Лекция 7. Специальные виды транспорта

К специальным видам транспорта относится конвейерный, канатно-подвесной, тру-бопроводный, гидравлический и пневмоконтейнерный транспорт.

Основные отличительные особенности специальных видов транспорта-стационарный характер и узкая специализация транспортных средств на транс-портировке одного рода груза, одностороннее направление потока. Специальные виды транспорта, как и всякое специализированное производство, обладают мно-гими преимуществами по сравнению с универсальными, что выражается в более низких издержках на транспортировку грузов. Но, с другой стороны, им присущи и определенные недостатки, главным из которых является отсутствие возможно-сти концентрации транспортной работы. Вследствие этого необходимо иметь, кроме того или иного специального, также и другой вид транспорта. Тем не менее применение специальных видов транспорта в определенных, условиях экономи-чески более целесообразно по сравнению с универсальным.

Технический прогресс на транспорте и в промышленности основывается на многих общих закономерностям которые находят конкретное выражение не только в постоянном и всестороннем совершенствовании техники, но и в специализа-ции транспортной работы, так же как и всякого производства вообще. В результа-те этого по мере развития техники создаются новые, главным образом специаль-ные виды транспорта, применение которых при определенных условиях обеспечивает максимальную эффективность, которая требует перераспределения транс-портной работы между различными видами транспорта.

Последние годы характеризуются интенсивным развитием и созданием но-вых специальных видов транспорта. Практика подтверждает, что применение их для перемещения массовых сыпучих грузов на расстояния до 200 км является бо-лее эффективным по сравнению с универсальными видами. Однако доля специ-альных видов транспорта в общем объеме перевозок, особенно массовых сыпучих. грузов, пока еще незначительна. Одной из основных причин этого является не-достаточная изученность сравнительной эффективности специальных видов транспорта и отсутствие в связи с этим научно обоснованных рекомендаций по областям их рационального взаимодействия как между собой, так и. с универ-сальными видами транспорта.

Ленточные конвейеры. Ленточные конвейеры - основной вид конвейеров, применяемых на промышленном транспорте для перемещения сыпучих грузов. По характеру установки они бывают стационарные, передвижные и переносные. По виду трассы в профиле ленточные конвейеры могут быть наклонными, гори-зонтальными и со сложной трассой, имеющей участки горизонтальные и с накло-ном вниз и вверх.

По конструкции отдельных узлов оборудования ленточные конвейеры бы-вают с:

- резинотканевой, резинотросовой, стальной и специальной лентами;

- одно-, двух- и трех барабанным и специальным приводами;

- подвесными и жесткими роликовыми опорами;

- жесткими и канатными ставами;

- винтовыми, грузовыми, тележечными и тележечно-грузолебедочными натяжными устройствами.

При проектировании необходимо предусматривать применение конвейер-ного транспорта:

- в производстве нерудных строительных материалов - для транспорти-ровки известняка от карьеров до цементных заводов, гравия и щебня - от карьеров до гравийно-щебеночных и обогатительных фабрик, песка - от карьеров до грузо-вых причалов и т.д.;

- на металлургических предприятиях - для доставки руды, концентрата и известняка от вагоноопрокидывателя на складе сырых материалов и со складов на аглофабрику; агломерата - от аглофабрики в бункера доменного и сталеплавильного цехов; угля - от вагоноопрокидывателя на склад угля и угле переработку, со склада угля и углепереработки на коксовые батареи; кокса - от коксовых батарей в бункера доменного цеха; угля - со склада или от углемойки до ТЭЦ; сыпучих материалов для сталеплавильных цехов - со склада в бункера и известняка на из-вестково-обжигательные установки; окатышей - с фабрики окомкования, извести и боксита в расходные бункера конвертерного цеха; гранулированного шлака, дробленой пемзы, глиноземистого клинкера - от отделений переработки, домен-ных и сталеплавильных шлаков на склады и к погрузочным устройствам; коксо-вой мелочи – из коксохимического и доменных цехов, окалины - к погрузочным устройствам для отправки на внешнюю сеть и т.д.;

- на машиностроительных предприятиях - для подачи угля от приемных устройств на склады и со складов в котельные ТЭЦ и формовочных материалов от приемных устройств в землеприготовительные отделения литейных цехов, а также для отгрузки горелой земли в отвалы;

- на тепловых электростанциях - для транспортировки топлива от прием-ных устройств и вагоноопрокидывателей на склады и со складов в бункера мель-ниц или котельных агрегатов;

- в гидроэнергостроительстве - для транспортировки щебня, гравия песка и других заполнителей от приемных устройств на склады бетонных заводов или непосредственно в бетоносмесительные цехи; щебня, гравия, песка, глины, суг-линка и крупнообломочных материалов - от карьеров до мест строительства на-сыпных земляных и каменно-набросных плотин и дамб;

- в химической промышленности - для транспортировки сыпучих мате-риалов от складов до агрегатов в начале технологического процесса и в самом технологическом процессе, вывоза готовой продукции на склад, а также отходов производства в отвалы;

- на открытых горных разработках - для транспортировки полезных иско-паемых от добывающих механизмов; до промежуточных складов или мест пере-работки горной массы, а также вскрышных пород в отвалы;

- в целлюлозно-бумажной промышленности - для транспортировки при-возной технологической щепы от приемных устройств на биржу и с биржи в ва-рочный цех, балансовой и дровяной древесины - из распиловочного цеха в дре-весно-подготовительный цех, на склад и др.

Монорельсовые подвесные дороги. Грузовые монорельсовые подвесные до-роги служат для перевозки штучных, тарно-штучных, сыпучих и жидких грузов в различных отраслях промышленности. Различают монорельсовые дороги одно-путные, двухпутные и кольцевые. Дороги в цехах монтируют на кронштейнах и тягах, на открытых участках - на эстакадах в галерее или под навесом. Эстакады различают одностоечные и двустоечные. Для однопутных монорельсовых под-весных дорог применяют Г и П-образные опоры, для двухпутных - Т и П--образные. В качестве подвижного состава используют тягачи с прицепными те-лежками, самоходные тележки (грузовые), электротали с адресующими устройст-вами. Для обеспечения возможности перевода подвижных единиц с одного пути на другой, расположенный под углом или на другом уровне; служат путевые уст-ройства: стрелочные переводы, подъемно-опускные секции, лифты и другие вспомогательные механизмы. В качестве средств механизации погрузочно-разгрузочных работ применяют электротали, установленные на подвижной еди-нице, или специальные погрузочно-разгрузочные устройства на станциях. Управ-ление движением может быть централизованным, децентрализованным или программным.

Применение подвесных монорельсовых дорог на внутризаводских перевоз-ках позволяет:

- полностью механизировать и автоматизировать погрузочно-разгрузочные и транспортные работы и на этой основе высвободить значительное число грузчиков и подсобных рабочих предприятия;

- обеспечить независимость перевозки грузов от работы наземного транс-порта, что позволяет организовать перевозку грузов по технологическому графику работы механизма, агрегата;

- осуществить подачу груза на рабочие места без выполнения промежу-точных перегрузочных операций и высвободить значительные складские площади;

- повысить коэффициент застройки предприятий;

- полностью исключить отрицательные факторы воздействия транспорт-ного средства на окружающую среду.

Преимуществами подвесных монорельсовых дорог являются простота и надежность конструкции, сравнительно небольшие энерго- и трудозатраты на ремонт и обслуживание, быстрая окупаемость. Основным недостатком подвесных монорельсовых дорог являются значительные капитальные затраты на строительство эстакады.

Подвесные конвейеры. Принцип действия подвесных конвейеров - непре-рывное (в некоторых случаях периодическое) перемещение груза с помощью гибкого тягового органа, подвесок и направляющих элементов по замкнутой пространственной трассе. Подвесные конвейеры применяются в различных отраслях промышленности для внутрицеховой и межцеховой доставок различных грузов (штучных или сыпучих, помещенных в тару) в процессе их технологической обработки, участия в производственном цикле и складирования. По способу соеди-нения тягового органа с подвесками подвесные конвейеры представлены двумя основными типами - грузонесущими и толкающими. К разновидностям этих конвейеров относятся несущетолкающие, несущегрузоведущие.

Трубопроводный транспорт. Для транспорта промышленных предприятий предусматривается расширить применение на внешних и внутризаводских перевозках гидравлического, пневматического и трубопроводного конвейерного транспорта.

Гидравлический транспорт. Гидравлический транспорт применяют для пе-ремещения сыпучих материалов:

· из шахт и карьеров - на перерабатывающие предприятия и обогатитель-ные фабрики (уголь, руда, цементное сырье, песок, песчано-гравийная масса и др.);

· с обогатительных фабрик - на предприятия (уголь, рудный концентрат);

· от предприятии и карьеров - в отвал (золошлаки тепловых электростан-ций и металлургических заводов, отходы обогащения, отходы металлургического и химического производств, вскрышные породы);

· от предприятий - на объекты утилизации или гидрозакладку (отходы обогащения, металлосодержащие шламы металлургического производства и др.);

· грунтов в гидротехническом, транспортном и гидромелиоративном строительстве и т.п.

Система промышленного гидротранспорта состоит из ряда взаимоувязан-ных сооружений, установок и устройств. Начальное звено системы - подготови-тельный комплекс - обеспечивает прием исходного материала от поставщика, подготовку его к транспортировке и загрузку в транспортные средства. Транс-портный комплекс - совокупность устройств, осуществляющих насосную пере-качку по трубопроводам материала от поставщика к потребителю. Заключительное звено системы – обезвоживающий комплекс; он обеспечивает прием гидросмеси, обезвоживание поступившего материала и выдачу его потребителю.

Гидравлический транспорт имеет технико-экономические преимущества:

• исключение трудоемких погрузочно-разгрузочных работ и непрерывность транспортно-технологического процесса;

• отсутствие пылеобразования и потерь транспортируемого материала, воздействия на окружающую среду;

• возможность прокладки трубопровода по кратчайшему расстоянию между двумя пунктами;

• малые площади, занимаемые транспортными коммуникациями;

• возможность создания полностью автоматизированных и дистанционно--управляемых систем транспорта.

К недостаткам гидротранспорта следует отнести, главным образом, значительный расход воды и износ гидротранспортного оборудования при работе на абразивных материалах, а также трудности обезвоживания материала, выдаваемого потребителю.

Трубопроводный пневмоконтейнерный транспорт. Системы (установка) трубопроводного пневмоконтейнерного транспорта (ТПК) грузов являются срав-нительно новым видом промышленных перевозок. В основу положено пневмо-поршневое движение груженых цилиндрических контейнеров по трубопроводу. Нагнетание воздуха в трубопровод обеспечивает их движение. Контейнеры или составы из них оборудуют ходовыми колесами для уменьшения сопротивления и поперечными кольцевыми уплотнениями, снижающими потери воздуха.

В системах ТПК в большинстве случаев используют стальные трубопрово-ды диаметром 200-1200 мм. Предполагают применение ТПК для доставки грузов на расстояние до 30- 50 км при грузопотоках 0,1-5 млн. т. в год (0,06-3 млн. м³ в год) и преимущественно при стационарном расположении пунктов погрузки и выгрузки. Решение о применении этого вида транспорта должно приниматься в результате технико-экономического сравнения с учетом специфических условий будущей эксплуатации.

Годовые объемы перевозок определяют виды применяемых систем. При не-больших грузопотоках и расстояниях перевозок целесообразно применять одно-трубные ТПК. Так, для путепровода диаметром 1200 мм однотрубная линия применима при грузопотоке до 1 млн. т в год (0,6 млн. м в год) и расстояниях до 10 км.

При больших объемах транспортной работы следует применять двухтрубные ТПК. В первом виде установок один и тот же трубопровод используется для движения груженых контейнеров и возврата порожних. Эти системы часто называют челночными или линиями периодического действия.

Возможны и иные схемы однотрубных систем с двумя нагнетательными. станциями, расположенными по концам линии, с путевыми разъездами для мар-шрутного пропуска встречного состава, с большим числом участков погрузки и выгрузки и т. п. В двухтрубных пневмоконтейнерных линиях осуществлено ра-зобщение встречных потоков контейнеров. Каждый из них имеет свой трубопровод и движение на каждом - однонаправленное. Это линии циклично-непрерывного действия. Они могут иметь как кольцевые, так и тупиковые участки по концам.

Пневмотранспорт. Пневмотранспортные установки по принципу работы.

Разделяются на всасывающие, нагнетательные и смешанные. Применение пнев-матического транспорта эффективно для транспортировки пылевидных, зерни-стых и мелкокусковых грузов (угольная пыль, цемент, песок, зола, щепа и др.) на небольшие расстояния. Подобно тому, как в гидротранспортных установках насыпной груз перемещается по трубопроводу в струе воды, на пневмотранспорт-ных установках он перемещается в струе воздуха. Движущаяся по трубопроводу с большой скоростью струя воздуха образует с порошковым и легким мелкокуско-вым грузом более или менее однородную аэросмесь, заполняющую сечение тру-бопровода. В качестве воздуходувного оборудования в нагнетательных системах применяют компрессоры, воздуходувки и вентиляторы, а в вакуумных (всасы-вающих) - вакуум-насосы и вентиляторы.

Подвесные канатные дороги. Грузовые подвесные канатные дороги (ПКД) следует применять на внешних и внутризаводских перевозках насыпных грузов, особенно в условиях пересеченной и горной местности. Канатные подвесные до-роги подразделяются на двухканатные и одноканатные, которые могут быть как с кольцевым движением вагонеток (одна за другой), так и с маятниковым движени-ем одной или двух вагонеток.

При больших объемах перевозок предусматривается сооружение параллельных ПКД, а также интенсификация процесса загрузки вагонеток и других станционных операций с целью уменьшения временного интервала между ваго-нетками. При малых объемах перевозок проектируются ПКД маятникового типа, а также одноканатные дороги.

Основными элементами канатно-подвесных дорог являются привод, подвижной состав (вагонетки) и линейные опоры. Предусматриваются элементы автоматизации работы ПКД:

- дистанционное управление главными приводами с диспетчерского пункта;

- автоматизация операций с вагонетками на станциях;

- автоматизация остановки дороги при нарушениях режима работы.

Канатно-подвесной транспорт отличается от других специальных и универ-сальных видов транспорта многими положительными особенностями, основными из которых являются:

- малая зависимость от рельефа местности;

- большие допустимые уклоны пути (до 50^о) и пролеты между опорами (свыше 500 м), позволяющие прокладывать трассу дорог по кратчайшему рас-стоянию и пересекать естественные и искусственные преграды без устройства до-рогостоящих искусственных сооружений;

- гибкость трассы дорог в плане (радиусы кривых до 5 м и углы поворотов трассы до 180^о);

- малая зависимость от атмосферных условий;

- возможность полной автоматизации погрузки, транспортировки и вы-грузки грузов.

Схемы транспортировки. Анализ движения массовых сыпучих грузов от мест добычи к пунктам потребления показывает, что применение специальных видов транспорта наиболее целесообразно на перевозках:

- сырой руды от рудников и железорудных карьеров на обогатительные, агломерационные, дробильно-сортировочные фабрики и фабрики окомкования. В зависимости от величины грузопотока ее можно транспортировать конвейерным, канатно-подвесным и пневмоконтейнерным транспортом. Гидротранспорт сырой руды в расчетах сравнительной эффективности специальных видов транспорта не предусматривается, так как применение его требует сооружения дополнительных устройств по обезвоживанию руды;

- железорудного концентрата от обогатительных фабрик на металлурги-ческие заводы. Применение на этих грузопотоках гидравлического транспорта обеспечивает высокую эффективность и соответствует технологическому процессу глубокого мокрого обогащения концентрата, вследствие чего отпадает необхо-димость его обезвоживать, а следовательно, исключает затраты на сооружение соответствующих устройств;

- угля от гидрошахт на обогатительные фабрики и от них обогащенного угля (концентрата) на коксохимические заводы. На этих грузопотоках наиболее целесообразен гидротранспорт, так как он соответствует не только технологии добычи угля гидравлическим способом, но, как и на грузопотоках железорудного концентрата, технологическому процессу мокрого обогащения угля. Известно, что измельчение последнего - непременное условие эффективной гидротранспор-тировки. Степень измельчения угля играет важную роль и в коксохимическом производстве. Это определяет тщательность смешения различных компонентов шихты, ее насыпную массу и связанную с ней усадку коксового пирога, а также структуру кокса. В связи с этим и с ростом использования в шихте тощих и сла-боспекающихся углей (что существенно расширяет ресурсы углей для коксова-ния) особенно возрастает значение их тонкого дробления, а следовательно, и це-лесообразность применения гидротранспорта для доставки угля от гидрошахт на обогатительные фабрики и от них на коксохимические заводы;

- угля от гидрошахт, шахт и карьеров на ГРЭС; транспортировка его мо-жет осуществляться всеми специальными видами транспорта, включая и гидро-транспорт. Применение последнего с учетом опыта отечественных и зарубежных методов непосредственного сжигания гидропульпы в циклонных топках является весьма перспективным. Как показывают расчеты, некоторое снижение тепловой экономичности вследствие высокой влажности угля компенсируется исключени-ем больших капитальных затрат и эксплуатационных расходов на обезвоживание угольной пульпы и подсушку угля, причем все сооружения системы гидротранс-порта весьма упрощаются;

- песка, щебня и песчано-гравийной смеси от песчаных и гравийных карь-еров на заводы железобетонных изделий и различные объекты строительства. Для транспортировки этих сыпучих грузов могут применяться все специальные виды. транспорта, которые учитываются во всех расчетах. Однако при прочих равных условиях предпочтителен тот из них, который соответствует применяемой техни-ке - гидротранспорт при гидромеханизации разработки рыхлых и несвязанных пород (песок и песчано-гравийные грунты) и конвейерный транспорт;

- агломерата, окатышей и мелкой сортированной руды соответственно от аглофабрик, фабрик окомкования и дробильно-сортировочных фабрик на метал-лургические заводы. На этих грузопотоках можно применять все специальные ви-ды транспорта, за исключением гидротранспорта, который не может обеспечить неизменности свойств агломерата и окатышей н наибольшей эффективности при транспортировке руды, если необходимо ее последующее обезвоживание.