Fi
A ruuvi laivan purkukone on jatkuva mekaaninen irtotavarankäsittelyjärjestelmä, joka käyttää yhtä tai useampaa kierukkaruuvikuljetinta kuivan irtolastin, kuten viljan, sementin, lannoitteiden, hiilen ja mineraalien, poistamiseen laivojen ruumasta ja siirtämiseen rantavarastointi- tai kuljetusjärjestelmiin. Kahmarien purkajiin verrattuna ruuvipurkaimet toimittavat suurempi hyötysuhde, pienemmät lastihäviöt ja huomattavasti vähemmän pölyn muodostusta , joten ne ovat ensisijainen valinta viljaterminaaleihin, sementin tuontilaitoksiin ja ympäristön kannalta herkkään satamatoimintoihin maailmanlaajuisesti.
Kuinka ruuvipurkukone toimii
Ruuvilaivan purkukoneen toimintaperiaate on suoraviivainen: pyörivä kierukkaruuvi (ruuvi) lasketaan aluksen lastitilaan, jossa sen lenkit pureutuvat bulkkimateriaaliin ja työntävät sen ylöspäin ruuvin akselia pitkin pystysuoraan kuljetusputkeen. Sieltä materiaali siirretään puomin vaakasuoralle tai kaltevalle poistokuljettimelle, sitten rannan puoleiselle hihnakuljettimelle tai kuorma-autoihin ja varastosäiliöihin.
Koko mekaaninen ketju seuraa tyypillisesti tätä reittiä:
- Imuruuvi (pidossa): Yksi tai useampi vaakasuora tai kalteva imuruuvi koneen pohjassa lakaise materiaalia kiinnityslattiasta kohti pystyruuvin pohjaa. Nämä ovat kriittisiä alhaisen pitojäämän saavuttamiseksi.
- Pystysuuntainen ruuvikuljetin (nousuputki): Ydinkomponentti on halkaisijaltaan suuri kierreruuvi, joka on sijoitettu tiiviiseen putkeen, joka nostaa materiaalia pitopaikasta puomin tasolle. Tyypilliset pystysuorat ruuvin halkaisijat ovat 400 mm - 800 mm.
- Puomin kuljetin: Puomissa oleva hihna- tai suljettu ruuvikuljetin siirtää materiaalia vaakasuunnassa laiturin yläpuolella olevaan purkupisteeseen.
- Purkaminen rantaan: Materiaali putoaa laiturin kuljetinhihnalle, suppiloon tai suoraan kuorma-autoihin terminaalin sijoittelusta riippuen.
Koko pystysuora ruuvikokoonpano on asennettu kiinnityspuomiin, jota voidaan nostaa, laskea ja kääntää (kääntää vaakasuunnassa) eri asentoihin saavuttamiseksi laivan ruumassa. Useimmat nykyaikaiset yksiköt myös teleskooppivat – ruuviputki ulottuu alaspäin pysyäkseen pudottavan lastin pinnan tahdissa purkamisen edetessä.
Ajojärjestelmät ja teho
Käytännössä kaikissa nykyaikaisissa asennuksissa ruuvipurkaimet toimivat sähköllä. Pystyruuvia ohjaa korkeamomenttiinen sähkömoottori nousuputken yläosassa, tyypillisesti vaihteiston kautta. Imuruuvit käyttävät erillisiä käyttömoottoreita, mikä mahdollistaa nopeuden ohjauksen pystyruuvista riippumatta. Keskikokoisen yksikön, jonka kapasiteetti on 500 t/h, asennettu kokonaisteho vaihtelee tyypillisesti 250 kW - 450 kW , kun taas suuret suuritehoiset yksiköt (1 000 t/h ja enemmän) voivat vaatia 600–900 kW asennettua tehoa.
Ruuvilaivojen purkulaitteiden tyypit
On syntynyt useita erillisiä kokoonpanoja, jotka sopivat erilaisiin satama-asetelmiin, lastityyppeihin ja laivojen kokoihin. Oikean tyypin valinta riippuu laiturin geometriasta, aluksen leveydestä, lastin ominaisuuksista ja vaaditusta kapasiteetista.
| Kirjoita | Rakenne | Tyypillinen kapasiteetti | Paras sovellus |
|---|---|---|---|
| Portaali / kisko-asennus | Matkustaa laiturilla; portaalikehys kulkee laiturin kuljettimen päällä | 200 – 1500 t/h | Erityiset vilja-, lannoite- tai sementtiterminaalit kiinteillä laiturikuljettimilla |
| Jalusta / kiinteä pohja | Kiinnitetty laiturin rakenteeseen; vain puomi kääntyy ja luffaa | 100 – 600 t/h | Pienemmät terminaalit rajoitetulla laituripituudella; sementin tuonti |
| Laivaan / alukseen asennettu | Asennettu itse laivaan (itsepurkautuvat alukset) | 500 – 2000 t/h | Itsepurkautuvat irtolastialukset; vähentää satamalaitteiden investointeja |
| Kelluva / proomulle asennettu | Asennettu ponttoniin tai proomulle; ei laiturista riippuvainen | 200 – 800 t/h | Ankkuri- tai reiditoiminta; satamat ilman kiinteää laituriinfrastruktuuria |
| Teleskooppipuomin tyyppi | Puomin pituus säätyy aluksen säteen saavuttamiseksi; ruuviputki ulottuu pystysuoraan | 300 – 1200 t/h | Satamat, jotka käsittelevät monenlaisia aluksia (Handysize to Panamax) |
Kiskoon asennettu portaalityyppi: Yleisin kokoonpano
Kiskoon asennettu portaaliruuvilaivan purkukone on suurten irtotavaraterminaalien työhevonen. Se kulkee kiskoja pitkin laiturilla, jolloin yksi kone voi huoltaa useita laivan luukkuja peräkkäin ilman, että aluksen tarvitsee siirtää laituripaikkaa. Portaalirunkorakenne jättää laiturin kuljetinhihnalle pääsyn koneen alle, mikä mahdollistaa jatkuvan rannikon kuljetuksen purkamisen aikana. Tämän tyyppiset koneet valmistajilta kuten NEUERO, Bühler ja Cargotec (Siwertell) saavuttavat säännöllisesti 600–1 000 t/h nimelliskapasiteetin vilja- ja lannoitehuollossa.
Siwertell (suljettu ruuvi) -tyyppi: Pölytön standardi
Cargotecin kehittämässä Siwertell-mallissa käytetään täysin suljettua ruuvikuljetinketjua pitoaukosta rantapoistopisteeseen. Mikään materiaali ei altistu ilmakehälle missään vaiheessa, joten se on hallitseva valinta paikoissa, joissa pölypäästöjen on oltava lähellä nollaa – sementtiterminaalit, maltaiden ja viljan tuonti kaupunkisatamissa sekä tilat lähellä asuinalueita. Siwertellin yksiköt ovat toiminnassa yli 600 laitoksessa maailmanlaajuisesti, ja joidenkin hiilen ja viljan käsittelykapasiteetti ylittää 1 500 t/h.
Tärkeimmät arvioitavat suorituskykyvaatimukset
Kun määritetään tai verrataan ruuvipurkulaitteita, seuraavat parametrit määrittelevät todellisen suorituskyvyn ja kokonaiskustannukset tarkemmin kuin pelkät yleiset kapasiteettiluvut.
| Parametri | Tyypillinen alue | Miksi sillä on merkitystä |
|---|---|---|
| Nimelliskapasiteetti (t/h) | 100 – 2000 t/h | Määrittää aluksen läpimenoajan; on vastattava päätteen suoritustehotavoitteita |
| Pystysuuntainen ruuvin halkaisija | 400-800 mm | Suurempi halkaisija lisää kapasiteettia ja vähentää karkeiden materiaalien tukkeutumisriskiä |
| Suurin aluksen koko (DWT) | 5 000 – 100 000 DWT | Puomin ulottuvuuden ja teleskooppialueen on katettava koko aluksen keila ja pitosyvyys |
| Säilytä jäännös (% lastista) | 0,1 % – 0,5 % | Pienempi jäännös vähentää lastihäviöitä ja puhdistusaikaa matkojen välillä |
| Ruuvin pyörimisnopeus | 50-200 RPM | Korkeampi kierrosluku lisää läpimenoa, mutta nostaa ruuvilentojen ja vuorausten kulumisastetta |
| Pölypäästötaso | <1 mg/m³ (suljettu) - <10 mg/m³ (puolisuljettu) | Kriittinen ympäristölupien kannalta; oheiset mallit ovat pakollisia monilla lainkäyttöalueilla |
| Ominaisenergiankulutus | 0,3 – 0,8 kWh/t | Vaikuttaa suoraan käyttökustannuksiin; pienemmät arvot osoittavat parempaa mekaanista tehokkuutta |
| Kääntöalue | ±90° - ±270° | Leveämpi kääntö mahdollistaa sen, että kone kattaa useampia luukkukohtia liikkumatta |
| Saatavuus / käytettävyys | 85 % - 97 % | Korkea käytettävyys riippuu ruuvin lennon kulumisen seurannasta ja määräaikaishuoltoväleistä |
Pidä jäännös: eniten huomiotta jätetty mittari
Vaikka nimelliskapasiteetti herättää eniten huomiota hankinnoissa, pidä jäännös — Ruumaan jätetyn lastin prosenttiosuus, joka on poistettava käsin tai apuvälineillä — vaikuttaa huomattavasti purkamisen kokonaiskustannuksiin. Kone, joka käsittelee 50 000 tonnin Panamax-lähetyksiä 0,5 % jäännöksellä, jättää 250 tonnia alusta kohti käsin lakaisettavaksi, mikä lisää useita tunteja työtä ja viivästyksiä matkaa kohden. Parhaat nykyaikaiset ruuvinpurkaimet pidennetyillä imuruuveilla saavuttavat jäämät alle 0,15 %, mikä säästää merkittäviä työvoima- ja läpimenokustannuksia tuhansien vuosittaisten laivakäyntien aikana.
Ruuvilaivojen purkajien käsittelemät materiaalit
Ruuvikuljettimet ovat tehokkaita monenlaisissa kuivissa bulkkitavaroissa, mutta materiaalin ominaisuudet – erityisesti bulkkitiheys, hankauskyky, kosteuspitoisuus ja juoksevuus – vaikuttavat merkittävästi ruuvin suunnitteluun, vuorausmateriaaliin ja huoltoväleihin.
| Hyödyke | Bulkkitiheys (t/m³) | Key Challenge | Suunnittelun huomioiminen |
|---|---|---|---|
| Vehnä / maissi / soijapavut | 0,72 - 0,82 | Jyvät rikkoutuvat liiallisesta ruuvin nopeudesta | Ohjattu kierrosluku; lempeä imugeometria; elintarvikelaatuiset vuoraukset |
| Sementti (klinkkeri) | 1,2 - 1,5 | Korkea hankauskyky; pölyn muodostuminen; kosteusherkkyys | Kovetetut ruuvit; täysin suljettu järjestelmä; kosteudenpoistoilmanpoisto |
| Lannoite (urea, DAP, AN) | 0,75 – 1,0 | Hygroskooppinen paakkuuntuminen; syövyttää terästä | Ruostumaton teräs tai pinnoitetut lentokoneet; kuivaus ilman ruiskutus; nopea puhdistussuunnittelu |
| Hiili | 0,8 - 0,95 | Hioma; pölyräjähdysvaara | Kulutusta kestävät vuoraukset; inertin kaasun tyhjennysvaihtoehto; ATEX-luokiteltu asemat |
| Potaska / Mineraalisuolat | 1,0 – 1,3 | Erittäin hankaava; syövyttävä | Volframikarbidi-kärkiset ruuvit; 316L ruostumattomat kosketuspinnat |
| Maltaat / ohra | 0,55 - 0,65 | Matala tiheys; herkät ytimet; elintarviketurvallisuus | Alennettu RPM; sileät sisäpinnat; NSF-yhteensopivat materiaalit |
| Soijapapujauho / kalajauho | 0,55 - 0,70 | Tahmea; hajun hillitseminen; tuholaisriski | Helposti puhdistettavat pinnat; suljettu järjestelmä; suljetut tarkastusluukut |
Miksi abrasiivisuus ajaa ylläpito maksaa enemmän kuin mikään muu
Sementtiklinkkeri, potaska ja kivihiili ovat vaativimpia ruuvinpoiston kulumista. Sementtiklinkkeriä käsittelevät suojaamattomat teräslennot saattavat vaatia vaihtoa jo 8 000–12 000 käyttötunnin jälkeen. Sitä vastoin Ni-Hard- tai volframikarbidipäällysteellä varustetut ruuvit voivat pidentää käyttöikää 30 000–50 000 tuntiin samoilla materiaaleilla, mikä vähentää dramaattisesti sekä ylläpitoseisokkeja että käyttöiän kustannuksia. Oikean kulumissuojan määrittäminen ostohetkellä – sen sijaan, että se asennettaisiin jälkikäteen – on jatkuvasti kustannustehokkaampaa.
Ruuvilaivan purkulaite vs. muut irtotavaran purkumenetelmät
| Tekniikka | Kapasiteettialue | Pölynhallinta | Lastin menetys | Paras | Rajoitukset |
|---|---|---|---|---|---|
| Ruuvilaivan purkulaite | 100 – 2000 t/h | Erinomainen (mukana) | Erittäin alhainen (<0,2 %) | Vilja, sementti, lannoite, kivihiili | Vähemmän tehokas erittäin karkeille tai kokkareille materiaaleille |
| Grab / Crane Unloader | 200 – 2000 t/h | Huono – kohtalainen | Korkea (0,5–2 %) | Hiili, iron ore, scrap metal | korkea pöly; vuoto; hidas puhdistus; korkea jäännös |
| Pneumaattinen purkulaite | 50 – 400 t/h | Hyvä (mukana) | Erittäin matala | Vilja, jauhot, pelletit | Korkea energiankulutus (2–3 × ruuvi); hidas suurille aluksille |
| Kauhahissin purkukone | 300 – 1500 t/h | Kohtalainen – hyvä | Matala – kohtalainen | Vilja, kivihiili, mineraalit | Monimutkainen mekaaninen järjestelmä; kauhojen/ketjujen korkea huoltotarve |
| Itsepurkautuva hihna | 1 000 – 5 000 t/h | Kohtalainen | Matala | Hiili, aggregate, iron ore (large volumes) | Vaatii erityisesti rakennetun itsepurkautuvan aluksen; korkeat pääomakustannukset |
Ruuvilaivan purkukoneen ratkaisevia etuja kouranostureisiin nähden ovat pölynhallinta ja lastin talteenotto. Viljaterminaalissa, joka käsittelee 300 aluksen käyntiä vuodessa ja keskimääräinen lasti 30 000 tonnia, vähentämällä roiskeiden ja jäännösten määrää 1,0 %:sta (tarrattu) 0,2 %:iin (ruuvipurkain) saa talteen noin 2 400 lisätonnia myyntikelpoista lastia vuodessa – suora tulohyöty, joka maksoi tyypillisesti 3 palkkiojärjestelmän kustannukset. vuotta.
Pneumaattisia purkulaitteita vastaan ruuvijärjestelmät tehostavat energiatehokkuutta. Pneumaattinen järjestelmä, joka käsittelee viljaa nopeudella 200 t/h, voi kuluttaa 1,5–2,5 kWh/t, kun taas vastaava ruuvijärjestelmä kuluttaa 0,3–0,5 kWh/t – 4x–6x energiansäästö, mikä merkitsee suoraan alhaisempia käyttökustannuksia käsiteltyä tonnia kohden.
Asennus-, käyttöönotto- ja huoltonäkökohdat
Laituri- ja perustusvaatimukset
Kiskoon asennettavat ruuvilaivojen purkukoneet kuormittavat laituria merkittävästi rakenteellisesti. Täysin varustetun 600 t/h koneen, jossa on teleskooppipuomi, omapaino on tyypillisesti 150-280 tonnia . Laiturin suunnittelussa on otettava huomioon pyöräkuormat, tuulikuormat (tyypillisesti suunniteltu Beaufort 12 -myrskyolosuhteisiin pysäköidyssä asennossa) ja seisminen kuormitus tarvittaessa. Suurien portaaliyksiköiden raideleveys on yleensä 10–16 metriä. Kaikissa terminaalin laajennuksissa tai uusissa rakennusprojekteissa on otettava yhteyttä rakennesuunnittelijoihin, jotka varmistavat laiturin kantavuuden ennen koneen kokoonpanon määrittämistä.
Ruuvilentojen kulumisen valvonta
Nykyaikaisissa ruuvilaivojen purkukoneissa on yhä enemmän kulumisenvalvontajärjestelmiä – ultraäänipaksuuden mittausantureita, jotka on upotettu ruuvin kärkiin tai kuljetinputken vuoraukseen – jotka raportoivat reaaliaikaiset kulumistiedot ohjausjärjestelmälle. Tämän ansiosta huoltotiimit voivat suunnitella lentojen korvaamisen todellisen kunnon perusteella kiinteiden aikaväleiden sijaan, mikä vähentää odottamattomia vikoja jopa 40 % dokumentoiduissa tapaustutkimuksissa Pohjois-Euroopan sementtiterminaaleista.
Rutiinihuoltovälit
- Päivittäin: Ruuvien kunnon silmämääräinen tarkastus, ylempien ja alempien ruuvilaakerien voitelutarkastukset, imuruuvien tiivistysjärjestelmien tarkastus
- Viikoittain: Vaihteiston öljytason tarkastus, ajokiskon ja pyörän laipan tarkastus, puominnostimen vaijerin kunnon arviointi
- Kuukausittain: Kaikkien kääntörenkaan laakerien täydellinen voitelu, ruuviputkien vuorauksen kulumisen tarkastus, sähköpaneelin tarkastus
- Vuosittainen: Täysi ruuvin lennon mittatarkastus, vaihteistoöljyn vaihto, rakenteellisen halkeaman tarkastus valmistajan väsymisanalyysin mukaan, kriittisten rakennehitsausten rikkomaton testaus (NDT)
Tyypillinen käyttöikä
Hyvin huollettu ruuvilaivan purkukone vilja- tai lannoiteterminaalissa voi saavuttaa käyttöiän noin 25-35 vuotta päärakenneosille (portaalirunko, puomin rakenne, ajotelit). Ruuvit ja kulutuspinnat ovat kulutusosia, jotka vaihdetaan 3–7 vuoden jaksolla materiaalin hankaavuudesta riippuen. Käyttömoottorit ja vaihteistot vaativat tyypillisesti peruskorjauksen tai vaihdon 15–20 vuoden välein. Tämän pitkän käyttöiän ansiosta alkupääomakustannukset – tyypillisesti 3–12 miljoonaa Yhdysvaltain dollaria keskikokoiselle ja suurelle kiskoon asennetulle yksikölle – ovat perusteltuja koneen käyttöiän aikana käsiteltyä tonnia kohden.
Johtavat valmistajat ja merkittävät asennukset
| Valmistaja | Tuotemerkki/tuotelinja | Huomattava asennus | Kapasiteetti |
|---|---|---|---|
| Cargotec (Suomi) | Siwertell | COFCO Grain Terminal, Tianjin, Kiina | 2 × 1 000 t/h (vehnä) |
| NEUERO (Saksa) | NEURO Portquip | Hampurin sataman viljaterminaali | 600 t/h (vilja) |
| Bühler Group (Sveitsi) | PORTALINK / SICON | Useita viljaterminaaleja Brasiliassa ja Euroopassa | 300 – 800 t/h |
| Van Aalst (Alankomaat) | Ruuvinpurkaja-sarja | Rotterdamin sementtiterminaali | 400 t/h (sementti) |
| BEUMER Group (Saksa) | Laivan purkukone | Lannoiteterminaali, Jorf Lasfar, Marokko | 500 t/h (DAP/urea) |
| Metso Outotec (Suomi) | Bulkkikäsittelyjärjestelmät | Mineraaliterminaalit, Kaakkois-Aasia | Jopa 1200 t/h |
Siwertellin suljetulla ruuvijärjestelmällä on maailman laajin asennettu kanta ympäristön kannalta herkkiin sovelluksiin, ja yli 600 yksikköä on käytössä vilja-, sementti- ja hiiliterminaaleissa kaikilla mantereilla. NEUERO-koneet ovat erityisen yleisiä eurooppalaisissa viljaterminaaleissa, joissa niiden modulaarinen rakenne yksinkertaistaa varaosien logistiikkaa useiden terminaalioperaattoreiden kesken. Suurimpia kapasiteettivaatimuksia varten – irtohiilen ja mineraalien purkaminen yli 1 500 t/h – jotkut käyttäjät yhdistävät ruuvipurkaimet ruumassa lattian lakaisussa kauhahissijärjestelmiin pystysuorassa päänostimessa, jolloin saadaan aikaan ruuvin imuaukon pölynhallinta kauhajärjestelmän suurella teholla.
Oikean ruuvipurkaimen valitseminen: Päätöksen tarkistuslista
- Määrittele rahtiyhdistelmäsi: Kone, joka on optimoitu viljalle 0,75 t/m³ irtotiheydellä, on moottorin vääntömomentin suhteen alimitoitettu, jos lisäät myöhemmin sementtiklinkkeriä 1,4 t/m³. Määritä kaikki hyödykkeet etukäteen.
- Vahvista aluksen kokoalue: Suurin säteen, pitosyvyys ja luukun aukon mitat suurimmalle laiturille odotettavissa olevalle alukselle on tarkistettava puomin ulottuvuuden ja teleskooppiiskun spesifikaatioiden perusteella.
- Aseta pölypäästövaatimukset: Tarkista paikalliset ympäristömääräykset ennen kuin määrität avoimen vs. suljetun mallin. Monet satamat EU:ssa, Pohjois-Amerikassa ja kaupunki-Aasiassa edellyttävät nyt <5 mg/m³ pölypäästöjä, mikä edellyttää täysin suljettuja ruuvijärjestelmiä.
- Arvioi laiturin kantavuus: Pyydä rakennesuunnittelijaa varmistamaan, että olemassa oleva laituri kestää koneen omapainon ja dynaamiset kuormat ennen koneen painon ja raidevälin viimeistelyä.
- Laske kokonaiskustannukset, ei vain pääomakustannuksia: Halvempi kone, jossa on vakiokulutusvuoraukset, voi maksaa enemmän tonnia kohden 20 vuoden aikana kuin premium-kone, jossa on karkaistu ja korkea käytettävyys.
- Arvioi varaosien toimitusketju: Varmista syrjäisillä sijainneilla sijaitsevien terminaalien osalta, että valmistajalla on alueellinen varaosavarasto tai että se pystyy toimittamaan kriittiset kuluvat komponentit (ruuviliitokset, vuoraussegmentit, vaihteiston sisäosat) 48–72 tunnin sisällä.
- Suunnitelma automaatiosta: Nykyaikaiset ruuvilaivojen purkukoneet voidaan varustaa törmäyksenestotutkalla, pitokäyräskannauksella (LIDAR) ja automaattisella syvyyssäädöllä. Jos pääte aikoo siirtyä kohti puoliautonomista tai täysin automatisoitua toimintaa koneen käyttöiän aikana, määritä ohjausjärjestelmän infrastruktuuri nyt.
