Chương 4

Chương Cơ giới hoá công tác xếp dỡ cảng Chương CƠ GIỚI HOÁ CÔNG TÁC XẾP DỠ Ở CẢNG 4.1 Các trình xếp dỡ Cảng 4.1.1 Các trình xếp dỡ Việc xếp dỡ hàng hoá chức định nhất, thường xuyên Cảng Các trình xếp dỡ Cảng gồm: - Từ tàu sang tàu khác - Từ tàu lên ô tô, toa xe ngược lại - Từ tàu lên kho bãi ngược lại - Từ kho, bãi lên ô tô, toa xe ngược lại 4.1.2 Mục đích công tác giới hoá xếp dỡ (CGHXD) Cơ giới hoá tổng hợp công tác xếp dỡ giới hoá toàn trình bốc xếp cho sức lao động người dùng để điều khiển máy móc làm công tác phụ Mục đích công tác giới hoá xếp dỡ: - Thay sức lao động người máy móc có suất cao - Rút ngắn thời gian đỗ loại phương tiện vận chuyển: tàu, ô tô, toa xe - Hạ giá thành xếp dỡ suất cao - Tăng lực thông qua khả - Bảo đảm chất lượng hàng hoá trình vận chuyển 4.1.3 Phương hướng công tác CGHXD Để giới hoá tốt: - Chế tạo thiết bị xếp dỡ vận chuyển tiên tiến thích ứng với loại hàng, nhóm hàng - Tiêu chuẩn hoá việc bao gói để sử dụng hữu ích sức nâng cần trục tải trọng phương tiện vận chuyển - Cơ giới công tác xếp dỡ hầm tàu toa xe, bước áp dụng tự động hoá trình xếp dỡ Các sơ đồ giới hoá xếp dỡ 4.2.1 CGHXD hàng bao kiện 4.2.1.1 Đặc điểm hàng bao kiện Gồm loại hàng khác trọng lượng, kích thước điều thường nguyên nhân gây khó khăn hạn chế cho nhiều lựa chọn xếp dỡ bến thường phải bốc xếp nhiều loại hàng bao kiện khác Theo đặc điểm bao gói hình dáng, chia hàng bao kiện thành loại hàng sau: 4-1 Chương Cơ giới hoá công tác xếp dỡ cảng - Bao bì vải hay giấy có trọng lượng (50 ÷ 100) kg - Bao bì loại đai thép, nhựa bông, giấy - Thùng hay cuộn dạng trụ tròn có trọng lượng khác dầu, nhựa đường, sơn, hoá chất, cáp - Thép chi tiết thép không bao gói - Thùng gỗ, giấy đệm - Các hàng kiện nặng có bao bì 4.2.1.2 Công cụ mang hàng Hàng bao kiện bao gồm nhiều loại khác kích thước, trọng lượng, kiểu bao gói nên việc sử dụng công cụ mang hàng có ý nghĩa to lớn Công cụ mang hàng vật liên kết bao bì hàng hoá với móc cẩu, cho phép nâng cao suất lao động, giảm nhẹ điều kiện làm việc, tránh làm hỏng hàng hoá đồng thời nâng cao suất cần trục, rút ngắn thời gian chờ đợi phương tiện vận tải Khi chọn công cụ mang hàng phải thoả mãn điều kiện sau đây: - Đảm bảo mang đồng thời số lượng kiện hàng cho sử dụng nâng cần trục - Giảm bớt động tác xếp hàng hoá không cần thiết vận chuyển hàng từ vị trí đến vị trí khác - Bảo đảm yêu cầu sử dụng như: vững chắc, đơn giản, an toàn Công cụ mang hàng chia thành loại: - Các thiết bị thô sơ: vòng thép, đai, dây tự xiết Hình 4-1 Thiết bị lấy hàng hàng kiện a Lấy hàng dây chão b Lấy hàng dây cáp dải c-Lấy hàng cáp khối d-Lấy hàng dây móc lưới - Các thiết bị đặc biệt: móc, kẹp 4-2 Chương Cơ giới hoá công tác xếp dỡ cảng Hình 4-2 Tấm đệm chất hàng - Các thiết bị tự động: nam châm điện Hình 4-3 Thiết bị lấy hàng điện từ (Nam châm điện) 4.2.1.3 Các sơ đồ giới hoá xếp dỡ Với hàng bao kiện sử dụng cần trục tàu cần trục bờ để xếp dỡ hàng hoá tàu với bờ Các sơ đồ giới hoá xếp dỡ hàng bao kiện tham khảo qui trình thiết kế trình công nghệ cảng biển 4.2.2 CGHXD hàng gỗ 4.2.2.1 Đặc điểm Gỗ vận chuyển qua cảng gồm nhiều loại khác kích thước hình dáng: - Gỗ chưa qua chế biến, có chiều dài (49) m - Gỗ qua sơ chế: xẻ thành gỗ hộp, gỗ ván - Các sản phẩm gỗ 4.2.2.2 Công cụ mang hàng Dây tự xiết, móc, kẹp 4.2.2.3 Các sơ đồ giới hoá xếp dỡ Tham khảo qui trình thiết kế trình công nghệ cảng biển 4.2.3 CGHXD hàng đổ đống (vun đống) 4.2.3.1.Tính chất, đặc điểm 4-3 Chương Cơ giới hoá công tác xếp dỡ cảng Hàng đổ đống thường chia làm loại: - Loại hư hỏng điều kiện thời tiết - Loại không bị hư hỏng điều kiện thời tiết: than, vật liệu xây dựng bảo quản bãi Đặc điểm chung: đổ thành đống với tiêu dung trọng, độ khô, mái dốc tự nhiên khác Ngoài loại hàng có tính chất hoá học khác đòi hỏi có yêu cầu đặc biệt xếp dỡ, vận chuyển, bảo quản 4.2.3.2 Công cụ mang hàng Thùng tự lật, tự đổ, gầu ngoạm, máy xúc, băng chuyền 4.2.3 Các sơ đồ giới hoá xếp dỡ Tham khảo qui trình thiết kế trình công nghệ cảng biển 4.2.4 CGHXD hàng xăng dầu 4.2.4.1 Đặc điểm - Có tính bốc cao - Nguy cháy nổ cao - Tính nhớt 4.2.4.2 Cơ giới hoá xếp dỡ công tác bốc xếp hàng xăng dầu Có thể dùng bơm tự chảy, đó: - Dùng máy bơm bờ tàu - Tự chảy: Q = 0,028.m h.d L (4-1) Trong đó: Q: lưu lượng(m3/ph) h : cột chất lỏng toàn phần (m) L : chiều dài đường ống (m) m : hệ số phụ thuộc vào dung trọng d :đường kính lòng ống (cm) 4.3 Tính toán tuyến xếp dỡ tối ưu 4.3.1 Khái niệm tuyến xếp dỡ số tuyến xếp dỡ tối ưu 4.3.1.1 Khái niệm tuyến xếp dỡ Một hệ thống thiết bị xếp dỡ bố trí cách hợp lí liên hoàn để bốc xếp hàng lên xuống tàu liên tục gọi tuyến xếp dỡ Ở cảng, số tuyến xếp dỡ đặc trưng số cần trục trước bến (có cần trục trước bến có nhiêu tuyến xếp dỡ) Trên bến có nhiều tuyến xếp dỡ 4.3.1.2 Khái niệm số tuyến xếp dỡ tối ưu 4-4 Chương Cơ giới hoá công tác xếp dỡ cảng Khi thiết kế cảng để thoả mãn điều kiện kinh tế phải đảm bảo tối ưu mặt sau: - Tối ưu tàu: chọn loại tàu trọng tải tàu để vận chuyển loại hàng có lượng hàng cự li vận chuyển định cho hợp lí - Tối ưu bến: hình thức tuyến bến, số lượng bến, chiều dài bến cho hợp lí - Tối ưu tuyến xếp dỡ, bến cần tuyến xếp dỡ hợp lí Đối với cảng đại người ta thiết kế đồng thời tối ưu mặt cảng vừa nhỏ biết lượng hàng luồng hàng ta chọn cỡ tàu hợp lí phù hợp với lượng hàng luồng hàng Đối với số bến phụ thuộc vào suất, số lượng thiết bị xếp dỡ loại hàng Trong thiết kế qui hoạch cảng giá thành mua sắm thiết bị xếp dỡ chiếm phần đáng kể vốn đầu tư nên người ta quan tâm đến việc tính toán tối ưu tuyến xếp dỡ Trên bến có nhiều tuyến xếp dỡ, tăng thêm tuyến xếp dỡ (so với ban đầu), tức tăng lực thông qua bến, cảng bốc xếp nhiều hàng hơn, tàu giải phóng nhanh Do giảm thời gian tàu đỗ bến, tức giảm chi phí đầu tư khai thác cho tàu, đồng thời bến giải phóng nhanh thời gian tàu đỗ khu nước chờ đợi giảm Tóm lại tăng thêm tuyến dỡ chi phí đầu tư khai thác tàu giảm cảng tăng lên có thêm tuyến xếp dỡ Phương án có số tuyến xếp dỡ tối ưu phương án mà giảm chi phí cho tàu tăng chi phí cho cảng xấp xỉ 4.3.2 Tính toán số tuyến xếp dỡ tối ưu Khi biết lượng tàu vào cảng ta phải chọn sơ đồ giới hoá xếp dỡ từ tính toán số tuyến tối ưu theo trình tự sau: 4.3.2.1 Xác định số tuyến xếp dỡ nhỏ (N min) lớn (Nmax) Số tuyến xếp dỡ nhỏ nhất(Nmin) N = Pk1 = Mr 0,875.Pk1 Pk 7 (T/h) (4-2) (4-3) Trong đó: 0,875: hệ số sử dụng thời gian ngày; Mr: định mức tàu xác định theo qui trình thiết kế công nghệ cảng biển tự lập; Pk1: suất bốc xếp tuyến xếp dỡ làm việc; Pk7: suất bốc xếp tuyến xếp dỡ ca làm việc (T/ca) tra theo bảng 1- phụ lục Số tuyến xếp dỡ lớn (Nmax) 4-5 Chương Cơ giới hoá công tác xếp dỡ cảng Nmax phụ thuộc vào loại hàng vận chuyển, trọng tải tàu số lượng tàu lấy sau: + Trường hợp 1: Đối với hàng bao kiện, dùng sơ đồ giới hoá xếp dỡ 1, 2, 3, thì: Nmax = số lượng hầm tàu ; Dtp < 1500T Nmax = số lượng hầm tàu + ; Dtp ≥ 1500T + Trường hợp 2: Với bến bốc xếp hàng thiết bị kim loại, container dùng sơ đồ số bến bốc xếp hàng gỗ dùng sơ đồ số 8, 9, 10 không phụ thuộc vào trọng tải tàu, ta có Nmax = số lượng hầm tàu + Trường hợp 3: Với hàng đổ đống, dùng sơ đồ số 6, thì: Nmax = số lượng hầm tàu ; Dtp ≤ 3000T Nmax = số lượng hầm tàu - ; Dtp > 3000T Chú ý: Nmax phụ thuộc vào số yếu tố khác kích thước lỗ cửa hầm tàu, kiểu thiết bị bốc xếp công cụ mang hàng Số phương án tuyến xếp dỡ nằm phạm vi từ N ÷ Nmax thường lấy từ ÷ phương án 4.3.2.2 Xác định suất thiết bị xếp dỡ phương án ∑P i k = Pki xN i (T/h) (4-4) 4.3.2.3 Xác định thời gian cần thiết để tàu đỗ bến bốc xếp hàng cho phương án τi = Dr ∑ Pk i (h) τ oi = (4-5) Dr 24.∑ Pk i (ngđêm) (4-6) Mỗi phương án số tuyến xép dỡ có τi (τio) 4.3.2.4 Xác định số chuyến tàu cần thực năm lượng hàng cỡ tàu cho trước r'= Qn Dr (chuyến/năm) (4-7) Mặt khác so sánh số lần tàu đỗ bến năm, số lần tính theo lực thông qua bến: r' ' = 24.Tn K z K m Tb + Tp Tb = Trong đó: 4-6 Dr Mr (4-8) (h) (4-9) Chương Cơ giới hoá công tác xếp dỡ cảng Tn: số ngày làm việc cảng năm; 24: số ngày; Kz, Km: hệ số bến bận hệ số khí tượng; Tb: thời gian cần thiết để xếp dỡ hàng cho tàu; Tp: thời gian cần thiết làm công tác phụ cho tàu Số chuyến tàu tính toán r cho bến r’ không vượt r’’ Có khả xảy ra: + r’ ≤ r’’ + r’ > r’’ ⇒ r = r’ trước tính toán số tuyến xếp dỡ tối ưu bến ta cần tính toán số lượng bến cách lấy r' làm tròn kết phía lớn thành số r' ' nguyên, từ xác định lượng hàng bến( r: số chuyến tàu đến bến năm) 4.3.2.5 Sau tính toán số chuyến tàu đến bến năm ta tính tổng thời gian tàu đỗ bến năm phương án ∑T i = r.Ti (h) (4-10) 4.3.2.6.Tính tiết kiệm thời gian tàu đỗ để xếp dỡ cảng (do đặt thêm tuyến xếp dỡ): ∆Ti = ∑ Ti −1 − ∑ Ti (h/năm) (4-11) Từ tạo tiết kiệm chi phí khai thác cho tàu(đ/h): i = A*Ti (đồng/năm) (4-12) 4.3.2.7 Tiết kiệm thời gian tàu đỗ bến để bốc xếp hàng tức tàu giải phóng nhanh hơn, chu kì vận tải rút ngắn, điều chứng tỏ với lượng hàng hoá kế hoạch cho trước, số lượng tàu tức giảm chi phí đầu tư cho tàu Trị số ngày xác định theo công thức: ∆K i = B E cp ∑ ∆Ti 24.Tn (4-13) Trong đó: B: giá thành tính toán tàu(đồng); Ecp = 0,1: hệ số hiệu tàu; Tn: Số ngày khai thác cảng năm; E= B E cp 24.Tn (4-14) E: hệ số không đổi với tất phương án, định tiết kiệm vốn đầu tư cho tàu tiết kiệm tàu đỗ cảng 4.3.2.8 Tiết kiệm chi phí khai thác đầu tư cho tàu tiết kiệm thời gian tàu chờ đợi vào bến - Tổng thời gian chờ đợi tàu để vào xếp dỡ bến (ngđêm) tính theo công thức: 4-7 Chương Cơ giới hoá công tác xếp dỡ cảng ∑ τ oi = λ.Toi r − λ.Toi (4-15) Trong đó: : số tàu đến bến trung bình ngày đêm λ= Qn D r Tn (4-16) Qn: lượng hàng vào bến năm Toi: Thời gian tàu đỗ bến để bốc xếp hàng (ng đêm) Toi = Ti 24 (4-17) - Tiết kiệm thời gian tàu khu nước chờ đợi đặt thêm tuyến xếp dỡ là(ngđêm): ∑ Δτ oi = ∑ τ o i −1 − ∑ τ oi (4-18) - Tiết kiệm thời gian tàu chờ đợi vào bến dẫn đến tiết kiệm chi phí khai thác cho tàu (đồng): Σ∆∋oi = 24 A Σ∆τoi (4-19) - Tiết kiệm thời gian tàu đỗ chờ đợi vào bến kéo theo tiết kiệm vốn đầu tư cho tàu: ∆K o i = B E cp ∑ ∆τ oi = E ∑ ∆τ oi (đồng) Tn (4-20) 4.3.2.9 Tính tổng tiết kiệm chi phí khai thác vốn đầu tư cho tàu nhờ nâng cao lực bốc xếp đặt thêm tuyến xếp dỡ: Ri = ∑ ∆ ∋i + ∆K i + ∑ ∆ ∋oi + ∆K oi (4-21) 4.3.2.10 Khi đặt thêm tuyến xếp dỡ cảng phải thêm chi phí cho khoản sau: - Mua, vận chuyển, lắp đặt tuyến xếp dỡ (1) - Bảo dưỡng, sửa chữa (khấu hao, tiểu tu) (2) - Chi phí phục vụ kỹ thuật cho thiết bị xếp dỡ (3) (1) xác định theo công thức: ΔK ni = E n ∑ K i n i Ci Trong đó: En : hệ số hiệu kinh tế thiết bị xếp dỡ ; En = 0,15 Ki : giá thành máy xếp dỡ kiểu i Ci : hệ số chi phí lắp ráp, vận chuyển Ci = 0,19 : thiết bị lớn Ci = 0,12 : thiết bị nhỏ 4-8 (4-22) Chương Cơ giới hoá công tác xếp dỡ cảng (2) xác định tổng % giá thành vận chuyển, lắp ráp thiết bị xác định theo công thức: ∋ a = ∑ K i '.n i a i + bi 100 (4-23) Ki’: giá thành vận chuyển lắp ráp cho thiết bị kiểu i (3) xác định theo công thức: ∋T = Tn K d K p S.∑ n i t i (đ/năm) Trong đó: Tn: thời gian khai thác cảng năm tính theo ngày đêm; ti : thời gian phục vụ kĩ thuật máy ngày đêm; S : định suất lương (giờ) công nhân phục vụ máy xếp dỡ; Kp: hệ số khu vực; Kd: hệ số chi phí phụ 4.3.2.11.Tổng chi phí cho cảng đặt thêm tuyến xếp dỡ là: R n = ∆K ni + ∋ a + ∋ T (đ/năm) (4-24) 4.3.2.12.Tổng chi phí cho tàu, cho cảng xác định cho phương án hiệu tiết kiệm chi phí cho tàu chi phí thêm cảng đặt thêm tuyến xếp dỡ là: ∆R i = R i − R n (đ/năm) (4-25) Như tăng số tuyến xếp dỡ bến lực bốc xếp cho tàu nâng cao, kết giảm chi phí đầu tư khai thác cho tàu đồng thời làm tăng chi phí khai thác cho cảng Như cần ý: tăng số tuyến xếp dỡ bến hiệu kinh tế tuyến so với tuyến cũ bị hạ thấp đến lúc việc đưa thêm tuyến dẫn đến hiệu kinh tế âm, ∆Ri dương nhỏ tương ứng với số tuyến xếp dỡ tối ưu 4.4 Những tiêu kinh tế kỹ thuật để so sánh, lựa chọn phương án CGHXD tối ưu 4.4.1.Vốn đầu tư Vốn đầu tư cho khu bến bao gồm (K): Vốn đầu tư cho thiết bị : K1 Vốn đầu tư cho công trình phục vụ (kè bờ, đường bãi): K2 Suy K = K1 + K2 (4-26) Nhiều cần xác định tỉ suất vốn đầu tư (đồng/tấn) để so sánh: Ky = ∑K i Qn 4.4.2.Giá thành xếp dỡ 4-9 (4-27) Chương Cơ giới hoá công tác xếp dỡ cảng Gía trị phụ thuộc vào yếu tố kinh tế – kĩ thuật tổ chức công tác xếp dỡ Vì công tác xếp dỡ việc phấn đấu hạ giá thành có ý nghĩa to lớn Muốn cần: - Tiến hành giới hoá tự động hoá - Hoàn thiện công nghệ tổ chức khai thác, chế quản lí sử dụng thiết bị mang hàng hợp lí Gía thành xếp dỡ xác định sau: S= ∑s = Qn ( s1 + s + s + s + s ) Qn (4-28) Trong đó: s1: chi phí cho công nhân điều khiển phương tiện xếp dỡ; s2: chi phí khấu hao tiểu tu cho công trình; s3: chi phí khấu hao tiểu tu cho máy móc; s4: chi phí lượng; s5: chi phí gián tiếp 4.5 Trình tự thiết kế xếp dỡ 4.5.1 Các tài liệu xuất phát Tuỳ thuộc vào cảng xây nâng cấp cảng cũ mà tài liệu xuất phát khác trường hợp chung bao gồm số liệu sau: - Bình đồ khu vực có ghi rõ hệ thống đường giao thông, công trình có công trình dự định xây dựng (thể mặt cao độ) - Bản vẽ bến, kho bãi có kèm theo tải trọng cho phép - Tài liệu địa chất, thuỷ văn, khí tượng … - Tài liệu loại phương tiện vận chuyển: tàu, toa xe… - Tài liệu loại thiết bị xếp dỡ, tài liệu hàng hoá như: loại hàng, lượng hàng, hệ số không đều, thời gian lưu kho, lượng hàng qua kho, yêu cầu xếp dỡ bảo quản … - Các qui trình, định mức thiết kế số liệu kinh tế khác 4.5.2 Trình tự thiết kế 4.5.2.1 Lập số sơ đồ giới hoá xếp dỡ theo phương án (có thể tham khảo qui trình) cụ thể là: - Chọn thiết bị xếp dỡ chủ yếu ứng với qui trình xếp dỡ khác - Lập dây chuyền sản xuất, mô tả thao tác hoạt động thiết bị trình xếp dỡ khác Mỗi sơ đồ phải thoả mãn yêu cầu sau: mức độ giới hoá cao, mức độ an toàn sản suất cao, mức độ vạn cao 4-10 Chương Cơ giới hoá công tác xếp dỡ cảng 4.5.2.2 Tính toán số tuyến xếp dỡ tối ưu cho sơ đồ giới hoá xếp dỡ tính toán số lượng thiết bị phụ thực trình xếp dỡ khác 4.5.2.3 Xác định số lượng loại công nhân phục vụ xếp dỡ 4.5.2.4 Xác định tiêu kinh tế cho phương án sơ đồ giới hoá xếp dỡ, so sánh, lựa chọn sơ đồ tốt 4-11 Chương Cơ giới hoá công tác xếp dỡ cảng Chương 4.1 Các trình xếp dỡ Cảng Các sơ đồ giới hoá xếp dỡ 4.3 Tính toán tuyến xếp dỡ tối ưu 4.4 Những tiêu kinh tế kỹ thuật để so sánh, lựa chọn phương án CGHXD tối ưu 4.5 Trình tự thiết kế xếp dỡ 4-12 ... theo lực thông qua bến: r' ' = 24. Tn K z K m Tb + Tp Tb = Trong đó: 4- 6 Dr Mr (4- 8) (h) (4- 9) Chương Cơ giới hoá công tác xếp dỡ cảng Tn: số ngày làm việc cảng năm; 24: số ngày; Kz, Km: hệ số bến... (kè bờ, đường bãi): K2 Suy K = K1 + K2 (4- 26) Nhiều cần xác định tỉ suất vốn đầu tư (đồng/tấn) để so sánh: Ky = ∑K i Qn 4. 4.2.Giá thành xếp dỡ 4- 9 (4- 27) Chương Cơ giới hoá công tác xếp dỡ cảng... phục vụ xếp dỡ 4. 5.2 .4 Xác định tiêu kinh tế cho phương án sơ đồ giới hoá xếp dỡ, so sánh, lựa chọn sơ đồ tốt 4- 11 Chương Cơ giới hoá công tác xếp dỡ cảng Chương 4. 1 Các trình xếp