Il braccio di carico delle navi da carbone: requisiti strutturali chiave per il caricamento delle navi

Il boom di una nave caricatrice di carbone determina se una nave da 100.000 DWT carica in 36 ore o brucia attraverso una finestra di ormeggio di 60 ore. Quando il braccio non riesce a raggiungere il portello più lontano, non può sopravvivere alla fatica di un ciclo di lavoro intenso o perde polvere lungo il percorso di trasferimento, il terminale assorbe i costi in ritardi e manutenzione. Hangzhou Aotuo Mechanical and Electrical Co., Ltd. (AOTUO), un produttore di macchinari portuali per rinfuse secche con oltre 20 anni di esperienza in ricerca e sviluppo ed esperienza nella produzione, valuta ogni caricatore rispetto a cinque gruppi di requisiti: portata, rigidità, resistenza, articolazione e tenuta ambientale.

Cosa deve fare il braccio di carico della nave da carbone

Un braccio di carico per navi da carbone è la struttura del trasportatore a sbalzo che sporge sopra il portello della nave e trasporta il carbone dal trasportatore della banchina nella stiva.

Il braccio è un trasportatore attivo con uno scivolo di rifilo sulla punta, non una trave inerte. Il nastro scorre al suo interno, lo scivolo è sospeso alla sua estremità e il sistema di articolazione sposta l'insieme tra i portelli. Il carbone è abrasivo e pesante, pari a circa 800-950 kg/m3 in condizioni sciolte, quindi la struttura gestisce sia il carico dinamico che l'erosione.

Requisiti funzionali in termini di progettazione

• Trasferisci il carbone dal trasportatore della banchina al portello senza fuoriuscite o segregazione
• Posizionare lo scivolo di scarico su tutto il piano del portello tramite rotazione, orzata e telescopica
• Trasportare la cinghia, i tenditori, le pulegge, il verricello di tensionamento, la passerella e il condotto di estrazione della polvere
• Resiste al vento, alle oscillazioni dell'imbarcazione e alle dinamiche di avvio/arresto del nastro senza perdita di allineamento

Portata del braccio e spazio di lavoro

La portata del braccio è il primo requisito strutturale da risolvere poiché determina le posizioni di spostamento del caricatore lungo l'ormeggio e il numero di movimenti per portello.

La portata deve coprire il portello più lontano della nave di progettazione più grande, compresa la larghezza della nave, il bordo libero e l'altezza della mastra del portello. Un braccio breve impone una corsa extra; un braccio troppo lungo aggiunge peso morto e momento flettente che la ralla e il portale portano per tutta la vita della macchina.

Caricatore mobile per navi su rotaia per materiali sfusi, 300-1500 t/h Questo caricatore montato su rotaia è adatto a navi da 800 a 50.000 DWT, con un basso consumo energetico e un controllo delle polveri. Il design del braccio risolve direttamente i problemi di fatica e portata sollevati nella discussione adiacente. Visualizza il prodotto →

Resistenza strutturale e selezione dei materiali

La fatica domina la progettazione strutturale del braccio di una nave caricatrice di carbone; il peso statico di una cintura intera è raramente il caso determinante.

Ogni avvio e arresto del nastro, ciclo di orzata e inversione di rotazione invia un impulso di carico attraverso il braccio. Nel corso di una vita di 20 anni questo può totalizzare milioni di cicli, quindi i giunti saldati e lo spessore della lamiera determinano la longevità effettiva. L'acciaio ad alta resistenza come il Q355B è comune, ma i dettagli critici sono le categorie di fatica alla base del boma e alle staffe del cilindro di brandeggio.

Integrazione del sistema di trasporto sul braccio

La geometria del braccio segue il trasportatore; gli ingegneri strutturali e il fornitore del trasportatore devono risolvere insieme le tolleranze di deflessione.

Il nastro deve mantenere il profilo di conca lungo una struttura inclinata e articolata. La deflessione del braccio modifica la tensione e l'allineamento del nastro, quindi i limiti di rigidità sono spesso stabiliti dall'allineamento del trasportatore piuttosto che dallo stress. I tipici nastri caricatori delle navi che trasportano carbone funzionano a una velocità compresa tra 2,5 e 4,5 m/s con capacità da 1.000 a 3.000 t/h.

Trasportatore a nastro per materiali sfusi e finiti Con capacità fino a 3.000 t/h e larghezze di banda da B400 a B2200, questo trasportatore supporta il sistema a braccio articolato. È in linea con i requisiti di deflessione strutturale e di tracciamento del nastro indicati di seguito. Visualizza il prodotto →

Requisiti di rotazione, orzata e telescopica

Il sistema di articolazione trasforma una linea di trasporto fissa in un braccio in grado di depositare il carbone in ogni angolo di ogni stiva.

I caricatori navali montati su rotaia in genere combinano tre movimenti sopra il portale e la struttura del braccio deve essere dettagliata per ciascuno di essi senza compromettere gli altri.

1. Un anello girevole sopra l'attico ruota il braccio attorno a un asse verticale, in genere più o meno 110 gradi, per coprire i portelli su entrambi i lati della linea di viaggio del caricatore.
2. I cilindri di orzatura sollevano e abbassano il boma per adattarsi ai cambiamenti del bordo libero man mano che l'imbarcazione effettua l'assetto e la marea sale o scende.
3. Una navetta telescopica estende il braccio per il portello lontano e si ritrae per quello vicino, mantenendo l'angolo dello scivolo vicino alla verticale.
4. Lo scivolo di rifinitura sulla punta del braccio ruota e si inclina in modo indipendente, posizionando il carbone con precisione nella stiva e riducendo al minimo polvere e fuoriuscite.

Controllo delle polveri e carico ambientale

La barriera è anche una recinzione ambientale; ogni apertura che lascia fuoriuscire la polvere di carbone può mettere un terminale sopra il suo permesso di emissione di particolato.

Il controllo delle polveri combina recinzione, estrazione e soppressione. Il nastro è coperto lungo l'intero braccio, lo scivolo si abbassa vicino alla superficie del carbone e un collettore di polveri o un anello di spruzzatura dell'acqua cattura le particelle fini nel punto di trasferimento. Il carico del vento complica il caso strutturale perché un boma completamente chiuso presenta un'ampia superficie velica; il progetto deve separare il limite operativo del vento dalla condizione di parcheggio in caso di tempesta.

• Copricinghia completamente chiusi che percorrono l'intera lunghezza del braccio
• Scivolo telescopico con gonna antipolvere regolabile
• Condotto di raccolta polveri collegato ad un filtro a maniche o ad una unità centrale di aspirazione
• Anello spruzzatore d'acqua nel punto di trasferimento della barra
• Guarnizioni battiscopa e sistemi raschia-nastro sulla puleggia di coda

Collettore di polveri a sacco a getto a impulsi per la rimozione della polvere dalle porte Questo depolveratore gestisce grandi volumi d'aria e filtra le particelle fini a bassi livelli di emissione. Si integra con il caricatore e il sistema di trasporto, rispettando i limiti ambientali imposti dagli scenari operativi di vento e parcheggio. Visualizza il prodotto →

Abbinare il Boom alla Flotta Terminale

Nessuna specifica del braccio è completa finché non viene confrontata con l'effettiva flotta di navi, la disposizione dell'ormeggio e la produttività prevista.

I proprietari dei terminali dovrebbero confrontare l'involucro del braccio del caricatore candidato con i piani di portello delle navi che faranno scalo regolarmente, compresi i futuri cambiamenti della flotta. Un progetto come quello Progetto di movimentazione di rinfuse nel porto di Huizhou mostra come le condizioni del sito modellano le specifiche finali della barra.

Per un confronto più ampio tra le scelte delle specifiche, il capacità del caricatore di navi da carbone e guida al controllo delle polveri copre le stesse decisioni progettuali da un punto di vista operativo.

Domande frequenti

Qual è lo sbraccio più lungo necessario per una nave caricatrice di carbone?

Per una nave portarinfuse da 200.000 DWT, il punto di scarico deve generalmente raggiungere dai 38 ai 42 m dalla linea centrale della macchina. Per navi da 60.000 DWT, in genere sono sufficienti da 24 a 28 m, a seconda della disposizione della trave e del portello.

Quale acciaio viene utilizzato per i bracci delle caricatrici delle navi che trasportano carbone?

L'acciaio strutturale ad alta resistenza come Q355B o equivalente è comune. Il fattore determinante è la categoria di fatica dei dettagli saldati alla base del braccio e alle staffe dei cilindri, non solo la qualità del materiale di base.

In che modo il braccio di un caricatore navale controlla la polvere di carbone?

Il braccio utilizza coperture a cinghia completamente chiuse, uno scivolo di rifinitura telescopico con gonna antipolvere, condotto di raccolta polvere integrato e un anello di spruzzatura dell'acqua nel punto di trasferimento. Ogni elemento è studiato per contenere le sanzioni alla fonte.

Perché la rigidità del braccio è fondamentale per il trasportatore?

Una deflessione eccessiva disturba il tracciamento del nastro e modifica l'angolo del canale di rinvio, causando perdite e danni al nastro. Il limite di deflessione strutturale è quindi fissato dalla tolleranza di allineamento del trasportatore piuttosto che dal solo limite di sollecitazione.