Ship Loader: Nó là gì, nó hoạt động như thế nào và hướng dẫn an toàn

Máy bốc dỡ tàu là một máy xử lý vật liệu rời lớn được lắp đặt tại các bến cảng để vận chuyển hàng hóa - chẳng hạn như than, ngũ cốc, quặng sắt, xi măng hoặc phân bón - từ băng tải trên đất liền trực tiếp vào hầm của tàu cập cảng. Máy bốc dỡ tàu là phương pháp cơ bản và hiệu quả nhất để xếp hàng rời lên tàu, có khả năng xử lý hàng nghìn tấn mỗi giờ với sự can thiệp thủ công tối thiểu.

Máy xúc tàu là gì?

Máy bốc xếp tàu nằm ở rìa bến hoặc cầu cảng và đóng vai trò là mắt xích cuối cùng trong chuỗi băng tải của cảng. Vật liệu khối được vận chuyển bằng băng tải trên đất liền, di chuyển lên cần của máy xúc và xả qua máng hoặc ống lồng vào hầm tàu. Các máy xúc tàu hiện đại được gắn trên các giàn di chuyển bằng đường sắt, cho phép chúng di chuyển dọc theo bến cảng để đến mọi cửa hầm của tàu mà không cần định vị lại tàu. Cần thường có thể nâng (nâng lên và hạ xuống), xoay (xoay theo chiều ngang) và kéo dài bằng kính thiên văn để hướng vật liệu chính xác vào khoang chứa.

Các thông số thiết kế chính xác định máy xúc tàu bao gồm:

Chuyển hàng hóa bằng tàu biển hoạt động như thế nào?

Trình tự vận chuyển hàng hóa tại nhà ga hàng rời tuân theo một chuỗi tích hợp, liên tục. Hiểu từng giai đoạn sẽ làm rõ lý do tại sao máy xúc tàu là không thể thiếu đối với hiệu quả của cảng.

Giai đoạn 1 - Thu hồi bãi chăn nuôi

Vật liệu được lưu trữ trong các bãi chứa mở hoặc silo kín được thu hồi bằng máy thu hồi xếp chồng hoặc máy thu hồi bánh xô. Những máy này cắt thành kho dự trữ và nạp nguyên liệu vào băng tải sân với tốc độ được kiểm soát - thường từ 2.000 đến 10.000 t/h tùy thuộc vào kích thước thiết bị đầu cuối.

Giai đoạn 2 - Hệ thống băng tải trên bộ

Một mạng lưới băng tải, thường có chiều rộng từ 1.200 mm đến 2.400 mm, vận chuyển vật liệu từ bãi chứa đến máy bốc xếp tại bến cảng. Tháp chuyển có máng chuyển hướng vật liệu giữa các băng tải. Máy đo trọng lượng (cân đai) đo lưu lượng khối lượng trong thời gian thực, cung cấp dữ liệu cho hệ thống điều khiển đầu cuối.

Giai đoạn 3 - Băng tải cần cẩu của máy xúc lật

Vật liệu đi từ băng tải cấp liệu bên bến cảng lên băng tải cần cẩu của máy xúc. Cấu trúc cần cẩu, có thể dài từ 20 đến 55 mét, nâng vật liệu lên trên mặt boong trước khi xả xuống dưới. Vòng bi xoay ở chân tháp cho phép toàn bộ cần quay, trong khi một xi lanh xoay điều chỉnh góc thẳng đứng của cần.

Giai đoạn 4 - Cắt tỉa và giữ nguyên

Máng xả hoặc vòi dạng ống lồng hướng dòng nguyên liệu vào hầm chứa. Cắt tỉa - quá trình phân phối hàng hóa đồng đều trên sàn hầm - được thực hiện bằng cách di chuyển máy xúc dọc theo đường ray và điều chỉnh góc quay. Một số máy xúc nâng cao kết hợp hệ thống cắt tỉa tự động sử dụng cảm biến laze hoặc sóng siêu âm để lập bản đồ bề mặt giữ và tối ưu hóa các kiểu lấp đầy, giảm thời gian tải tới 15%.

Các loại máy xúc tàu

Bố trí cảng và loại hàng hóa khác nhau yêu cầu cấu hình bộ tải khác nhau. Bốn phổ biến nhất là:

Máy xúc tàu có an toàn cho hàng rời (FO Safe) không?

Có — máy xúc tàu được thiết kế với nhiều hệ thống an toàn giúp chúng phù hợp để xử lý nhiều loại vật liệu, bao gồm cả những vật liệu được phân loại là an toàn dầu nhiên liệu (an toàn FO) hoặc liên quan đến các loại rủi ro cháy nổ. Đây là những điều khoản an toàn thường bao gồm:

Ngăn chặn bụi và phòng chống cháy nổ

Bụi than và bụi ngũ cốc đều dễ cháy. Các máy bốc xếp bằng tàu vận chuyển những vật liệu này được trang bị máng chuyển tải kèm theo, viền cao su ở tất cả các điểm chuyển tiếp dây đai, hệ thống phun nước tại các điểm xả và trong nhiều trường hợp là lọc khí trơ cho các hành lang cần cẩu kín. Vòi dạng ống lồng có thể giảm độ cao rơi xuống dưới 0,5 m, cắt giảm đáng kể lượng bụi phát sinh tại điểm va chạm.

Thiết bị an toàn kết cấu và cơ khí

Một máy xúc lật tàu được thiết kế tốt sẽ kết hợp các cơ chế bảo vệ sau đây theo tiêu chuẩn:

• Cảm biến radar hoặc laser chống va chạm ngăn chặn hành trình bùng nổ nếu cấu trúc của tàu đi vào khu vực loại trừ
• Dừng khẩn cấp dây kéo dọc theo toàn bộ chiều dài của băng tải cần cẩu
• Bảo vệ quá tải trên tất cả các động cơ truyền động thông qua bộ khởi động mềm hoặc bộ truyền động biến tần (VFD)
• Các neo khóa bão giúp bảo vệ giàn di chuyển khỏi tải trọng gió vượt quá giới hạn thiết kế (thường là 28 m/s khi vận hành, tốc độ sống sót là 55 m/s)
• Giám sát độ lệch vị trí của cần cẩu so với cửa hầm, ngăn chặn nước tràn lên boong

Khả năng tương thích vật liệu nguy hiểm

Đối với các thiết bị đầu cuối xử lý than cốc, lưu huỳnh hoặc các vật liệu khác có rủi ro bắt lửa cụ thể, máy xúc tàu có thể được cung cấp vỏ điện được xếp hạng ATEX, máy cạo đai không phát tia lửa và ống lót máng, cũng như hệ thống nối đất liên tục để ngăn ngừa phóng tĩnh điện. Các cấu hình này xác nhận rằng trình tải được chỉ định phù hợp thực sự an toàn cho các môi trường như vậy.

An toàn vận hành

Các máy xúc lật tàu hiện đại có cabin điều hành được lắp máy lạnh, khép kín với tầm nhìn toàn cảnh toàn cảnh boong tàu. Hệ thống camera cung cấp cho người vận hành cái nhìn thời gian thực về các hầm tối. Camera quan sát thường được bổ sung bằng tính năng phát hiện mức giữ tự động để người vận hành được cảnh báo trước khi vật liệu tiếp cận thành miệng hầm. Tốc độ chất tải tại các kho cảng chính như kho quặng sắt Port Hedland ở Úc vượt quá 8.000 tấn/giờ mỗi máy, tuy nhiên tỷ lệ thương tích do bản thân thiết bị bốc hàng gần như bằng 0 nhờ các lớp an toàn tích hợp này.

Ship Loader so với các phương thức vận chuyển hàng hóa khác

Cần so sánh các phương pháp xếp dỡ tàu với các phương pháp thay thế để hiểu khi nào mỗi phương pháp phù hợp:

Đối với các cảng xuất khẩu có năng suất cao, máy xếp hàng dựa trên băng tải không có đối thủ thực tế. Một tàu Capesize chở 180.000 tấn quặng sắt có thể được xếp hàng trong khoảng 24 giờ bằng cách sử dụng hai máy xúc 8.000 tấn/h - một công việc sẽ phải mất hàng tuần nếu dùng cần cẩu.

Các yếu tố chính khi chọn máy xúc lật tàu

Việc chỉ định đúng máy đòi hỏi phải phân tích cẩn thận một số yếu tố phụ thuộc lẫn nhau:

• Yêu cầu thông lượng: Tính toán mục tiêu trọng tải hàng năm, sau đó thực hiện ngược lại để xác định công suất định mức yêu cầu, tính tỷ lệ sử dụng (thường là 60–80% công suất định mức trong một năm).
• Tính chất vật liệu: Mật độ khối, kích thước cục, độ ẩm, góc nghỉ, độ mài mòn và độ ăn mòn đều ảnh hưởng đến hình dạng máng, chiều rộng đai và vật liệu lót. Quặng sắt ở mức 2,0–2,5 tấn/m3 hoạt động rất khác so với viên gỗ ở mức 0,6 tấn/m3.
• Phạm vi tàu: Phạm vi kích cỡ tàu cập bến quyết định phạm vi tiếp cận cần cẩu và phạm vi di chuyển cần thiết. Một bến phục vụ cả tàu Handysize (25.000 DWT) và Capesize (180.000 DWT) cần linh hoạt hơn đáng kể so với bến phục vụ loại tàu cố định.
• Quy định về môi trường: Nhiều khu vực pháp lý hiện nay quy định giới hạn phát thải bụi dưới 10 mg/Nm3. Điều này ảnh hưởng đến thiết kế máng trượt, mức độ bao vây và hệ thống triệt tiêu ngay từ giai đoạn thiết kế sớm nhất.
• Mức độ tự động hóa: Các bộ tải hoàn toàn tự động với tính năng quét giữ và cắt tỉa tự động mang lại mức phí bảo hiểm cao hơn từ 15–25% so với các máy vận hành thủ công nhưng giảm chi phí lao động và cải thiện tính nhất quán trong vòng đời sử dụng 25–30 năm của tài sản.