Решение для складирования угля с использованием мобильного штабелеукладчика

Открытый завод, специализирующийся на переработке и перевалке угля, в последние годы столкнулся с проблемами из-за расширения производства: объем складирования угля увеличился с 8000 тонн в день до 12 000 тонн. Традиционная комбинация погрузчиков и стационарных штабелеукладчиков выявила существенные недостатки: стационарные штабелеукладчики способны укладывать уголь только в одном направлении, их производительность составляет менее 300 тонн в час, что не соответствует приёмной мощности завода в 450 тонн в час, что приводит к накоплению угля в зоне разгрузки. Высота штабеля ограничена 8 метрами, а зона складирования длиной 54 метра вмещает только 60 000 тонн запасов, что требует частых перемещений угля на временные склады, увеличивая потери. Открытое складирование приводит к выбросам угольной пыли в объеме 22 мг/м³, что значительно превышает предел в 10 мг/м³, установленный Комплексным стандартом выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, вызывая многочисленные жалобы из близлежащих районов. Кроме того, рассеивание угольной пыли и этапы перевалки приводят к потерям угля на уровне 5%, что означает значительные потери материала. Зона складирования имеет естественный уклон 12°, к которому стационарные штабелеукладчики не могут адаптироваться, что требует дополнительного выравнивания площадки. В сезон дождей проникновение воды в уголь вызывает его комкование, что затрудняет последующую переработку и ускоряет коррозию оборудования, приводя к более чем 12 случаям обслуживания в год и высоким эксплуатационным затратам.

Для преодоления этих узких мест завод потребовал от поставщиков предоставить решение для складирования угля, которое будет «высокоэффективным, герметичным с точки зрения экологии и гибким для условий площадки», с полной интеграцией оборудования для процессов «приёмки угля — подачи — складирования», чтобы обеспечить бесшовное соединение с существующей производственной цепочкой. На основе данных обследования площадки (рельеф, метеоусловия, характеристики угля) и параметров своей полной линейки продукции компания ZOOMRY разработала комплексное решение, в центре которого находится радиальный телескопический штабелеукладчик, дополненный разгрузчиком грузовиков и питателем с бункером. Это решение в полной мере использует функциональные преимущества каждого оборудования., формируя бесшовную систему складирования «приёмка — подача — складирование».

Обзор проекта

Основные требования

Требования завода сосредоточены на четырех ключевых аспектах: «точные параметры, интеграция системы, адаптация к условиям площадки и соответствие стандартам». Они полностью соответствуют особенностям складирования угля на открытой площадке. В плане параметров основное оборудование для складирования должно обеспечивать производительность ≥450 тонн в час, ширину ленты 1200 мм, длину зоны складирования 54 метра, адаптацию к естественному уклону 12°, а также обладать функциями радиального вращения и телескопического удлинения для полного покрытия зоны складирования длиной 54 метра. Для интеграции системы требуется дополнительное оборудование для приёмки и подачи угля, обеспечивающее замкнутый цикл «разгрузка грузовиков — равномерная подача — эффективное складирование», чтобы избежать сбоев на промежуточных этапах. Для адаптации к условиям площадки оборудование должно выдерживать открытые условия с высокими температурами (40°C), низкими температурами (-5°C) и воздействием дождевой воды, с уровнем защиты ключевых компонентов (роликов, двигателей) ≥IP55. В плане соответствия стандартам и обслуживания выбросы пыли должны быть ≤10 мг/м³, общий срок службы оборудования ≥15 лет, с предоставлением обучения эксплуатации и поддержки запасными частями, чтобы команда завода могла работать самостоятельно.

Основные цели

1. Соответствие эффективности: Система складирования должна обеспечивать стабильную производительность ≥450 тонн в час, увеличив вместимость зоны складирования длиной 54 метра до более чем 80 000 тонн, устраняя необходимость временных перевалок.
2. Соответствие экологическим стандартам: Выбросы пыли должны быть ограничены до 10 мг/м³, а потери угля снижены до менее 1%.
3. Адаптация к площадке: Оборудование должно автоматически адаптироваться к уклону 12° без дополнительного выравнивания площадки, с уровнем комкования угля в сезон дождей ≤1%.
4. Оптимизация затрат: По сравнению с традиционным подходом годовые затраты на обслуживание должны быть снижены на 30%, а первоначальные инвестиции в оборудование должны быть конкурентоспособными по сравнению с международными брендами.

Оборудование для решения складирования угля с мобильным штабелеукладчиком

Основное оборудование

Для удовлетворения потребности проекта в складировании угля с производительностью 450 тонн в час компания ZOOMRY выбрала в качестве основного оборудования радиальный телескопический штабелеукладчик ZR120SF.

Высокая эффективность складирования

Штабелеукладчик ZR120SF обладает тремя регулируемыми функциями: «радиальное вращение + телескопическое удлинение + изменение угла наклона». Он обеспечивает угол радиального вращения ±120°, телескопический ход от 10 до 22 метров (гибко покрывая всю зону складирования длиной 54 метра) и диапазон угла наклона от 0 до 18° (легко адаптируясь к естественному уклону площадки 12° без дополнительного выравнивания). Благодаря программе автоматического складирования с использованием ПЛК (поддерживающей различные режимы укладки, такие как «ёлочка» и «кольцо»), исключаются мёртвые зоны при складировании угля, что увеличивает вместимость зоны складирования длиной 54 метра до 85 000 тонн, что на 28% больше, чем у традиционных стационарных штабелеукладчиков.

С точки зрения аппаратного обеспечения, штабелеукладчик ZR120SF оснащён конвейерной лентой шириной 1200 мм (точно соответствующей требованиям транспортировки угля с размером частиц 0,5–10 мм), со скоростью ленты до 3,15 м/с и максимальной теоретической производительностью 1500 м³/ч (что эквивалентно примерно 1275 тоннам в час при плотности угля 0,85 т/м³). В реальных условиях работы частотное регулирование стабилизирует производительность на уровне 460 тонн в час, что не только удовлетворяет текущую потребность в 450 тонн в час, но и предоставляет достаточный запас для будущих расширений производства. Система привода использует высокоэффективный приводной блок в сочетании с редуктором с твёрдыми зубьями (КПД передачи ≥96%), обеспечивая стабильную работу в течение длительного времени.

Герметичная и экологичная конструкция

На разгрузочном конце штабелеукладчика установлен безмоторный пылеподавляющий желоб с внутренней камерой буферизации воздушного потока, эффективно снижающий скорость воздушного потока при выгрузке угля и минимизирующий пылеобразование. Конвейерная лента имеет перекрывающуюся герметичную конструкцию (перекрытие ≥120 мм) в сочетании с резиновыми уплотнительными юбками на разгрузочном конце, полностью блокирующими пути выброса пыли. Кроме того, на консольной секции штабелеукладчика установлен прозрачный пылеулавливающий кожух, устойчивый к ультрафиолетовому старению, который облегчает ежедневные осмотры на открытой площадке и дополнительно снижает воздействие ветра на рассеивание угольной пыли, в результате чего выбросы пыли системы ограничиваются 8 мг/м³. Герметичная структура транспортировки и складирования также изолирует дождевую воду на открытой площадке, снижая уровень комкования угля в сезон дождей до 0,8%, что устраняет необходимость дополнительных процессов дробления и связанных с ними затрат на энергию и рабочую силу.

Усиленная долговечность для условий открытой площадки

Шасси выполнено в виде решётчатой рамы из высококачественной углеродистой стали, с улучшенным на 30% соотношением прочности к весу, что обеспечивает стабильную поддержку тяжёлых нагрузок и адаптацию к складированию на уклоне 12°. Система передвижения оснащена восемью сверхпрочными шинами с давлением на грунт ≤0,08 МПа, эффективно предотвращающими застревание оборудования на мягком грунте открытой площадки. Гидравлический силовой блок оснащён масляным баком объёмом 500 литров и интегрированной системой контроля температуры масла, обеспечивающей стабильную работу в диапазоне температур от -5°C до 40°C, предотвращая замерзание масла при низких температурах или его деградацию при высоких, что снижает частоту отказов гидравлических компонентов на 40%.

Вспомогательное оборудование

Для обеспечения бесшовной интеграции от разгрузки грузовиков до работы штабелеукладчика решение включает два типа основного оборудования, оба разработаны компанией ZOOMRY и соответствуют техническим стандартам:

• Колёсный разгрузчик грузовиков ZRLS-TU1400: Используется как оборудование для приёмки угля, с шириной ленты 1400 мм и производительностью 200–1000 тонн в час, подходящее для самосвалов грузоподъёмностью 30 тонн, обычно используемых на заводе. Оборудование оснащено двумя гидравлически регулируемыми рампами (уклон 6,7°), позволяющими грузовикам заезжать на разгрузочную платформу без необходимости разворота. Резиновые уплотнительные юбки в основании рампы снижают выбросы пыли на этапе разгрузки, а устройство вибрационной подачи регулирует скорость выгрузки в зависимости от состояния работы штабелеукладчика, предотвращая накопление угля в зоне разгрузки и обеспечивая согласованность ритма «приёмка — складирование».
• Питатель с бункером ZR120D: Установлен между разгрузчиком грузовиков и штабелеукладчиком, с объёмом бункера 5 м³ и двигателем с частотным регулированием мощностью 18,5 кВт, позволяющим в реальном времени регулировать объём подачи, обеспечивая стабильный поток угля в 450 тонн в час к штабелеукладчику, избегая перегрузки или недогрузки. Внутренние стенки бункера облицованы износостойкими керамическими плитами толщиной 12 мм для защиты от истирания угля, что продлевает срок службы оборудования. Навес из цветной стали предотвращает попадание дождевой воды в бункер, исключая комкование угля и обеспечивая плавную подачу.

Основные компоненты

Все ключевые компоненты производятся компанией ZOOMRY самостоятельно, с характеристиками, превосходящими национальные и отраслевые стандарты, обеспечивая долгосрочную стабильную работу системы:

• Ролики и барабаны: Штабелеукладчик и разгрузчик грузовиков оснащены бесшумными роликами (диаметр 133 мм, подходящие для ленты шириной 1200 мм), с радиальным биением ≤0,4 мм (лучше национального стандарта 0,5 мм) и водопроницаемостью ≤95 г после 72-часового теста на погружение (лучше стандарта ZOOMRY 100 г), подходящих для влажных условий открытой площадки. Барабаны изготовлены из кованого материала 40Cr (диаметр 159 мм) с ромбовидным резиновым покрытием (коэффициент трения ≥0,4) для предотвращения скольжения угля, с овальностью <1,5 мм, прошедшие ультразвуковую дефектоскопию и снятие напряжений закалкой, со сроком службы более 50 000 часов.
• Очистка и компоненты безопасности: Штабелеукладчик оснащён двумя очистительными скребками из полиуретана (один на головной части, один на хвостовой), с прилеганием к ленте ≥95%, эффективно удаляющими остаточную угольную пыль и предотвращающими смещение ленты из-за налипания материала. Также предусмотрена «двойная защита безопасности» — выключатель смещения ленты (сигнализация при отклонении более 5 мм) и система автоблокировки гидравлической лебёдки (блокировка через 0,01 секунды после отключения питания, предотвращающая падение телескопического рычага), обеспечивающая безопасность работы в условиях без присмотра на открытой площадке.

Реализация проекта

Предварительное обследование

ZOOMRY направила команду из пяти технических специалистов на открытый завод, которая за 10 дней выполнила: трёхмерное картографирование зоны складирования длиной 54 метра с использованием тахеометра, с точной разметкой распределения уклона 12° и точек дренажа для оптимизации трассы укладки рельсов штабелеукладчика и предотвращения скопления воды в сезон дождей; лабораторное тестирование образцов угля на текучесть, истираемость и содержание влаги для определения параметров скорости ленты и расстояния между роликами; разработку специализированного плана защиты оборудования для открытых условий на основе местных метеоданных (высокие/низкие температуры, распределение сезона дождей), включая расположение пылеулавливающих кожухов и настройку параметров контроля температуры гидравлического масла.

Производство

Всё оборудование и компоненты были изготовлены на заводе ZOOMRY в провинции Хэбэй, полностью интегрированы в системы менеджмента качества ISO 9001 и экологического менеджмента ISO 14001. Рама шасси радиального телескопического штабелеукладчика прошла 24-часовой статический тест на нагрузку (нагрузка в 1,2 раза превышала номинальную без деформации). Ролики прошли 1000-часовой тест без нагрузки для проверки герметичности и сопротивления вращению (≤2 Н, лучше национального стандарта 3 Н). Гидравлическая система разгрузчика грузовиков прошла 72-часовой циклический тест для подтверждения отсутствия утечек. Представители завода провели приёмку на месте, подтвердив соответствие всех параметров контрактным требованиям, с выдающимися результатами в тестах на долговечность в условиях открытой площадки (циклы высоких/низких температур, испытания под дождём).

Монтаж и пусконаладка

ZOOMRY направила команду из восьми специалистов по монтажу на площадку, использовав подход «модульная сборка + защита от дождя». Основной корпус радиального телескопического штабелеукладчика был разделён на пять сегментов (каждый около 10–12 метров), предварительно собранных на заводе, с необходимостью только болтовых соединений и подключения гидравлических трубопроводов на месте, что сократило период монтажа до 18 дней (по сравнению со средним отраслевым показателем в 30 дней). Во время дождливых дней использовались временные навесы для защиты компонентов оборудования от коррозии. На этапе пусконаладки был проведён 72-часовой непрерывный тест под полной нагрузкой, моделирующий реальные условия работы завода (перепады дневных/ночных температур, воздействие ветра), с оптимизацией программы ПЛК штабелеукладчика для достижения стабильной эффективности складирования в 460 тонн в час. Логика интеграции разгрузчика грузовиков и питателя была синхронизирована для обеспечения точного соответствия объёма подачи и производительности штабелеукладчика без сбоев или перегрузок.

Обучение эксплуатации

ZOOMRY провела 15-дневное специализированное обучение для двух сотрудников завода по эксплуатации, охватывающее ежедневные проверки оборудования на открытой площадке (состояние вращения роликов, уровень гидравлического масла, герметичность пылеулавливающих кожухов), устранение распространённых неисправностей (смещение ленты, перегрузка двигателя) и регулярное обслуживание (смазка роликов, замена скребков). Обучение учитывало особые потребности открытых условий, включая дополнительные навыки, такие как «проверка дренажа оборудования в сезон дождей» и «предварительный прогрев гидравлической системы зимой», чтобы команда могла самостоятельно выполнять эксплуатацию и базовое обслуживание после обучения. Склад запасных частей ZOOMRY обеспечивает доставку стандартных деталей в течение ≤7 дней, а круглосуточная многоязычная техническая горячая линия предоставляет пожизненную техническую поддержку.

Результаты проекта

После ввода в эксплуатацию система стабильно работала в долгосрочной перспективе, все показатели превзошли ожидания, решив ключевые проблемы завода по складированию угля и создав значительную ценность. В плане эффективности и вместимости радиальный телескопический штабелеукладчик ZR120SF обеспечил стабильное складирование на уровне 460 тонн в час, увеличив вместимость зоны складирования длиной 54 метра до 85 000 тонн, полностью устранив необходимость временных перевалок. Полный цикл от разгрузки грузовиков до складирования сократился с 4 часов до 1,8 часа, уменьшив годовые простои из-за недостаточной вместимости складирования примерно на 35 часов, что косвенно повысило производственную ценность. Интегрированная конструкция разгрузчика грузовиков и питателя обеспечила точное соответствие объёмов приёмки и складирования угля, устранив накопление в зоне разгрузки или холостой ход штабелеукладчика.

В плане экологии и использования материалов герметичная система снизила выбросы пыли с 22 мг/м³ до 8 мг/м³, значительно превысив национальные стандарты, что устранило жалобы из окружающих районов и риск экологических штрафов. Потери угля снизились с 5% до 0,8%, что при ежедневном складировании 12 000 тонн позволило сократить годовые потери примерно на 35 000 тонн, значительно повысив эффективность использования материала. Уровень комкования угля в сезон дождей снизился до 0,8%, что устранило необходимость дополнительных процессов дробления и связанных с ними затрат на энергию и рабочую силу.

В плане надёжности и долговечности в условиях открытой площадки ключевые компоненты (ролики, барабаны, двигатели) обеспечили стабильную долгосрочную работу, требуя только периодической замены ленты и скребков, что сократило частоту годового обслуживания с 12 до 4 раз и снизило затраты на обслуживание на 40%. В условиях открытой площадки при температурах от -5°C до 40°C годовой уровень отказов оборудования составил всего 0,6% (значительно ниже среднего по отрасли 1%), без серьёзных сбоев из-за экстремальных погодных условий или дождевой воды. При вторичном расширении мощности завода достаточно было лишь незначительно скорректировать программу ПЛК штабелеукладчика и мощность двигателя, чтобы адаптироваться к новой потребности в 500 тонн в час, что демонстрирует масштабируемость и долговечность оборудования.

Руководитель проекта завода отметил: «Система складирования ZOOMRY не только решила наши проблемы с эффективностью и экологией, но и стабильно работает в условиях открытой площадки. Интеграция оборудования безупречна, а обслуживание удобно. Для будущих расширений мы будем отдавать предпочтение решениям ZOOMRY».

Преимущества ZOOMRY

1. Разнообразие продукции: По сравнению с поставщиками отдельного оборудования, ZOOMRY предлагает полный комплект оборудования: «разгрузчик грузовиков + питатель с бункером + радиальный телескопический штабелеукладчик», с точно согласованными параметрами, что исключает проблемы совместимости оборудования разных брендов и обеспечивает бесшовный процесс складирования.
2. Высокая адаптивность: Благодаря собственной команде разработчиков ZOOMRY оптимизирует конструкцию оборудования для специфических условий, таких как уклоны на открытой площадке, перепады температур и дождевая вода (например, адаптация к уклону 12°, контроль температуры гидравлического масла), сокращая время адаптации на 50% по сравнению с международными брендами.
3. Глобальная сервисная поддержка: Оборудование соответствует стандартам ISO 9001, ISO 14001, CE, EAC и другим международным сертификациям, отвечая требованиям соответствия в разных регионах мира. Глобальные склады запасных частей и многоязычная техническая поддержка решают проблемы зарубежных клиентов с медленной доставкой деталей и сложностями в коммуникации, обеспечивая скорость реагирования, значительно превышающую средние отраслевые показатели.