ptrat cu baza mic n jos. Buncrul contribuie la reglarea fluxului de operaredatorit funciilor sale de preluare, depozitare temporar i distribuirea mrfurilor operate.

Fig.9.3.6. Pod transbordor de cheu:1-portal; 2-grind principal;3-consola rabatabil;4-pilonul; 5-cruciorul desarcin; 6-balansin;7-cabina mecanismelor; 8-buncr.

Instalaia de acionare se compune la rndul ei din:a) Mecanismul de translaie a podului de transbordare realizeaz deplasarea

acestuia pe ine de-a lungul frontului de acostare. Acionarea trenului de rulare se realizeazdin cabina de comand i este acionat de electromotoare. Alimentarea instalaiei se face deasemenea printr-un cablu nfurat pe un tambur montat pe portalul dinspre uscat.

b) Mecanismul de translaie a cabinei de comand i a cruciorului de sarcinrealizeaz deplasarea acestora de-a lungul grinzi principale, pe toat lungimea cursei active.Acionarea mecanismului se face din cabina de comand

c) Mecanismul de ridicare a sarcinii realizeaz deplasarea pe vertical a acesteia cti acionarea dispozitivelor de lucru.

d) Mecanismul de basculare a consolei faciliteaz acostarea navelor n dan ideplasarea n siguran a podului de transbordare de-a lungul frontului de acostare. Acionareaacestui mecanism se face din cabina de comand.

e) Dispozitivele de siguran asigur funcionarea normal a instalaiei i reduc laminim riscurile de avariere pe timpul operaiunilor. Principalele dispozitive de siguran alepodurilor de transbordare sunt: limitatoare de final de curs, limitatoare de suprasarcin ilimitatoare de vnt.

Dispozitivele de lucru pentru podurile de transbordoare sunt: crligul, graiferul isprederul, funcie de specializarea danei.

Principalele caracteristici tehnice de exploatare ale podurilor de transbordoare sunt:capacitatea de ridicare n siguran; raza maxim de aciune; nlimea de ridicare deasuprainei de rulare; ecartamentul; viteza de manevrare vertical a sarcinii; viteza de translaie acruciorului de sarcin; viteza de translaie a podului.

UI 9: Sisteme tehnice navale i portuare n terminalul pentru mrfuri solide n vrac

111

Tem pentru studiu 9.3.3: Identificai caracteristicile tehnice ale podului transbordorde cheu utilizat pentru transferul de minereu n terminalul portuar Comvex.

9.3.4. Productivitatea podului transbordor de cheu

9.3.4.1. Ciclul de transfer al podului transbordor de cheu

Cunoatem din US 4.1. caracterizarea conform creia ciclul de transfer al mrfii de lanav la cheu reprezint procesul prin care marfa este preluat de la bordul navei sau de pedan cu utilajele de transfer.

n cazul de fa caracteristicile i operaiile ciclului de transfer al unui podtransbordor de cheu sunt prezentate n tabelul 9.3.1 i n fig.9.3.7.

Tabel 9.3.1

Op.Instalaia de

acionareCaracteristici electromotoare Viteze de lucru

[m/min]/[m/s]Distane delucru [m]

Pornire [s] Frnare [s]

1 nchidere graifer 3,1 3,1 150/2,5 9,02 Ridicare graifer plin 3,1 3,2 150/2,5 23,803 Translaie crucior graifer

plin5,0 5,0 180/3,0 30,30

4 Deschidere graifer 3,2 3,1 150/2,5 9,05 Translaie carucior graifer

gol5,0 5,0 180/3,0 30,30

6 Coborre graifer gol 3,1 3,2 150/2,5 22,80

Determinarea duratei ciclului de lucru al utilajului principal TUP se face nsumndtimpii operaiilor componente:

nchiderea graiferului i preluarea minereului; Ridicarea graiferului. Cnd acesta a ieit din hambarul navei, ncepe i micarea

de translaie a cruciorului cu sarcina, realizndu-se o micare combinat, similar cucea de la coborrea graiferului; Deschiderea graiferului; Deplasarea cruciorului spre nav pentru o nou ncrcare a graiferului cu

minereu.

=

+=6

21

iiUP ttT j

- coeficientul de simultaneitate (0,7 0,8), i = 2- 6.

UI 9: Sisteme tehnice navale i portuare n terminalul pentru mrfuri solide n vrac

112

Fig.9.3.7. Ciclul podului transbordor de cheu de 50 tf (fr suprapunerea parial a fazelor de lucru)

Suprapunerea parial a fazelor de lucru conduce la reducerea important a cicluluide lucru, contribuind la scurtarea duratei de operare a navei.

Fig.9.3.8. Ciclul podului transbordor de cheu de 50 tf (cu suprapunerea parial a fazelor de lucru)

9.3.4.2. Productivitatea de exploatare a utilajului principal (podul transbordor)

tUPgUP KTCP = )/3600( gCg - capacitatea volumetric a graiferului [m3]; - densitatea mrfii solide n vrac, [t/m3];TUP - ciclul de transfer al utilajului principal [s];Kt - coeficient de utilizare n timp, Kt = 0,57 - 0,7.

Prin suprapunerea parial a fazelor de lucru ale podului transbordor de cheu seobine TUP = 50,15 s. n condiiile n care Cg = 13 m3, = 2,4 t/ m3, Kt = 0,7 obinem:

htPUP /_15687,0)15,50/4,2133600( ==

Analiza procedurilor de transfer portuar al mrfurilor relev condiionarea costurilorde operare de performanele sistemelor de manipulare. n cazul de fa msura de suprapunereparial a fazelor de lucru este favorabil, deoarece implic o durat a ciclului mai mic i oproductivitate a utilajului principal mai mare.

Aceast suprapunere a operaiilor conduce la creterea vitezei de operare a navei i lascderea timpului de staionare a navei la dan. Efectul obinut este scderea costurilor pe

UI 9: Sisteme tehnice navale i portuare n terminalul pentru mrfuri solide n vrac

113

tona de marf manipulat, deoarece costurile de operare vor fi distribuite pe o cantitate maimare de marf manipulat n unitatea de timp.

O alt consecin a vitezei mai mari de operare este diminuarea timpului de staionarea navei n port, lucru care se va reflecta n scderea costului transportului maritim i aproduselor transportate.

n concluzie, suprapunerea operaiilor realizate de utilajul principal ntr-un ciclu deexploatare are ca efect scderea costurilor i timpi de staionare mai mici, cu influenimediat asupra costurilor transportului maritim i n final a costurilor produselor.

Tem pentru studiu 9.3.4: Refacei pe cale grafic problema prezentat n tabelul9.3.1 i n fig. 9.3.7 i 9.3.8 (recomandm, pentru scara vitezei 1m/s=10 mm, pentru scaratimpului 1s= 5 mm.

9.3.5. TESTE DE AUTOEVALUARE

1. Lanul tehnologic la import, specific activitii dintr-un terminal de mrfuri solide n vrac,este compus din:

a) Utilaj de descrcare a navei maritime - transportor cu band pe cheul maritime -band transportoare de depozit - utilaj de predare a mrfurilor n depozit;

b) Utilaj de predare a mrfurilor din depozit band transportoare din deposit-band transportoare de cheu fluvial - utilaj de ncrcare a navei fluviale;

c) Utilaj de descrcare a navei maritime - band transportoare pe cheul maritime -band transportoare pentru transit - band de transport pe cheul fluvial - utilaj dencrcare a navei fluviale;

d) Varianta de manipulare presupune folosirea utilajelor de transfer care asigurtransferul secvenial al mrfurilor.

2. Lanul tehnologic la export, specific activitii dintr-un terminal de mrfuri solide n vrac,este compus din:

a) Utilaj de descrcare a navei maritime - transportor cu band pe cheul maritime -band transportoare de depozit - utilaj de predare a mrfurilor n depozit;

b) Utilaj de predare a mrfurilor din depozit band transportoare din deposit-band transportoare de cheu fluvial - utilaj de ncrcare a navei fluviale;

c) Utilaj de descrcare a navei maritime - band transportoare pe cheul maritime -band transportoare pentru transit - band de transport pe cheul fluvial - utilaj dencrcare a navei fluviale;

d) Varianta de manipulare presupune folosirea utilajelor de transfer care asigurtransferul secvenial al mrfurilor.

UI 9: Sisteme tehnice navale i portuare n terminalul pentru mrfuri solide n vrac

114

3. Lanul tehnologic de tranzitare direct a mrfurilor (de la dana maritim la dana fluvial),specific activitii dintr-un terminal de mrfuri solide n vrac, este compus din:

a) Utilaj de descrcare a navei maritime - transportor cu band pe cheul maritime -band transportoare de depozit - utilaj de predare a mrfurilor n depozit;

b) Utilaj de predare a mrfurilor din depozit band transportoare din deposit-band transportoare de cheu fluvial - utilaj de ncrcare a navei fluviale;

c) Utilaj de descrcare a navei maritime - band transportoare pe cheul maritime -band transportoare pentru transit - band de transport pe cheul fluvial - utilaj dencrcare a navei fluviale;

d) Varianta de manipulare presupune folosirea utilajelor de transfer care asigurtransferul secvenial al mrfurilor.

4. ntr-un terminal pentru mrfuri solide n vrac o nav vrachier de 85.000 tdw se afl suboperare prin intermediul unui lan de tehnologic n care utilajul conductor este un poddescrctor de cheu cu graifer, fig.9.3.1. Tehnologia de manipulare a mrfii are urmtoarelecaracteristici: Cg - capacitatea volumetric a graifrului, Cg = 12 m3; - densitatea mrfii, ==1,8t/m3; PUP - productivitatea de exploatare, PUP= 1200 t/h; Kt - coeficientul de utilizare atimpului, Kt = 0,65. Numrul de ciclii de transfer al podului transbordor, N, necesar pentrudescrcarea vrachierului este:

a) N=7154 ciclii; b) N=6054 ciclii ; c) N=4630 ciclii; d) N=3230 ciclii.

9.3.6. LUCRARE DE VERIFICARE

1. Caracterizai elementele care compun partea metalic a unui pod de transbordor de cheu.2. Caracterizai elementele care compun instalaia de acionare a unui pod de transbordor de

cheu.

9.3.7. RSPUNSURI LA TESTELE DE AUTOEVALUARE

1. A; 2. B; 3. C; 4. B.

9.3.8. BIBLIOGRAFIE

1.Nicolae, Florin Instalaii navale i portuare de operare. Editura Academiei Navale Mircea celBtrn, Constanta, 2008, curs pe suport electronic.

UI 9: Sisteme tehnice navale i portuare n terminalul pentru mrfuri solide n vrac

115

2.Nicolae, Florin Instalaii navale i portuare de operare. Editura Academiei Navale Mircea celBatran, Constanta, 2001.

3.*** - Marine Terminals, Shiploaders and Unloaders, Cement Tanker, Equipment for Power Plants,Special Applications, Ibau Hamburg, 2007.

4.*** - Port Handling Equipment. Storage and Loading Systems, www.thyssenkrupprobins.com.5.*** - Bulk Materials Handling Equipment, www.takraf.com, www.tenovagroup.com.6.***- FLSmidth Terminal Solutions. www.flsmidth.com.