Le boom des chargeurs de navires de charbon : principales exigences structurelles pour le chargement des navires

La flèche d'un chargeur de charbon détermine si un navire de 100 000 DWT se charge en 36 heures ou brûle à travers une fenêtre d'amarrage de 60 heures. Lorsque la flèche ne peut pas atteindre l'écoutille la plus éloignée, ne peut pas survivre à la fatigue d'un cycle de service intensif ou laisse échapper de la poussière le long du chemin de transfert, le terminal absorbe les coûts en termes de retards et de maintenance. Hangzhou Aotuo Mechanical and Electrical Co., Ltd. (AOTUO), un fabricant de machines portuaires pour vrac sec avec plus de 20 ans d'expérience en R&D et en production, évalue chaque chargeur par rapport à cinq groupes d'exigences : portée, rigidité, résistance, articulation et étanchéité environnementale.

Ce que le boom des chargeurs de navires de charbon doit faire

Une flèche de chargement de navire à charbon est une structure de convoyeur en porte-à-faux qui fait saillie au-dessus de l'écoutille du navire et achemine le charbon du convoyeur du quai vers la cale.

La flèche est un convoyeur actif doté d'une goulotte de coupe à l'extrémité, et non d'une poutre inerte. Le tapis passe à l'intérieur, la goulotte pend à son extrémité et le système d'articulation déplace l'ensemble entre les trappes. Le charbon est abrasif et lourd (environ 800 à 950 kg/m3 à l'état meuble), de sorte que la structure gère à la fois le chargement dynamique et l'érosion.

Exigences fonctionnelles en termes de conception

• Transférez le charbon du convoyeur de quai à la trappe sans déversement ni ségrégation
• Positionnez la goulotte de déchargement sur tout le plan d'écoutille en la faisant pivoter, relevable et télescopique.
• Transportez la courroie, les rouleaux, les poulies, le treuil de tension, la passerelle et le conduit d'extraction des poussières
• Résiste au vent, au balancement du navire et aux dynamiques de démarrage et d'arrêt de la courroie sans perte d'alignement

Portée du boom et enveloppe de travail

La portée de la flèche est la première exigence structurelle à corriger car elle définit les positions de déplacement du chargeur le long du poste d'amarrage et le nombre de mouvements par trappe.

La portée doit couvrir l'écoutille la plus éloignée du plus grand navire de conception, y compris la largeur du navire, le franc-bord et la hauteur de l'hiloire de l'écoutille. Une flèche courte oblige à des déplacements supplémentaires ; une flèche trop longue ajoute un poids mort et un moment de flexion que la couronne d'orientation et le portique supportent pendant toute la durée de vie de la machine.

Chargeur de navire mobile sur rail pour matériaux en vrac, 300-1 500 t/h Ce chargeur sur rail convient aux navires de 800 à 50 000 DWT, avec une faible consommation d'énergie et un contrôle de la poussière. La conception de sa flèche répond directement aux problèmes de fatigue et de portée soulevés dans la discussion adjacente. Voir le produit →

Résistance structurelle et sélection des matériaux

La fatigue domine la conception structurelle d’une flèche de chargement de charbon ; le poids statique d’une bande pleine est rarement le cas déterminant.

Chaque démarrage et arrêt de la courroie, cycle de relevage et inversion de rotation envoie une impulsion de charge à travers la flèche. Sur une durée de vie de 20 ans, cela peut totaliser des millions de cycles, de sorte que les joints soudés et l'épaisseur des plaques déterminent la longévité réelle. L'acier à haute résistance tel que le Q355B est courant, mais les détails critiques sont les catégories de fatigue au niveau de l'emplanture de la flèche et des supports des vérins de relevage.

Intégration du système de convoyeur sur la flèche

La géométrie de la flèche suit le convoyeur ; les ingénieurs en structure et le fournisseur de convoyeurs doivent résoudre ensemble les tolérances de déflexion.

La bande doit conserver son profil en auge le long d'une structure inclinée et articulée. La déflexion de la flèche modifie la tension et le suivi de la courroie, de sorte que les limites de rigidité sont souvent fixées par l'alignement du convoyeur plutôt que par la contrainte. Les courroies de chargement typiques des navires charbonniers fonctionnent à une vitesse de 2,5 à 4,5 m/s avec des capacités de 1 000 à 3 000 t/h.

Convoyeur à bande pour matériaux en vrac et finis Avec des capacités allant jusqu'à 3 000 t/h et des bandes passantes allant du B400 au B2200, ce convoyeur prend en charge le système à flèche articulée. Il est conforme aux exigences de déflexion structurelle et de suivi de la bande indiquées à proximité. Voir le produit →

Exigences d'orientation, de relevage et de télescopage

Le système d'articulation transforme une ligne de convoyeur fixe en une flèche capable de placer le charbon dans tous les coins de chaque cale.

Les chargeurs de navires sur rails combinent généralement trois mouvements au-dessus du portique, et la structure de la flèche doit être détaillée pour chacun sans compromettre les autres.

1. Une couronne d'orientation au-dessus du penthouse fait tourner la flèche autour d'un axe vertical, généralement de plus ou moins 110 degrés, pour couvrir les trappes des deux côtés de la ligne de déplacement du chargeur.
2. Les vérins de relevage élèvent et abaissent la flèche pour s'adapter aux changements de franc-bord à mesure que le navire s'incline et que la marée monte ou descend.
3. Une navette télescopique étend la flèche pour la trappe la plus éloignée et se rétracte pour la trappe la plus proche, gardant l'angle de la goulotte proche de la verticale.
4. La goulotte de trim située à l'extrémité de la flèche tourne et s'incline indépendamment, plaçant le charbon avec précision dans la cale et minimisant la poussière et les déversements.

Contrôle de la poussière et charge environnementale

Le barrage est également une enceinte environnementale ; chaque ouverture laissant s'échapper la poussière de charbon peut placer un terminal au-dessus de son permis d'émission de particules.

Le contrôle des poussières combine enfermement, extraction et suppression. La bande est recouverte sur toute la longueur de la flèche, la goulotte se télescope près de la surface du charbon et un dépoussiéreur ou un anneau de pulvérisation d'eau capture les fines au point de transfert. La charge due au vent complique le cas structurel car une bôme entièrement fermée présente une grande surface de voile ; la conception doit séparer la limite de vent de fonctionnement de la condition de stationnement en cas de tempête.

• Couvre-courroies entièrement fermés sur toute la longueur de la flèche
• Goulotte de garniture télescopique avec jupe anti-poussière réglable
• Conduite de dépoussiérage reliée à un filtre à manches ou à une centrale d'aspiration
• Anneau de pulvérisation d'eau au point de transfert de rampe
• Joints de plinthes et systèmes de racleurs de courroie au niveau de la poulie de queue

Collecteur de poussière à sac à jet d'impulsion pour le dépoussiérage des ports Ce dépoussiéreur traite de grands volumes d’air et filtre les particules fines jusqu’à atteindre de faibles niveaux d’émission. Il complète le système de chargeur et de convoyeur, répondant aux limites environnementales impliquées par les scénarios opérationnels de vent et de stationnement. Voir le produit →

Faire correspondre le boom à la flotte de terminaux

Aucune spécification de barrage n'est complète tant qu'elle n'a pas été vérifiée par rapport à la flotte réelle de navires, à la disposition des postes d'amarrage et au débit projeté.

Les propriétaires de terminaux doivent comparer l'enveloppe de la flèche du candidat chargeur avec les plans d'écoutilles des navires qui feront escale régulièrement, y compris les futurs changements de flotte. Un projet tel que le Projet de manutention en vrac du port de Huizhou montre comment les conditions du site façonnent les spécifications finales de la rampe.

Pour une comparaison plus large des choix de spécifications, le capacité des chargeurs de navires à charbon et guide de contrôle de la poussière couvre les mêmes décisions de conception d’un point de vue opérationnel.

Foire aux questions

Quelle est la plus longue portée de flèche nécessaire pour un chargeur de charbon ?

Pour un vraquier de 200 000 DWT, le point de déchargement doit généralement atteindre 38 à 42 m de l'axe central de la machine. Pour les navires de 60 000 DWT, 24 à 28 m sont généralement suffisants, en fonction de la disposition des écoutilles et de la largeur.

Quel acier est utilisé pour les flèches de chargement des navires charbonniers ?

L'acier de construction à haute résistance tel que le Q355B ou équivalent est courant. Le facteur déterminant est la catégorie de fatigue des détails soudés au niveau de la racine de la flèche et des supports de vérin, et non la seule qualité du matériau de base.

Comment une flèche de chargement de navire contrôle-t-elle la poussière de charbon ?

La flèche utilise des couvercles de courroie entièrement fermés, une goulotte de garniture télescopique avec une jupe anti-poussière, un conduit de collecte de poussière intégré et un anneau de pulvérisation d'eau au point de transfert. Chaque élément est conçu pour contenir les amendes à la source.

Pourquoi la rigidité de la flèche est-elle essentielle pour le convoyeur ?

Une déviation excessive perturbe le suivi de la courroie et modifie l'angle de passage du rouleau, provoquant un déversement et des dommages à la courroie. La limite de déformation structurelle est donc définie par la tolérance d'alignement du convoyeur plutôt que par la limite de contrainte seule.