Классификация технологий складирования

Классификация технологий складирования.

Когда перед инженером встаёт вопрос выбора реклаймера для склада сыпучих материалов, ответ не лежит на поверхности. Нет универсальной машины, которая одинаково хорошо справлялась бы и с углём на электростанции, и с серой в порту, и с известняком на цементном заводе. Каждый тип реклаймера — это компромисс между производительностью, степенью усреднения, занимаемой площадью и капитальными затратами. И чтобы не ошибиться, нужно понимать не только характеристики материала, но и саму логику складской технологии.

В мировой практике сложилось несколько базовых технологических схем организации склада, каждая из которых диктует свой тип штабелеукладчика (телеги или стакера) и реклаймера. В своей диссертационной работе я проанализировал и систематизировал их все, выделив пять основных групп: боковая, центральная, портальная, мостовая и радиальная технологии. Каждая имеет свои сильные стороны и ограничения.

1. Боковая технология: простота и доступность

В боковой технологии реклаймер движется по рельсовому пути, проложенному с одной стороны штабеля. Это самая распространённая и экономически доступная схема, особенно для производств с продуктами малой стоимости, такими как шихта или известняк. Конечно, встречаются такие машины и на угле, и на минеральных удобрениях, но тоже по причине хорошей экономики и невысокой производительности.

Штабель формируется обычно сбоку разгрузочной телегой или боковым стакером, а скребковый или роторный реклаймер забирает материал с торца или сбоку. Сделаю ремарку: не роторный боковой реклаймер, а так называемый «траншейный» роторный реклаймер. Это одни из самых первых роторных машин, подробнее я расскажу о них отдельно, но технологически я отнёс этот тип именно к боковому из-за его конструкции и принципа работы.

Сильные стороны:
— минимальные капитальные затраты,
— простота конструкции и обслуживания,
— возможность работы с несколькими штабелями на одном пути.

Ограничения:
— ограниченная ширина захвата (обычно до 15–20 метров),
— степень усреднения невысока (коэффициент 1:2 — 1:4),
— производительность по паспорту может достигать 2000 тонн в час, но на практике редко превышает 500 тонн в час.

В России боковые скребковые реклаймеры хорошо зарекомендовали себя на складах цементных заводов и в редких исключениях на предприятиях минеральных удобрений, где важна чистота и минимальное пыление, а производительность 100–200 тонн в час является стандартом. Траншейные роторные реклаймеры встречал только на страницах литературы в западных проектах угольных электростанций и металлургических комбинатов 50–60-х годов, где производительность выходила на первый план, но и там их реальные показатели были скромнее заявленных теоретических максимумов.

2. Центральная (поворотная) технология

Центральная схема предполагает использование комбинированной роторной машины — стакер-реклаймера, который движется по рельсовому пути, проходящему по оси склада. Штабеля формируются по обе стороны от пути, а реклаймер может работать с любым из них, поворачивая стрелу.
Существуют также скребковые реклаймеры, которые передвигаются по рельсам середины склада и сгребают материал на подземный конвейер через технологические отверстия в полу. В этом случае штабель насыпается катучим конвейером, разгрузочной телегой или петлевым перегружателем, установленным по центру верхней части склада. Такая машина также имеет еще одну степень свободу поворот на 360 градусов, дойдя до конца склада, она разворачивается и начинает работать со штабелем, который уже был уложен сзади. Такая машина достаточно универсальная, зачастую организуют склады с двумя такими машинами, чтобы увеличить производительность, резерв и гибкость технологии.

Как в случае с роторными, так и со скребковыми реклаймерами, это решение, которое кратно экономит CAPEX. При необходимости можно установить два реклаймера на одном пути для повышения надёжности и увеличения производительности.

Сильные стороны:
— экономия площади застройки,
— возможность работы с разными марками продукта,
— мобильность в пределах склада.

Ограничения:
— производительность ограничена конструкцией (до 6000 т/ч на укладку, до 4500 на забор),
— требует точного планирования работы.

Главным отличием таких реклаймеров является их конструктивная особенность: в них используется опорно-поворотное устройство для обеспечения вращения основной конструкции на угол до 360 градусов. Это усложнение конструкции требует серьёзных инженерных расчётов, так как данный узел необходимо сделать максимально надёжным. В других статьях мы рассмотрим разные конструкции тележек и разберёмся, почему на одних машинах их четыре, а на других — три.

3. Портальная технология: широкий захват

Портальные реклаймеры — это машины с шириной колеи до 70 метров. Они перекрывают весь штабель целиком, перемещаясь по рельсам, проложенным с двух сторон склада. Такая конструкция позволяет обрабатывать огромные объёмы материала и иметь технологическую гибкость: обрабатывать разные марки, переезжая с одного штабеля на другой подняв стрелу, и при этом не нужно использовать несколько машин.

Скребковые портальные машины имеют множество конфигураций, в том числе могут совмещать комбинированную функцию укладки и разбора, а также имеют полупортальные конструкции, с помощью которых можно формировать склады с более гибкими технологическими задачами и работать с большим количеством марок продуктов.

Сильные стороны:
— высокая производительность — до 7000 т/ч,
— возможность обработки штабелей большой ширины и разных марок,
— хорошая экономика: CAPEX в соотношении со степенью усреднения,
— возможность полной автоматизации.

Ограничения:
— требует качественной укладки материала,
— требует особой конструкции склада с подпорными стенками или наклоном пола.

Портальные и полупортальные скребковые реклаймеры — это классика для малых и средних производительностей складов без необходимости усреднять продукт или при минимальном усреднении. Они просты в обслуживании и не имеют сложных деталей, но предполагают сложный и точный монтаж, так как большие порталы имеют жёсткие требования по отклонению портальной конструкции.

4. Мостовая технология: королева усреднения

Если ваша задача — не просто хранить материал, а гарантированно смешивать его до стабильного состава, мостовая технология не имеет конкурентов. Здесь реклаймер (роторный, барабанный или скребковый) установлен на мосту, который перемещается по рельсам вдоль штабеля. Забор материала происходит по всей ширине штабеля одновременно, захватывая все слои, уложенные стакером.

Именно эта технология даёт коэффициент смешивания от 1:7 до 1:10, но укладка должна быть особой и всегда рассматривается в комплексе «стакер + реклаймер». А также обеспечивает гомогенность материала, а сегрегация порой оценивается как положительный эффект, так как такие машины рассчитаны на рудные породы. Мостовые роторные реклаймеры могут работать на производительности до 10 000 т/ч, барабанные — до 5 000, скребковые — до 3 500.

К мостовой технологии я также отношу реклаймеры экскаваторного типа и особую форму склада — «гомогенизирующую яму». Сейчас у меня в работе как раз такой склад с тремя ваннами, где есть три стакера мостовых специфической конструкции и три реклаймера. Расскажу о них отдельно в следующих статьях — там очень интересные инженерные решения.

Сильные стороны:
— максимальная степень усреднения,
— стабильное качество материала на выходе,
— автоматизация процессов.

Ограничения:
— самые высокие капитальные затраты (роторные и барабанные типы),
— требует профессионального обслуживания.

Мостовые скребковые реклаймеры — классика цементной промышленности, где гомогенизация сырья критически важна для стабильности клинкерного производства. Барабанные и роторные реклаймеры используют на крупных угольных электростанциях, в металлургии и горнорудной отрасли, где важны производительность и усреднение перед подачей в мельницы или прочее технологическое оборудование.

5. Радиальная технология: компактность

Радиальные склады — это сооружения, где стакер-реклаймер вращается вокруг центральной оси. Такая схема позволяет хранить большой объём на минимальной площади.Здесь обычно используются комбинированные машины — радиальные стакер-реклаймеры, которые совмещают обе функции. Например, в Китае радиальные склады популярны на угольных электростанциях, в России и Европе очень часто встречаются на цементных заводах, где важно защитить материал от влаги. Интересные решения есть и для целлюлозно-бумажной отрасли, где существует потребность укладывать две кучи — лиственную и хвойную, и технологически это оправдано.

Сильные стороны:
— минимальная площадь застройки,
— полная автоматизация.

Ограничения:
— ограниченная ёмкость (до 100 000 тонн),
— одна машина обслуживает один склад.

Радиальные стакер-реклаймеры, как правило, имеют несколько конструкций стакера — подвижную или стационарную стрелу. А вот разновидности реклаймерной части могут быть многовариантными, отталкиваясь от материала. Встречаются даже винтовые реклаймеры на лёгкий груз, такой как древесная щепа, — и они полностью оправданы.

Подытожим

Выбор технологии — это всегда баланс между комбинацией конструкции стакера и реклаймера, производительностью линии, степенью усреднения и гомогенизации, пятном застройки и бюджетом.

В моей практике мы всегда отталкиваемся от технологических параметров и используем разработанную мной матрицу сочетаемости разных типов оборудования. Поэтому мы с командой всегда начинаем с анализа материала, требуемого качества на выходе и реальных условий эксплуатации. А правильный тип реклаймера или стакера подбирается в конце — ведь их в моей классификации более 70 типов и я обо всех расскажу на нашем кратцер.рф )))