Jak przetransportować 3000 ton węgla na godzinę

Mija już dwa lat od kiedy szwedzka firma Hägglunds Driver AB stała się częścią firmy Bosch Rexroth AG. Wzbogacenie programu produkcji Bosch Rexroth o bardzo dobre wolnoobrotowe i wysokomomentowe silniki hydrauliczne pozwoliło na poszerzenie zastosowań produktów Rexroth w takich branżach:
• górnictwo odkrywkowe: napęd kół czerpakowych,
• transport materiałów sypkich: przenośniki, kruszarki,
• recycling: strzępiarki,
• przemysł gumowy: miksery do gumy,
• przemysł cementowy: napęd pieców obrotowych,
• okrętownictwie: napędy wciągarek,
• platformy wiertnicze: napęd wiertnic,
• przemysł celulozowo-papierniczy: napęd walców, napęd mieszalników
do pulpy celulozowej.


Podstawowymi produktami marki Hägglunds są wysokomomentowe, wolnoobrotowe silniki z momentem obrotowym od 730 Nm (silniki CA) do 1400000 Nm (silniki Maraton) o maksymalnych obrotach od 125 obr/min (silnik CB) do 400 obr/min (silniki CA i CBP), agregaty hydrauliczne Gemini i niezbędny osprzęt.
Napędy hydrauliczne z wymienionymi elementami wykazują:
• wysoki moment obrotowy podczas startu,
• odporność na przeciążenia,
• wysoki moment obrotowy nawet przy minimalnej prędkości obrotowej,
• szybki start i szybkie zatrzymanie,
• odporność na zmienne warunki klimatyczne,
• dostosowanie do eksploatacji w warunkach pracy standardowej i przerywanej przód – tył, oraz hamowanie,
• mniej miejsca na zabudowę w porównaniu z napędami elektro-mechanicznymi,
• zabudowanie silnika wolnoobrotowego bezpośrednio na wale maszyny (obniża to koszty zabudowy, gdyż np. nie ma potrzeby budować dodatkowych fundamentów),
• w zakresie ciśnień pracy 150-225 bar sprawność napędów jest na poziomie sprawności napędów z silnikami elektrycznymi; przy większym ciśnieniu sprawność napędów hydraulicznych rośnie.

Posiadając takie silniki hydrauliczne sprawdzone w wielu aplikacjach nie jest trudno odpowiedzieć na pytanie: jak przetransportować 3000 ton węgla na godzinę ze zmienną prędkością, zapewniając szybkie, lecz płynne przyspieszanie i zwalnianie przenośnika oraz przy ekstremalnych warunkach obciążenia.
Firma RWE npower renewables z Wielkiej Brytanii, producent energii elektrycznej, podjęła decyzję o rozbudowie i modernizacja pirsu węglowego w Tilbury w celu zwiększenia mocy produkcyjnych elektrowni i umożliwienia rozładunku większych statków klasy Panamax (maksymalna wielkość statków, które mieszczą się w śluzach Kanału Panamskiego). Rozbudowa polegała na zainstalowaniu nowego przenośnika taśmowego o przepustowości 3000 ton na godzinę, służącego do transportu węgla odbieranego z dwóch urządzeń rozładowujących statek i kierowanego do istniejącego systemu składów węglowych. Wybrany został system napędów marki Hägglunds.
Kompletny system napędowy zainstalowany przez Hägglunds w porcie Tilbury składa się z silnika Compact CA oraz jednostki zasilającej. Jednostka zasilająca jest wykonana w formie szafy o niewielkiej powierzchni podstawy wyposażonej w izolację dźwiękoszczelną. Wewnątrz szafy zabudowany jest silnik indukcyjny prądu zmiennego o stałej prędkości, napędzający, poprzez sprzęgło, osiową pompę tłokową, która z kolei zapewnia zmienny przepływ w zależności od podawanego sygnału elektrycznego. W ten sposób realizowane jest regulacja zmiennej prędkości przenośnika. Taśmociąg można w prosty sposób zatrzymać i uruchomić sterując jedynie pompą, bez potrzeby włączania czy wyłączania silnika elektrycznego. Napęd hydrauliczny zapewnia również dynamiczne hamowanie przenośnika, dzięki czemu czas zatrzymania jest bardzo krótki. Było to jedno z podstawowych wymagań zleceniodawcy, gdyż w ten sposób unika się przeciążenia czy całkowitego zasypania dwóch dalszych przenośników systemu transportowego, znajdujących się poniżej, w przypadku ich awaryjnego zatrzymania.
Ekstremalne warunki obciążenia
Użytkownik przenośnika wymagał skonstruowania napędu o zmiennej prędkości, który byłby w stanie rozpędzić przenośnik od stanu spoczynkowego nawet w przypadku wystąpienia ekstremalnych obciążeń. Napędy hydrauliczne marki Hägglunds były idealnym rozwiązaniem. Kompaktowa budowa silnika i stabilne charakterystyki momentu napędowego stanowiły główne zalety w porównaniu z tradycyjnymi rozwiązaniami wykorzystującymi układy elektryczne.
Referencje i przykłady podobnych rozwiązań, przedstawione przez Hägglunds pozwalały udowodnić, że proponowane rozwiązanie z wykorzystaniem oferowanych systemów jest efektywne i niezawodne.


Wybrane cechy napędów hydraulicznych stosowanych do takich aplikacji, jak opisywany przenośnik
• Zmienna prędkość od zera aż do wartości maksymalnej bez żadnych ograniczeń.
• Do prac konserwacyjnych i serwisowych przenośnik może być łatwo uruchamiany w trybie pracy krokowej oraz w kierunku wstecznym.
• Brak ograniczeń dotyczących uruchamiania i zatrzymywania przenośnika.
• Pełny moment rozruchowy, dwu- lub trzykrotnie przekraczający moment nominalny, jest możliwy do uzyskania przy każdej prędkości, począwszy od zera, aż do wartości maksymalnej. Nie ma potrzeby instalowania przewymiarowanych silników elektrycznych w celu uruchomienia przenośnika w przypadku nienormatywnych warunków obciążenia.
• Płynne przyspieszanie i zwalnianie przenośnika z wykorzystaniem dynamicznego hamowania, będącego naturalną cechą tego rodzaju napędów. Niemożliwe jest uszkodzenie taśmy przenośnika z powodu przeciążenia, gdyż napęd cechuje się bardzo małą bezwładnością, a ciśnienie w układnie hydraulicznym jest kontrolowane z wysoką dokładnością przy natychmiastowej szybkości reakcji.
• Prostota konstrukcji, nie ma potrzeby stosowania żadnych przekładni, pasków klinowych, sprzęgieł hydraulicznych /hydrokinetycznych czy budowy fundamentów dla silników.
• Kompaktowe wymiary i montaż silnika bezpośrednio na wale – nie ma problemów ze współliniowością.
• Naturalne charakterystyki napędów hydraulicznych zapewniają doskonały podział obciążeń w przypadku zastosowania dwóch lub więcej silników hydraulicznych.
• Zastosowanie dwóch lub więcej pomp zapewnia możliwość wzajemnego rezerwowania oraz redundancyjne właściwości systemu.

Więcej informacji TUTAJ