Перевалка глинозема: с корабля в вагон без влаги и пыли

Примыкание расправленного загрузочного рукава вкладыша на установочной траверсе к фланцу загрузочной головки бункера. Фотографии предоставлены автором

В декабре 2018 года на терминале АО «Находкинский морской торговый порт» под перегрузку встал опытный теплоход с грузом глинозема навалом. Ранее в порту Находка такой груз никогда не перегружался. Его обработка стала возможной благодаря успешной реализации совместного проекта Находкинского морского торгового порта, компании РУСАЛ и инжиниринговой компании TTS – предприятия по производству оборудования для сыпучих грузов.

Задачи проекта

Цель проекта – создание универсального мобильного бункерного комплекса для грейферной перевалки навалочного глинозема из морских судов на железнодорожный транспорт – в полувагоны, оборудованные мягкими герметичными вкладышами для перевозок гигроскопических грузов до предприятий.

Итоговый проект выгоден всем участникам процесса: для порта это привлечение стабильного потока импортного груза, для РЖД – возможность проведения сдвоенных операций по загрузке вагонов, для клиента – развитие перевалки глинозема в Дальневосточном регионе.

Важной задачей было обеспечить пылеподавление за счет аспирации и фильтрации, а также провести сбор и утилизацию пыли по замкнутому циклу.

Глинозем – груз гигроскопичный, он имеет свойство вбирать в себя и поглощать влагу. Поэтому так важно сохранять целостность вкладыша полувагона при его погрузке, чтобы гарантировать сохранность груза при транспортировке. Это было обеспечено за счет применения новой технологии погрузки – погрузка производится в предварительно раздутый вкладыш с его одновременной регулируемой аспирацией. Кроме того, проект позволил решить задачу с погрузкой до грузоподъемности вагонов для исключения возврата транспорта, что позволяет использовать по максимуму пропускную способность терминала.

Общий вид универсальной бункерной установки. Фото предоставлено автором

Конструкция универсальной бункерной установки состоит из:

– несущей металлоконструкции бункера с лестницами, колесными парами и крышками чашек бункера;

– металлоконструкции из двух сдвоенных чаш бункеров;

– системы пылеподавления замкнутого типа, которая состоит из решетки с системой flex-flap, системы аспирации и фильтрации запыленного воздуха, что отвечает всем современным требованиям по пылеподавлению;

– 4 секторных затворов;

– 4 расходомеров;

– 4 загрузочных фланцев с выведенными каналами погрузки глинозема, аспирации и наддува;

– траверсы для подъема вкладыша ВВМР (расшифровывается как «вкладыш вагонный мягкий разовый») из полувагона;

– консольного крана для операций с вкладышами;

– пневматической системы;

– системы управления и электроснабжения бункера.

Перегрузка из судна во вкладыш в полувагоне через грейферную бункерную установку производится по отработанной схеме.

Погрузка глинозема в предварительно раздутый вкладыш с аспирацией. Фото предоставлено автором

В верхней части бункера в месте ссыпания груза с грейфера установлены специально разработанные решетки и система клапанов flex-flap. Сетчатые решетки с ячейками определенного размера не позволяют пропускать посторонние предметы в чаши бункера. А система flex-flap представляет собой особую конструкцию, состоящую из специальных уплотнительных пластин: они служат в качестве односторонних клапанов, пропускающих груз через себя и после этого закрывающихся. Это не дает пыли выйти обратно наружу после высыпания глинозема из грейфера в бункер. Помимо этого, по периметру верхней части бункера сделан специальный фартук из листа и пылезащитной сетки. А для отвода пыли изнутри чаш бункера предусмотрены воздуховоды аспирации с регулируемыми задвижками, которые связаны со специальной фильтрующей установкой. На нее же выведены воздуховоды с регулируемыми задвижками, предназначенными для удаления запыленного воздуха из загружаемых глиноземом вкладышей.

Далее, в установленный под бункером полувагон с разложенным по дну кузова ВВМР опускается погрузочная траверса. В ее гнездах раскрепляются загрузочные рукава вкладыша, затем траверса поднимается и обеспечивает примыкание раскрытых рукавов к загрузочным фланцам бункера с использованием специальных резиновых прокладок, что обеспечивает герметичность соединения. На этом этапе включается раздув вкладыша в полувагоне непосредственно под бункером – в раздутом состоянии вкладыш поддерживается все время погрузки глинозема. Затем открываются секторные затворы чашек бункера, начинается погрузка глинозема в ВВМР и включается аспирация вытесняемого из вкладышей при погрузке воздуха. По завершении погрузки аспирация выключается, траверса опускается на погруженный объем глинозема во вкладыше полувагона, загрузочные рукава траверсы отсоединяются от вкладыша, траверса поднимается в верхнее положение – и под бункер устанавливается следующий полувагон.

Остатки пыли после очистки из фильтрующей установки собираются в специализированный закрытый мягкий контейнер (big bag) – его разработчики разместили на платформе в нижней части бункера. Когда пыль накопится, контейнер снимается с платформы и его содержимое высыпается в бункер. Таким образом, сбор и утилизация пыли происходит полностью по закрытому циклу.

Перегрузка глинозема через бункерную установку во вкладыши в полувагоны. Фото предоставлено автором

Задача по сохранению целостности вкладыша была решена за счет специально разработанной и реализованной в данном проекте технологии предварительного раздутия перед погрузкой в полувагоне непосредственно под бункером и поддержания его в раздутом состоянии во время погрузки глинозема. За счет этого удается исключить образование складок материала вкладыша.

Использовавшиеся ранее технологии погрузки сыпучих материалов в вагонные вкладыши не позволяли полностью исключить образование таких повреждений. Между тем при заваливании сыпучим глиноземом складки уменьшали внутренний погрузочный объем вкладыша и вызывали повреждения вплоть до обрывов как внутреннего, так и внешнего слоев вкладыша, что приводило, соответственно, к намоканию глинозема во время транспортировки из-за проникновения влаги через такие повреждения.

Перед загрузкой вкладыш, раздуваясь, принимает форму полного кузова полувагона. Это расправляет складки за счет избыточного давления, максимизирует внутренний объем вкладыша при погрузке и обеспечивает загрузку глинозема до грузоподъемности вагона. Для раздува специальная подъемная траверса стыкует рукава вкладыша с загрузочными рукавами бункера. На загрузочных фланцах бункера предусмотрены специальные каналы, через которые воздух от вентиляторов раздува попадает во вкладыш. Вентиляторы расположены на бункере и связываются воздуховодами с загрузочными головками бункера.

Сочетание примененных технологий предварительного раздува и регулируемой аспирации вкладыша во время погрузки позволяет не только исключить опасное для сохранности груза образование и заваливание складок глиноземом, но и одновременно обеспылить вкладыш и рабочую зону погрузки.

Точность в измерениях

А чтобы точно определить количество груза, загруженного непосредственно во вкладыш, в бункере установлены расходомеры – специальные устройства, работающие по принципу преобразования динамического движения груза через расходомер в электрический сигнал. Этот сигнал подается на преобразователь блока управления, где программа преобразует его в количественное значение – так можно узнать как массу погруженного груза в килограммах, так и скорость потока груза в килограммах в час.

Программный комплекс, разработанный под данную технологию, позволяет выполнять ряд задач и существенно упрощает работу операторов бункера. Он может, например, суммировать показания со всех загрузочных мест и отобразить полную загрузку полувагона, корректировать погрешность веса при погрузке, собирать статистические данные по предыдущим погрузкам, предотвращать пересыпание загружаемого вкладыша, закрывая затворы по команде датчиков заполнения, контролировать заполнение бункера (наличие груза в бункере) на всех этапах погрузки.

Меньше веса – больше мобильности

Принципиальной отличительной чертой бункера является его мобильность. Дело в том, что в соответствии с планом выгрузки судна бункер периодически требуется перемещать, чтобы расположить около определенного трюма. Благодаря установке бункера на опорные рельсы перемещение возможно по всему погрузочному фронту, что облегчает процесс перегрузки.

Мобильности также способствует установленная на бункере система электроснабжения, представленная в виде электрического кабельного барабана. Управление барабаном реализовано таким образом, чтобы не производить длительные переподключения с одного места электроснабжения на другое. Длина кабеля подобрана оптимально для работы по всему причалу от одного места электроснабжения.

Из мобильных свойств бункера также стоит отметить относительно небольшой вес – около 53 т в собранном виде. Металлоконструкция и система бункера выполнены с возможностью быстрого демонтажа и монтажа на новом месте эксплуатации.

Несмотря на меньший по сравнению с аналогами вес и размеры, бункер сочетает в себе многие функции, которые не используются на других стационарных точках погрузки глинозема и на других портовых терминалах. И вместе с тем бункер обладает большей мобильностью, чем другие подобные проекты.

Первые результаты

При выгрузке опытной партии глинозема в Находкинском морском торговом порту достигнутая производительность составила 800–900 т/смена при номинальной производительности бункера 1200 т/смена. То есть скорость работы на мобильном бункере сопоставима с аналогичными установками сравнительно больших размеров и работающими при перегрузке на два полувагона, установленных на двух параллельных железнодорожных путях одновременно. Такие решения приняты, например, на бункерной установке, размещенной в IV районе Морского порта Санкт-Петербург, где средняя расчетная скорость погрузки составляет те же 800–900 т/смена.

Добавим также, что в настоящее время проводится модернизация бункерной установки на территории Ванинского морского торгового порта: для организации погрузки глинозема в полувагоны с вагонными вкладышами будет использоваться аналогичный способ предварительного раздува вкладыша перед погрузкой.