Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Исходные данные на проектирование и их анализ

1.1 Анализ грузооборота и грузопереработки

1.2Транспортно-перегрузочная характеристика груза

1.3 Выбор флота и сухопутного подвижного состава

1.4 Выбор перегрузочных машин и грузозахватных приспособлений к ним

2. Разработка вариантов схем механизации и технологии перегрузочных работ

2.1 Расчет параметров причала

2.2 Варианты схем механизации

2.3 Описание технологииперегрузочных работ по вариантам

2.3 Расчет норм выработки и времени

2.4 Расчет потребности в перегрузочных машинах, количества причалов и их пропускной способности

2.5 Расчет продолжительности обработки судна в порту

3. Технико-экономическое обоснование выбора оптимального варианта схем механизации и технологии перегрузочных работ

3.1 Методика выбора оптимального варианта

3.2 Капиталовложения и эксплуатационные расходы порта

Заключение

Список источников:



ВВЕДЕНИЕ

Речной транспорт является составной частью единой транспортной системы нашей страны. Каждый вид транспорта имеет свою наиболее целесообразную сферу применения. В то же время между отдельными видами транспорта существует определенное взаимодействие. Многие грузы перевозятся в смешанном железнодорожно-водном сообщении.

Речной транспорт наиболее эффективен при перевозке на значительные расстояния массовых навалочных грузов в крупнотоннажных судах и составах. Затраты на доставку грузов по речным путям в большинстве случаев значительно ниже, чем при доставке другими видами транспорта. Особенно велика роль речного транспорта в обслуживании обширных районов Сибири, Дальнего Востока, и Крайнего Севера, не имеющих развитой сети железнодорожных и автомобильных путей.

При перевозке грузов речным транспортом осуществляются две основные операции: перемещение грузов, загрузка и разгрузка судов в портах отправления и прибытия. Повышение эффективности работы транспортных судов в значительной мере зависит от сокращения продолжительности их обработки и обслуживания в порту. Поэтому большое значение имеет выбор оптимальной схемы механизации.

Цель работы - обоснование средств механизации и технологии перегрузочных работ на причалах порта. Основные задачи:

1. дать краткую характеристику порту;

2. рассчитать грузооборот и грузопереработку порта;

3. выбрать флот и сухопутный подвижной состав;

4. рассчитать параметры причалов и складов;

5. обосновать схемы и технологии механизированной перегрузки груза;

6. рассчитать технико-экономические показатели для выбора схемы механизации и технологии перегрузочных работ;

7. провести технико-экономический анализ схемы механизации.

1. Исходные данные на проектирование и их анализ

Род груза: камень бут

Направление грузопотока: ж.д.-вода

Навигационный грузооборот: Q_н=420 тыс. т

Период навигации: Т_н=170 сут

Коэффициент прохождения груза через склад: =0,6

Средний срок хранения груза на складе: =10сут

Коэффициент неравномерности поступления

груза в порт: =1,2

Характеристика водного пути:

- отметка дна дно=0 м

- самый низкий горизонт СНГ=2,3 м

- самый высокий горизонт СВГ=8,0 м

- отметка территории ТЕР=9,0 м

1.1 Анализ грузооборота и грузопереработки

Продольный разрез причала с указанием отметок схематично представлен на рис. 1.

СВГ =8,0 м. Территория =9,0м

СНГ=2,3м

«0» графика

Дно=-0м

Рис 1. Схема причальной стенки с указанием отметок

Грузооборот порта (Q)- это количество груза в тоннах, погруженное в суда и выгруженное из судов на собственных причалах порта и приписанных к нему причалах за определенный интервал времени. Различают грузооборот за сутки, за месяц и за навигацию.

Среднесуточный грузооборот определяется по формуле:

, т (1.1.1)

Вследствие неравномерности поступления грузов в порт в различные сутки навигации при расчете количества ресурсов перегрузочных работ и пропускной способности причалов следует в качестве проектного рассматривать максимальный суточный грузооборот :

, т (1.1.2)

Однако показатель грузооборота отражает не весь объем перегрузочных работ порта, а только то количество тонн груза, которое перегружается по вариантам судно-вагон, судно-склад, судно-автомобиль и обратным, и не учитывает работу по вариантам склад-вагон, склад-автомобиль, склад-склад и другим, в которых не участвует судно. Фактически выполненный объем перегрузочных работ в порту по всем вариантам характеризуется показателем грузопереработки.

Грузопереработка порта (G) - это объём перегрузочных работ, т.е. количество груза, которое перегружается на причалах порта силами и средствами порта, т.е. это объём перегрузочных работ, выполненных портом за определенный период времени (сутки, месяц, навигацию) с подразделением по родам грузов по всем вариантам грузовых работ. Грузопереработка измеряется в тоннах или тонно-операциях (т-оп.).

Варианты грузовых работ зависят от направления грузопотока.

с железной дороги на воду:
вагон -судно
вагон -склад
склад -судно

Грузопереработка в тонно-операциях за навигацию по прямому варианту вагон-судно определяется по формуле:

, т-оп (1.1.3)

Грузопереработка в тонно-операциях за навигацию по варианту склад-судно определяется по формуле:

, т-оп (1.1.4)

Грузопереработка в тонно-операциях за навигацию по варианту вагон-склад определяется по формуле:

, т-оп (1.1.5)

Общий объем перегрузочных работ порта за навигацию представляет собой сумму грузопереработки по всем вариантам грузовых работ:

, т-оп (1.1.6)

Среднесуточный показатель грузопереработки по варианту вагон-судно определяется по формуле:

, т-оп (1.1.7)

Аналогично эти показатели определяются и по другим видам:

При определении потребных ресурсов, необходимых для освоения навигационного грузооборота, таких, как вместимость складов, пропускная способность причала, в качестве расчетных используют показатели максимальной суточной грузопереработки (объемов перегрузочных работ) по вариантам, учитывающие коэффициент неравномерности поступления грузов в порт.

, т-оп (1.1.8)

Общая грузопереработка порта за сутки представляет собой сумму грузопереботки по всем вариантам грузовых работ:

, т-оп (1.1.9)

Коэффициент переработки грузов () определяется отношением грузопереработки в тонно-операциях к грузообороту в физических тоннах за навигационный период.

(1.1.10)

Рис. 2. Схема вариантов грузовых работ, выполняемых для освоения навигационного грузооборота

Результаты расчетов приведены в таблице 1.1

Таблица 1.1 - Грузооборот и грузопереработка

Показатель	Обозначение	Всего	В т.ч. по вариантам грузовых работ
			вагон-судно	склад-судно	вагон-склад
Грузооборот за навигацию, тыс.т.		420	-	-	-
Среднесуточный грузооборот, тыс. т.		2,4	-	-	-
Максимальный суточный грузооборот, тыс. т-оп.		2,9	-	-	-
Грузопеработка за навигацию,тыс. т-оп.		672	168	252	252
Среднесуточная грузопереработка, тыс.т-оп.		4,72	1,18	1,77	1,77

1.2 Транспортно-перегрузочная характеристика груза

Камень бут - навалочный груз открытого хранения.

Камень бут допускается хранить на открытых складах.

Основные характеристики груза:

Класс груза по ЕКНВиВ: Н-К

Объемная масса, т/м³ 1,26

Угол естественного откоса: 38

Бут (бутовый камень) -- куски камня (доломита, известняка или песчаника) неправильной формы, размером не более 500 мм по наибольшему измерению и массой до 50 кг.

Бут может быть рваный (неправильной формы), плитчатый (плитняк) и постелистый. Получают бут разработкой местных осадочных и извергнутых пород, отвечающих требованиям в отношении прочности, морозостойкости и водостойкости. Используемый для строительства камень должен быть чистым, без трещин и расслоений.

Применяют для возведения плотин и других гидротехнических сооружений, кладки фундамента и стен неотапливаемых зданий. Большое количество бутового камня перерабатывается в щебень.

1.3 Выбор флота и сухопутного подвижного состава

Выбор судна

Таблица 3.1 - Технические характеристики судна

Номер проекта судна	Грузоподъёмность, тонн	Тип судна	Габаритные размеры, м ширина	Осадка в полном грузу, м
		по конструкции	по грузовым помещениям	длина	ширина
2036	1000	площадка	Откр.I	88,1	12,6	1,8

Выбор вагона

Условие соответствия вагона перевозимому грузу:

(1.3.11)

Где - грузоподъемность вагона, т;

- грузовая вместимость вагона, м³;

- насыпная плотность груза, т/м³.

Таблица 3.2 - Технические характеристики вагона

Характеристика	Значение
Модель	12-1505
Грузоподъёмность, т	69
Объем кузова, м3	76
Высота габаритная, м	3,48
Внутренние размеры кузова, м: - длина - ширина - высота	12,70 2,88 2,06
Длина по осям сцепления автосцепок, м	13,92

Проверим вагон на соответствие перевозимому грузу:

1.4 Выбор перегрузочных машин и грузозахватных приспособлений к ним

Таблица 3.3. - Технические характеристики кранов

	Значение по вариантам
Характериятика	1 вариант (КПП-10)	2 вариант (КМГ-10)
Грузоподъемность, т	10	10
Вылет стрелы, м: максимальный минимальный	30 8	-
Колея портала/пролета моста, м	10,5	34,5
Высота подъема, м	25	До 20 м
Глубина опускания, м	-	-
Скорости: Подъема, м/с Частоты вращения, 1/с Изменения вылета стрелы, м/с Передвижения крана, м/с Передвижения тележки, м/с	1,25 0,025 0,8 0,5 -	0,63 - - 2,0 0,63
Суммарная мощность электродвигателей, кВт	269	94
Стоимость крана, тыс. руб.: С пролетом моста, тыс. руб.: 34,5 м	2940	470

Для перегрузки камня бут портальным краном грузоподъёмностью 10 т, по таблице 1 приложения 8 выбираем грейфер проекта №1756. Для перегрузки камня бут мостовым краном грузоподъемностью 10 т, выбираем тот же грейфер. Технические характеристики грейфера представлены в табл.3.4

Таблица 3.4 - Технические характеристики грейфера №1756

Характеристика	№1756
Вместимость, м3	2,5
Масса грейфера, т	3,58
Стоимость, тыс. руб	72

(1.4.12)

(1.4.13)

где: - плотность груза, т/м³;

- коэффициент заполнения грейфера, максимально возможный по условиям перегрузочного процесса с учетом характеристик груза;

- масса грейфера порожнем, т;

- вместимость грейфера, м³;

- грузоподъемность крана, т.

Для формирования штабеля открытого склада используем бульдозер Т-100 с характеристиками, представленными в табл. 3.5.

Таблица 3.5 - Технические характеристики бульдозера Т-100

Тип	Бульдозергусеничный
Типдвигателя	дизель
Мощность, л.с./кВт	100/75
Расходтопливакг/час	20,0
Стоимость, тыс. руб.	150,0

Для зачистки полувагонов от остатков груза после выгрузки следует использовать устройство для зачистки судов модель МКСМ-800. Характеристики устройства представлены в табл. 3.6.

Таблица 3.6 - Технические характеристики машины для зачистки судов

Характеристика	МКСМ-800
Тип двигателя	дизель
Мощность, кВт	33,6
Расход топлива, л/час	6
Стоимость, тыс. руб.	500



2. Разработка вариантов схем механизации и технологии перегрузочных работ

2.1 Расчет параметров причала

Длина причала зависит от длины расчётного судна с учетом расстояния между судами на смежных причалах, вызванного необходимостью безопасного маневрирования:

L_пр=L_с+d, (2.1.1)

Где L_с- длина судна, м;

d- расстояние между судами в целях безопасности маневрирования.

Значения расстояний между судами в зависимости от длины судна и типа причального сооружения приведены в приложении 9.

L_пр= 88,1 + 15 = 103,1 м

Потребная вместимость склада для освоения навигационного грузооборота определяется через нормативный срок хранения грузов:

(2.1.2)

Где: - навигационный грузооборот причала, т;

- коэффициент неравномерности прибытия грузов;

- коэффициент прохождения груза через склад;

- продолжительность навигации, сут;

- продолжительность хранения груза на складе, сут.

Расчетная вместимость склада причала, специализированного на перегрузке одного вида груза должна обеспечивать эту навигационную потребность и быть не менее двойной грузоподъемности расчетного несамоходного судна.

(2.1.3)

Штабель груза на этих площадках имеет пирамидальную форму, а при ограничении высоты складирования - форму усечённой пирамиды, объём которой определяется формулой

(2.1.4)

Где: - высота усеченной пирамиды, м

, - соответственно длина и ширина верхней части усечённой пирамиды, м

, - соответственно длина и ширина нижней части усечённой пирамиды, м.

Длина склада у основания усечённой пирамиды с учётом пожарных проездов между причалами:

(2.1.5)

Продольный разрез склада в форме усечённой пирамиды представлен на рис. 3



Рис.3 - Продольный разрез склада

Выразим длину склада в верхней части усечённой пирамиды через длину основания :

(2.1.6)

Где: - угол естественного откоса груза в состоянии покоя

Аналогично выразим ширину верхней части усечённой пирамиды через ширину основания :

(2.1.7)

Высота склада определяется исходя из значения допустимой нагрузки на 1 м² площади

(2.1.8)

Где: - допустимая удельная нагрузка на 1м площади склада, т/м

Объем склада определяется через расчётную вместимость склада:

(2.1.9)

Подставим все известные значения в формулу 2.1.4 и найдем :

2.2 Варианты схем механизации

Схема механизации - это совокупность подъемно-транспортных машин, вспомогательных устройств, объединенных в определенной последовательности в соответствии с характером и особенностями грузопотока, условиями производства перегрузочных работ на причале и предназначенная для перегрузки грузов по одному или нескольким вариантам. При одной и той же схеме механизации возможна перегрузка груза по различным технологическим схемам.

Технологическая схема перегрузочных работ определяет конкретный способ выполнения перегрузочного процесса на данной механизированной линии, указывая направление перемещения груза, состав и способы выполнения операций, количество машин, приспособлений и порядок их использования, способ перевозки груза (пакетами или отдельными местами).

Схемы механизации делятся на:

- универсальные (обеспечивают перегрузку различной номенклатуры грузов по разным вариантам);

- специализированные (предназначены для переработки однородных грузов).

Схемы механизации, в которых возможна перегрузка груза в оба направления называется обратимыми.

На выбор схемы механизации оказывают влияние следующие факторы: размер грузооборота и его направление, характеристики и свойства грузов, климатические условия, тип судов и вагонов.

Размер грузооборота определяет производительность перегрузочных средств. Направление грузопотоков обуславливает характер перегрузочных работ. Они оказывают влияние на размер складской площади.

При выборе схемы механизации и подъёмно-транспортного оборудования, входящего в его состав, необходимо учитывать следующие требования:

- схема должна соответствовать рациональной структуре перегрузочного процесса, определяющий количество, последовательность, содержание, вид основных и вспомогательных операций, тип и характеристики машин и устройств;

- схема должна обеспечивать пропускную способность причального фронта, складов, железнодорожных перегрузочных фронтов, позволяющую перерабатывать заданный грузооборот и производить обработку судов и вагонов;

- при разработке схемы механизации должны быть учтены взаимосвязь со смежными причалами, требования порта и флота, железнодорожного транспорта и т.п.

Учитывая выбранные ранее типы перегрузочных машин, рассмотрим два варианта схем механизации и технологии перегрузочных работ для перегрузки камня бут:

I схема - с портальным краном КПП-10;

II схема - с мостовым краном КМГ-10.

По каждой схеме механизации перегрузка угля осуществляется по трём вариантам грузовых работ:

· вагон - судно;

· склад - судно;

· вагон - склад.

Схема механизации с использованием портального крана и схема механизации с использованием мостового крана приведены в Приложении 1.

2.3 Описание технологии перегрузочных работ по вариантам

I схема механизации - с использованием портального крана

1. Полувагон - кран - судно

На прикордонные железнодорожные пути подается группа полувагонов. Перед началом разгрузки осматривают, проверяя надежность раскрытия люков полувагонов. После осмотра крановщик приступает к разгрузке.

Крановщик производит захват камня бут в полувагоне при помощи грейфера, осуществляет перемещение стрелы крана в сторону судна. После установки грейфера вдоль судна производится его опускание и высыпание груза.

После разгрузки первого полувагона кран переходит к следующему. Рабочие осуществляют зачистку полувагона и закрытие люков.

2. Полувагон - кран - склад

Перегрузку камня бут с полувагона на склад осуществляют также, как и при варианте полувагон- судно.

Крановщик производит захват камня бут в полувагоне при помощи грейфера, осуществляет перемещение стрелы крана в сторону склада. После установки грейфера вдоль склада производится его опускание и высыпание груза.

3. Склад - кран - судно

Загрузка судна со склада осуществляется по технологии, аналогичной технологии варианта полувагон - судно.

Крановщик производит захват камень бут на складе при помощи грейфера, осуществляет перемещение стрелы крана в сторону судна. После установки грейфера над судном производится его опускание и высыпание груза.

Для обеспечения проездов, проходов и разрывов между штабелями их ограждают переносными габаритными железобетонными стенками.

II схема механизации -с использованием мостового крана

1. Полувагон - кран - судно

На прикордонные железнодорожные пути подается группа полувагонов. Перед началом разгрузки осматривают, проверяя надежность раскрытия люков полувагонов.

Камень бут захватывается в полувагоне при помощи грейфера мостового крана, поднимается на определенную высоту и перемещается в сторону судна. После установки грейфера вдоль судна производится его опускание и высыпание груза.

Рабочие осуществляют зачистку полувагона и закрытие люков.

2. Полувагон - кран- склад

Перегрузку камня бут с полувагона на склад осуществляют также, как и при варианте полувагон- судно.

Камень бут захватывается в полувагоне при помощи грейфера мостового крана, поднимается на определенную высоту и перемещается в сторону склада. После установки грейфера вдоль склада производится его опускание и высыпание груза.

3. Склад - кран - судно

Загрузка судна со склада осуществляется по технологии, аналогичной технологии варианта полувагон - судно.

Камень бут захватывается на складе при помощи грейфера мостового крана, поднимается на определенную высоту и перемещается в сторону судна. После установки грейфера вдоль судна производится его опускание и высыпание груза.

2.3 Расчет норм выработки и времени

Норма выработки - это количество груза, которое должно быть при отмеченных условиях перегружено в единицу времени (за час, смену).

Норма времени - это затраты труда (в человеко-часах) на перегрузку груза массой 1 т в определённых производственных условиях при полном использовании производственных возможностей оборудования, применении рациональной технологии и организации перегрузочных работ.

Комплексную норму выработки рассчитывают для каждого варианта грузовых работ по формуле:

(2.3.10)

(2.3.11)

где: - коэффициент оперативного времени (определяет долю чистого времени работы за смену к продолжительности смены);

- техническая производительность перегрузочных машин, которая определяется вариантом схемы перегрузки груза, т/час;

- продолжительность смены, равная 7 час.

Расчет часовой технической производительности по каждому варианту грузовых работ производится по формуле:

(2.3.12)

Где: - масса груза, перемещаемого за один цикл, т;

- время цикла перегрузочной машины по каждому варианту грузовых работ, с

(2.3.13)

причал грузооборот подвижный механизация

Где: - коэффициент совмещения операций вертикального и горизонтального перемещения ГЗУ, входящих в цикл;

- продолжительность операции захвата груза, с;

- продолжительность операции освобождения ГЗУ от груза, с;

, - продолжительность операции подъема ГЗУ соответственно с грузом и порожнем, с;

, - продолжительность операции горизонтального перемещения ГЗУ соответственно с грузом и порожнем, с;

, - продолжительность операции опускания ГЗУ соответственно с грузом и порожнем, с.

Время захвата груза и время освобождения от груза нормируется с учетом конкретного грузозахватного устройства, класса груза, конкретного места работы, слоя груза, группы крана и определяется по данным Нормативов времени на погрузочно-разгрузочные работы, выполняемых в портах и на пристанях, а также по приложению 12.

Время подъёма и опускания гружёного и порожнего ГЗУ определяется в зависимости от высоты подъёма и опускания и скорости подъёма

(2.3.14)

где i - индекс операции подъёма/опускания ГЗУ с грузом/порожнём.

- высота подъема груза, м;

- скорость механизма подъёма перегрузочной машины, м/с;

- время разгона, с;

- время торможения, с,

Время разгона и торможения зависит от массы перегрузочной машины и скорости механизма подъёма. Принимаем при условии ,.

Высоты подъёма и опускания по каждому варианту грузовых работ определяются по схеме, приведённой на рис 6.

ЎТерр ЎСНГ

Размещено на http://www.allbest.ru/

2,5 10,5 3,0

Рис. 3 - Схема вертикального разреза причала

Высота подъема по вариантам:

(2.3.15)

(2.3.17)

Высота опускания груза по вариантам:



(2.3.18)

(2.3.19)

где - высота вагона, м;

- отметка территории причала, м;

- высота сухого борта судна, м;

- высота кузова вагона, м;

- запас высоты поднятия груза по условиям безопасности его перемещения ( = 1,0 м).

Время подъема и опускания ГЗУ (портальный кран):

Время подъема и опускания ГЗУ (мостовой кран):

Горизонтальное перемещение ГЗУ портальным краном производится путём поворота его стрелы на угол 90 по варианту судно-вагон, склад-вагон и обратно, и на 180 по варианту судно-склад и обратно. Время горизонтального перемещения по варианту j определяется по формуле

, с (2.3.20)

где j - индекс варианта грузовых работ

- угол поворота стрелы, град.;

- частота вращения крана, 1/с;

- время разгона, с;

- время торможения, с.

Горизонтальное перемещение ГЗУ производится одновременным передвижением мостового крана по опорам эстакады и грузовой тележки вдоль моста. Время перемещения моста по различным вариантам грузовых работ зависит от расстояний от начальной до конечной точки.

, сек. (2.3.21)

где - пробег моста по j-варианту грузовых работ, м;



- скорость передвижения мостового крана, м/с;

Пробег моста по варианту склад-судно производится от середины ширины склада до середины ширины судна

(2.3.22)

по варианту вагон-судно

(2.3.23)

по варианту вагон-склад:

(2.3.24)

Соответственно время горизонтального перемещения мостового крана по вариантам:

Продолжительность захвата щебня грейфером с судна определяется по Нормативам времени на погрузочно-разгрузочные работы, выполняемые в речных портах и на пристанях или по приложению 12.

Вагон-судно:

Склад-судно:

Вагон-склад:

Рассчитаем время цикла по варианту судно-вагон для схемы с использованием портального крана:

Коэффициент совмещения операций вертикального и горизонтального перемещения ГЗУ зависит как от варианта грузовых работ, так и от разности высот между начальной и конечной точками подъёма/опускания ГЗУ. Принимаем значения коэффициента по вариантам:

судно-вагон, вагон-судно = 0,85;

судно-склад, склад-судно = 0,80;

склад-вагон, вагон-склад = 0,90.

Массу груза внутри грейфера рассчитывают по формуле:

(2.3.25)

где - коэффициент заполнения грейфера грузом, определяемый по данным табл. 1 приложения 13;

- емкость грейфера, мі;

- насыпная плотность, т/мі.

При захвате груза из полувагона:

При захвате груза со склада:

Часовая техническая производительность работы портального крана по варианту судно-вагон рассчитывается по формуле:

Комплексную норму выработки рассчитывают для каждого варианта грузовых работ по формуле:

Комплексная норма времени определяется также по каждому варианту грузовых работ:

(2.3.27)

где - численный состав комплексной бригады по каждому варианту, чел.

Точность расчётов при вычислении комплексной нормы времени = 110^-5

На перегрузке щебня по варианту судно-вагон в бригаде работают 2 механизатора.

Результаты остальных расчётов по обоим вариантам схем механизации по всем вариантам грузовых работ представляем в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 - Расчет норм выработки и норм времени по элементным показателям

Наименование показателя	Обозначение	I вариант (портальный кран)	II вариант (мостовой кран)
		в-с	в-скл	скл-с	в-с	в-скл	скл-с
Время захвата груза грейфером, с.		18	18	10	18	18	10
Время подъема грейфера с грузом, с		2,7	11,3	12,2	7,3	16,2	14,8
Время горизонтального пере-мещения грейфера с грузом, с: портального крана мостовогокрана		12	12	22	20,6	12,4	17,2
Время опускания грейфера с грузом, с		9,08	8,40	14,30	12,6	11,6	20,5
Время освобождения от груза,с		8	6	8	8	6	8
Время подъема порожнего ГЗУ, с		2,7	11,3	12,2	7,3	16,2	14,8
Время горизонтального передвижения порожнего ГЗУ, с		12	12	22	20,6	12,4	17,2
Время опускания порожнего ГЗУ, с		9,08	8,40	14,30	12,6	11,6	20,5
Время цикла, с	T	73,5	87,4	115	107	104,5	123
Масса груза внутри грейфера, т		2,7	2,7	3,2	2,7	2,7	3,2
Техническая производительность перегрузочной машины, т/час		132,2	111,2	100,1	90,8	93,1	93,6
Комплексная норма выработки, т/час т/см.		109,9	92,5	83,2	75,5	77,4	77,8
		769,3	647,5	582,4	528,5	541,8	544,6
Количество рабочих, чел		2	2	2	2	2	2
Комплексная норма времени, чел-час./т		0,0256	0, 0307	0,00347	0,0372	0,0369	0,00367

2.4 Расчет потребности в перегрузочных машинах, количества причалов и их пропускной способности

Для освоения навигационного грузооборота потребуются затраты машинного времени перегрузочных машин (машиноёмкость) по всем вариантам грузовых работ.

Машиноёмкость перегрузочных работ по фронтальной машине определим по формуле:



, маш-час (2.4.28)

где - навигационнаягрузопереработка в тонно-операциях по варианту судно-вагон;

- навигационнаягрузопереработка в тонно-операциях по варианту склад-вагон;

- навигационнаягрузопереработка в тонно-операциях по варианту судно-склад;

- комплексная норма выработки фронтальной машины по варианту судно-вагон, т/ч;

- комплексная норма выработки фронтальной машины по варианту склад-вагон, т/ч;

- комплексная норма выработки фронтальной машины по варианту судно-склад, т/ч.

Портальный кран:

Мостовой кран:

При этом потребуются соответствующие затраты труда рабочих комплексной бригады (трудоёмкость) для выполнения перегрузочных работ по всем вариантам.

Трудоемкость определим по формуле:

, чел-ч. (2.4.29)

где - трудоемкость, т.е. потребное количество человеко-часов для освоения всего грузооборота;

- комплексная норма времени по варианту судно-вагон;

- комплексная норма времени по варианту склад-вагон;

- комплексная норма времени по варианту судно-склад.

Портальный кран:

Мостовой кран:

На причале должно быть установлено такое целое число перегрузочных машин, которое с одной стороны обеспечит требуемую машиноёмкость, с другой стороны - физически может быть там размещено. Если потребное количество перегрузочных машин не может физически разместиться на одном причале, то следует использовать дополнительные причалы для освоения заданного навигационного грузооборота.

Расчётное количество перегрузочных машин на причале должно удовлетворять условию:

,

где - минимальное количество перегрузочных машин, необходимое для выполнения навигационного грузооборота, ед.;

- максимально возможное количество перегрузочных машин на одном причале, ед.

Минимальное количество перегрузочных машин, обеспечивающее необходимую машиноёмкость определяется с учётом неравномерности поступления груза в порт по формуле:



, ед. (2.4.30)

где - машиноёмкость за навигацию, маш-час;

- оперативное время работы причала в сутки , час,

- коэффициент неравномерности поступления грузов в порт.

Для причала с портальным краном:

Максимальное возможное количество портальных кранов на причале для судна проекта Р-56 по приложению 14 - 3 ед. Поскольку расчетное количество портальных кранов совпадает с максимально возможным, то достаточно1причала.

Для причала с мостовым краном:

Максимальное количество мостовых кранов (целое число - int) определяется по формуле:

, ед. (2.4.31)

где - длина склада, м;

- ширина пролёта эстакады, м.

ед.

Для дальнейших расчетов принимаем для I схемы - 1 причал с 3 портальными кранами на каждом и для II схемы - 2 причала с 3 эстакадами.

Пропускная способность причала - это максимальное количество определённого груза в тоннах, которое причал способен погрузить в суда или выгрузить из судов при имеющемся техническом оснащении и применении рациональной технологии за определённый период времени (сутки, месяц, навигацию).

При использовании на выгрузке судна нескольких однотипных фронтальных перегрузочных машин пропускная способность фронтальной части причала определяется по формуле:

, т/сут (2.4.32)

где - коэффициент прохождения груза через склад;

- доля груза, перегружаемого фронтальными машинами по варианту склад-вагон в общем объёме перегрузочных работ. Если на причале нет тыловых перегрузочных машин, то на фронтальные машины падает весь объём перегрузочных работ по варианту склад-вагон, следовательно=0,6;

- комплексные нормы выработки соответственно по вариантам судно-вагон, склад-вагон и судно-склад, т/час;

- количество фронтальных перегрузочных машин на причале, ед.;

- коэффициент снижения производительности перегрузочных машин при их одновременной работе на причале, определяется по данным приложения 15;

- время работы причала, час.

Время работы причала в сутки определяется

, час (2.4.33)



где - число рабочих смен в сутки, ед.;

- продолжительность смены, час. = 7 час.

Соответственно, пропускная способность каждого причала:

Месячные и навигационные показатели пропускной способности определяются изменением времени работы причала в часах.

При проектировании причала рассчитывается интенсивность грузовой обработки судов. Расчётная интенсивность грузовой обработки судна характеризуется количеством груза, выгруженного из судна (или погруженного в судно) за время его грузовой обработки на причале

(2.4.34)

Расчёты количества причалов, их механовооружённости, пропускной способности и интенсивности грузовой обработки судов представим в форме таблицы (Табл. 2.2.).



Таблица 2.2 - Показатели расчета пропускной способности причала

Показатель	Обозначение	Варианты схем механизации
		I вариант (портальный кран)	II вариант (мостовой кран)
		в-с	в-скл	скл-с	Всего	в-с	в-скл	скл-с	Всего
1. Грузооборот, тыс.т.		-	-	-	620	-	-	-	620
2. Коэффициенты -складочности -прямого варианта		0,4	0,6	0,6	-	0,4	0,6	0,6	-
3.Грузопереработка, тыс.т.		168	252	252	672	168	252	252	672
3. Комплексная норма выработки, т/час.		132	111,2	100,1	343,3	90,8	93,1	93,6	277,5
5. Комплексная норма времени, чел.час./т		0,01961	0,03261	0,0866	0,13882	0,03226	0,06818	0,01961	0,12005
6. Машиноёмкость, маш-час		1940,46	1750,22	4394,56	8085,24	4799,52	3406,11	7895,97	16101,6
7. Трудоёмкость, чел./час.		2855,71	4748,84	12611,17	20215,72	10884,97	23091,10	6682,29	40658,36
8. Пропускная способность причала: т/сут.			3662,7
9. Потребная площадь склада, мІ.		2576	2576
10. Количество перегрузочныхмашин		1 причал с 3 машинами	2 причала с 3 машинами на каждом
11. Интенсивность обработки флота: т/судо-сут			6300

2.5 Расчет продолжительности обработки судна в порту

Продолжительность нахождения судна в порту состоит из времени его грузовой обработки на причале и времени подготовительно-заключительных технологических операций, включающих в себя ожидание освобождения причала и ожидание отправления в рейс



(2.5.35)

где - время грузовой обработки судна в порту, сут.;

- время ожидания освобождения причала, сут.

Определение времени грузового обслуживания судна зависит от приоритета обработки транспортных средств (судов и вагонов), являющийся следствием условий договорных отношений между портом, судовладельцем и железнодорожной станцией. Если ответственность порта за сверхнормативный простой вагонов выше, чем ответственность порта перед судовладельцем, тогда во время нахождения судна на причале следует, в первую очередь, производить грузовую обработку вагонов. В этом случае время грузовой обработки судна с эксплуатационной загрузкой следует определять по формуле

, сут (2.5.36)

В случае если же штрафные санкции по договорам о совместной деятельности между портом и судовладельцем больше, чем санкции перед железнодорожной станцией, то во время нахождения судна на причале не следует отвлекать фронтальные перегрузочные машины на работу по вариантам вагон-склад. В этом случае время грузовой обработки судна следует определять по формуле

, сут (2.5.37)

Принимаем, что приоритет при обработке судов и вагонов отдаётся судну. Произведём расчёты для I варианта схем механизации.

Время грузовой обработки:

Валовое время ожидания включает в себя время выполнения технологических операций, выполняемых до грузовых работ (установка состава на рейд прибытия, осмотр судна, ожидание освобождения причала судном на рейде, подача и установка судна на причал) и операций, выполняемых после грузовых работ (оформление документов, постановка на рейд отправления). Часть времени выполнения этих операций совмещаются со временем ожидания начала грузовых работ, которое представляет собой вероятностную величину, зависящую как от интервала прибытия судов в порт, так и от загруженности причала, определяемой коэффициентом использования причала по времени.

Коэффициент использования причалов по времени :

(2.5.38)

где - среднесуточный грузооборот, т/сут.;

- количество причалов, необходимых для освоения заданного навигационного грузооборота, ед.;

- суточная пропускная способность причала, т/сут.

Коэффициент ожидания начала грузового обслуживания определяется по формуле, оценивающей его вероятностную зависимость от коэффициента использования причала по времени:

(2.5.39)

Расчётная продолжительность подготовительно-заключительных операций по обработке состава в порту в большой мере характеризуется временем ожидания начала грузового обслуживания и, учитывая совмещение с ним времени выполнения технических операций, может быть определено:

(2.5.40)

Валовое время нахождения судна в порту определяем:

Более детальное определение продолжительности нахождения судна в порту достигается построением типовых циклов полной обработки судов и составов, которое производится для оптимального варианта схемы механизации.

Аналогично проводим расчеты по другой схеме механизации и технологии перегрузочных работ.

Расчеты показателей обработки флота в порту по сравниваемым вариантам представляем в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Показатели обработки флота в порту

Показатели	Обозначения	Варианты схем
		I(портальный кран)	II(мостовой кран)
Время грузовой обработки судна, сут.		0,14	0,15
Коэффициент использования по времени		0,60	0,65
Коэффициент ожидания грузовой обработки		4,5	2,0
Время ожидания, сут.		0,63	0,30
Время стоянки судна в порту, сут.		0,77	0,45



3. Технико-экономическое обоснование выбора оптимального варианта схем механизации и технологии перегрузочных работ

3.1 Методика выбора оптимального варианта

В современных условиях рыночных экономических отношений между самостоятельными хозяйствующими субъектами, какими являются порты, судоходные компании, предприятия железнодорожного и автомобильного транспорта, у них наблюдаются различные интересы.

С точки зрения порта, в условиях, когда повышение тарифов на перегрузку грузов может резко снизить конкурентоспособность предприятия, сократить грузооборот, а, следовательно, и доходы, порт вынужден стремиться к сокращению собственных издержек. Такая тенденция к экономии ресурсов перегрузочного процесса не стимулирует порт повышать пропускную способность своих причалов и сокращать время обработки транспортных средств - судов, вагонов и автомобилей.

С точки зрения судовладельца, стоянки флота в порту под грузовой обработкой и в её ожидании не приносят ему дохода, т.к. доходы от перевозок зависят от величины транспортной работы, измеряемой в тонно-километрах. Чем меньше пропускная способность причалов порта при обработке на них флота и интенсивность его грузовой обработки, тем больше время нахождения судна в порту, хуже соотношение долей ходового и стояночного времени в продолжительности рейса, а, следовательно, сокращение доходов. Аналогичная точка зрения и у предприятий железнодорожного и автомобильного транспорта.

Такая противоположная направленность интересов вынуждает этих участников экономических отношений искать оптимальные варианты совместной работы, соблюдая баланс интересов.

При сравнении нескольких возможных вариантов схем механизации и технологии перегрузочных работ основным критерием оптимальности взаимовыгодного варианта является минимум интегральных удельных приведённых затрат по порту, флоту (а более точно и по смежным видам транспорта) за время их нахождения в порту под грузовой обработкой и в её ожидании, руб./т

(3.1.1)

где - интегральные удельные приведённые затраты, руб./т;

- удельные приведённые затраты по порту, руб./т;

- удельные приведённые затраты по флоту, руб./т.

Удельные приведённые затраты по порту и по флоту за время его нахождения в порту определяются по формулам:

, руб./т (3.1.2)

, руб./т (3.1.3)

где - удельные приведённые затраты соответственно по порту и флоту, руб./т;

- удельные эксплуатационные расходы по порту (себестоимость погрузочно-разгрузочных работ), руб./т;

- удельные эксплуатационные расходы по содержанию флота за время его нахождения в порту, руб./т;

- нормативный коэффициент эффективности капиталовложений;

- удельные капиталовложения соответственно в порт и флот за время его нахождения в порту, руб./т.

В случае, если значения интегральных удельных приведённых затрат по сравниваемым вариантам будут близки, оптимальный вариант схем механизации и технологии перегрузочных работ следует определять, рассматривая дополнительно другие показатели, такие, как капиталовложения, себестоимость погрузочно-разгрузочных работ, продолжительность обработки транспортных средств, пропускная способность причалов, производительности труда, в зависимости от выбранной стратегии развития.

3.2 Капиталовложения и эксплуатационные расходы порта

Абсолютная величина капиталовложений в строительство и оборудование причалов порта составляют:

К_п=К₁+К₂+К₃+К₄+К₅+К₆, руб. (3.2.4)

где К₁- капитальные вложения в общепортовые сооружения (насыпка территории, устройство подъездных путей, водопроводных и канализационных сетей, трансформаторных подстанций), руб.;

К₂ - капитальные вложения в устройство крытых складов, руб.;

К₃ - капитальные вложения на покрытие территории (автомобильных дорог, проходов, открытых складских площадок), руб.

К₄ - капитальные вложения в устройство подкрановых путей, эстакад мостовых кранов, руб.;

К₅ - капитальные вложения в устройство причальных стенок и набережных, руб.;

К₆ - капитальные вложения в формирование парка перегрузочных машин и оборудования, руб.

Определим капиталовложения по порту по вариантам схем механизации и технологии перегрузочных работ К^I_п и К^II_п:

Расчеты будем вести по одному причалу, а данные для сравнения вариантов сведем в таблицы из расчета 2 причала на схему.

(3.2.5)

где - длина причала, м;

- укрупнённый норматив капиталовложений в общепортовые сооружения, определяемый по приложению 16, руб./м.

К^I₁=К^II₁=102100,1=12454,2 руб.

(3.2.6)

где - площадь крытого склада, м²;

- стоимость 1м² площади склада, определяемая по приложению 17, руб./мІ

Поскольку на причале нет крытых складов, то К^I₂= К^II₂=0.

Капиталовложения на покрытие территории и открытых складских площадок

(3.2.7)

где - площадь покрытия, м;

- стоимость покрытия 1м², определяемая по приложению 17, руб./ м²

Площадь покрытия составляет площадь причала за исключением площади, занятой под подкрановыми путями шириной 10,5м.

(3.2.8)

К^I₃= К^II₃=3386,4208=704371,2 руб.

Капиталовложения в устройство крановых путей и эстакад мостовых кранов

(3.2.9)

где - протяженность крановых путей (эстакад), м;

- стоимость 1м крановых путей, определяемая по приложению 17, руб./м.

Капиталовложения в устройство эстакад мостовых кранов

где - протяженность эстакады, м;

- стоимость 1м эстакады, определяемая по приложению 18, руб./м;

- количество линий эстакад, равное количеству мостовых кранов.

Для I варианта схем механизации длина крановых путей для портального крана равна длине причала м. Норматив стоимости 1м крановых путей:= 2520 руб./м.

К^I₄=1022520=257040 руб.

Для II варианта схем механизации длина эстакады должна перекрывать всю ширину судна, а также ширину причала, включая ширину склада:

(3.2.10)

Норматив стоимости 1м однопролётной эстакады с надводной консолью: руб./м.

К^II₄=56,331200*3=5275296 руб.

Капиталовложения в устройство причальных и набережных сооружений определяется по формуле

(3.2.11)

где - длина причальной стенки, м;

- стоимость 1м длины причальной стенки, определяемая по приложению 19, руб./м;

- поясной коэффициент строительства, определяемый по приложению 17.

Норматив стоимости строительства 1м длины вертикальной стенки высотой 10,0 м (территория 8,0 м, дно -2,0м) из заанкерованного металлического шпунта руб./м. Поясной коэффициент строительства: .

К^I₅=К^II₅=1021,1729333=3500600,2 руб.

Капиталовложения в формирования парка перегрузочных машин и оборудования

(3.2.12)

где - количество машин i-типа (кранов, бульдозеров и др.), ед.;

- стоимость машин i-го типа, руб./ед.

- стоимость оборудования j-го типа, руб./ед.

=16680 тыс. руб.

=4220 тыс. руб

=200 тыс. руб

=1445тыс. руб

=368 тыс. руб

К^I₆= (166803)+(2003)+(14451)+(3681) =52453 тыс. руб.

К^II₆= (42203)+(2003)+(1501)+(3681) = 13628 тыс. руб.

Удельные капиталовложения:



(3.2.13)

Результат расчета представлен в табл. 3.1

Таблица 3.1 - Капиталовложения по порту

Наименование	Портальный кран	Мостовой кран
К1- капитальные вложения в общепортовые сооружения, руб.;	12454,2	20220
К2- капитальные вложения в устройство крытых складов, руб.;	0	0
К3 - капитальные вложения на покрытие портовой территории и открытых складов, руб.	704371,2	1 785 888
К4- капитальные вложения в устройство подкрановых путей, руб.;	5275296	13 160 160
К5 - капитальные вложения в устройство причальных и набережных сооружений, руб.;	3500600,2	6 932 562
К6 - капитальные вложения в формирование парка перегрузочных машин и оборудования, руб.;	52453	27256
Суммарные капиталовложения, руб.	9545174,6	21926086
Удельные капиталовложения по вариантам, руб./т.	22,7	52,2

Рассчитаем эксплуатационные расходы по порту и себестоимость перегрузочных работ по сравниваемым вариантам.

Проектная себестоимость (руб./т) перегрузки груза массой 1 т определится делением всех эксплуатационных расходов, связанных с перегрузочными работами на причале, на расчетный навигационный грузооборот:

(3.2.14)

где - эксплуатационные расходы по порту за навигацию, связанные с выполнением перегрузочных работ, руб;

- расчетный навигационный грузооборот, т.

Эксплуатационные расходы по порту за навигацию определяются методом калькуляции по 7 статьям:

, руб. (3.2.15)

где - расходы на заработную плату (основную и дополнительную) с отчислениями, руб.;

- расходы на амортизацию и текущий ремонт портовых инженерных сооружений, руб.;

- расходы на амортизацию и текущий ремонт перегрузочных машин и оборудования, руб.;

- расходы на электроэнергию, топливо, смазочные и обтирочные материалы, руб.;

- расходы по зимнему отстою плавучих перегрузочных установок, руб.;

- расходы...