Đồ án Xếp dỡ container trên bãi tại cảng – ICD Phước Long

LỜI NÓI ĐẦU Vận tải đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế thị trường hiện nay và là ngành sản xuất đặc biệt. Hoạt động vận tải là mạch máu của nền kinh tế quốc dân. Nếu không phát triển vận tải thì không thể nói đến phát triển công nghiệp, nông nghiệp và các ngành kinh tế khác. Trong quá trình đổi mới chuyển từ nền kinh tế bao cấp sang nền kinh tế thị trường, nền kinh tế nước ta đang có những chuyển biến theo hướng tốt đẹp và đang hội nhập vào dòng chảy nền kinh tế thế giới . Tổng sản lượng xuất khẩu trong nước ngày càng tăng. Trong thời gian qua, nền kinh tế vận tải biển Việt Nam đã phát triển nhanh chóng vì việc giao lưu hàng hóa nước ta với các nước trên thế giới chủ yếu được thực hiện bằng đường biển. Trong tình hình phát triển kinh tế như hiện nay thì ở các cảng nói riêng và các đầu mối giao thông vận tải nói chung việc áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật vào công tác cơ giới hóa xếp dỡ là rất quan trọng và cần thiết vì nó có thể nâng cao năng suất lao động và giảm nhẹ sức lao động. Từ đó cho thấy ngoài công tác quản lý, tổ chức sản xuất hợp lý còn đòi hỏi phải đầu tư trang thiết bị, máy móc vận chuyển và xếp dỡ tốt. Để đáp ứng được yêu cầu đó, khoa cơ khí trường Đại Học Giao Thông Vận Tải đã trang bị cho các sinh viên trong khoa những kiến thức cơ bản về trang thiết bị máy xếp dỡ và vận tải, đồng thời tạo điều kiện cho sinh viên làm quen với công tác xếp dỡ và bố trí các trang thiết bị xếp dỡ. Là một sinh viên của khoa, sau hơn bốn năm học tập và nghiên cứu em đã được trang bị những kiến thức cơ bản về công tác tổ chức cơ giới hóa xếp dỡ và kiến thức về máy vận chuyển liên tục, máy trục, máy nâng… Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong khoa đã dẫn dắt em trong suốt năm năm học vừa qua. Cùng với sự dạy bảo tận tình của các thầy cô trong khoa, bản thân em cũng không quên sự chỉ bảo tận tình của các chú các anh trong ICD Phước Long nơi em thực tập, đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy Thái Bá Đức đã giúp em hoàn thành bài luận văn tốt nghiệp này. Đây là công trình đầu tiên báo cáo kết quả sau năm năm học tập và với trình độ chuyên môn còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong thầy cô đóng góp ý kiến cho bài luận văn của em làm được tốt hơn. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn. PHẦN I:GIỚI THIỆU CHUNG Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CẢNG – ICD PHƯỚC LONG ----------o0o---------- – Lịch sử hình thành và phát triển. Khu vực cảng ICD Phước Long trực thuộc công ty GEMADEPT. Nó là một công ty con của GEMADEPT hoạt động theo luật của công ty và luật của nhà nước hiện hành. Từ ngày đầu thành lập công ty chỉ có 60 CNV, 5 phòng ban, 2 xe vận chuyển container…Công ty thực hiện nhiệm vụ tổ chức hàng hóa xuất nhập khẩu bằng container và áp dụng mô hình vận chuyển liên hợp container ở Việt Nam. Do tính ưu việt của phương thức vận tải này nên chỉ trong một thời gian ngắn khối lượng container luân chuyển qua các cảng của TPHCM tăng lên một cách nhanh chóng, trong khi đó do mặt bằng của các cảng trong thành phố chật hẹp, đường giao thông đô thị nhỏ hay gây ùn tắc nên việc lưu thông bằng container sẽ gặp nhiều khó khăn. Trong tình hình đó công ty GEMADEPT đã cho xây dựng cảng Phước Long nằm ở ngoại vi thành phố để nhằm giảm bớt mật độ lưu thông của xe và container trên các tuyến đường. Cảng này có lợi thế lớn để thu hút khách hàng và tăng tính cạnh tranh với các cảng trong thành phố do cảng có thể đưa hàng đi các khu chế xuất và các khu vực Đông Nam Bộ một cách nhanh chóng. Bên cạnh đó công ty GEMADEPT còn thuê luôn toàn bộ mặt bằng kho băi của công ty kho vận miền Nam tại khu vực cảng cạn SOTRANS để chuẩn bị cơ sở vật chất và kho băi cho dự án khai thác dịch vụ đường thủy nội địa. Tổng diện tích: hơn 34.700 m2 cùng 2 kho chứa hàng. Cảng có chiều dài: 280 m Mớn nước: 3,5 m Do thuê được cảng cạn này nên công ty đang đi tiên phong trong việc khai thác giữa dòng. Tàu đậu tại các phao ở cảng Sài Gòn và dùng cần cẩu nổi hoặc cần cẩu tàu cẩu container sang xà lan (có thể chứa khoảng 30-36 Teu) sau đó được kéo về và dỡ bằng cẩu bờ hay cẩu nổi tại cảng ICD2 Phước Long. 1.2.Giới thiệu cơ cấu tổ chức ICD Phước Long Thủ Đức. Hình I.1.1.Cơ cấu tổ chức cảng ICD-Phước Long 1.3. Cơ sở hạ tầng và trang thiết bị . - Tổng diện tích : 440.000m2 - Chiều dài cầu cảng : 1.650 m. - 6 phao neo với độ sâu từ 10 – 11 m. - Kho CFS : 5.000 m2 - Kho ngoại quan : 40.000 m2 . - Kho nội địa ; 60.000 m2 Hệ thống bãi ; - Xuất khẩu : 60.000 m2.. - Nhập khẩu : 60.000 m2 - Khu hàng lạnh : 15.000m2 - Bãi rỗng : 200.0002 Trang thiết bị : - 16 xe nâng loại 45T - 12 xe nâng võ rỗng - 10 top lifters 32T - 50 forklifts phục vụ đóng \ dỡ hàng - 16 cẩu nỗi từ 40 – 70T - 8 cẩu bờ trọng tải 80MT - Trạm cân 120 tấn - 55 xà lan có trọng tải 1000 tấn, sức chở 36 teus. - 35 tàu tự hành sức chở 16 – 54 teus - 25 đầu kéo có công suất từ 320 – 1.100 sức ngựa . - 5 trạm điện 500 KVA - 350 ổ cắm cung cấp điện cho container lạnh . - 9 nhân viên giám định có bằng IILC. - 150 đầu kéo và 250 đầu moọc chuyên dùng. 1.4 – Lợi ích kinh tế. - Dịch vụ 24/ 24h. - ICD phước long luôn cung cấp các dịch vụ như nâng, hạ tại cảng/depot hay việc xếp dỡ tàu – liên tục 24h/ngày - Tiết kiệm chi phí . - Tiết kiệm thời gian hành hải cho tàu . - Giải phóng tàu - Với hoạt động midstream ,pip có thể thực hiện mở một lúc 4 máng ( thay vì 2 máng ) làm hàng dọc theo 2 mạn tàu ,nên việc giải phóng tàu sẽ được rút ngắn tối đa . Cầu bến -Không bị hạn chế do thực hiện theo công nghệ midstream operation. An toàn -Việc khai thác midstream operation trên sông sài gòn an toàn hơn loại hình midstream operation trên biẻn . Quan hệ với các cảng khác -Pip sẵn sàng giao nhận container/ hàng hóa tại các cảng khác ,thỏa mãn mọi yêu cầu của khách hàng, thông quan nhanh chóng. Hình I.1.2 – Quan hệ của Cảng với các cảng trong khu vực Chương 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CỔNG TRỤC CONSOL 2.1.Giới thiệu chung về các loại cổng trục Cổng trục là loại máy trục dạng cầu được sử dụng chủ yếu ở ngoài trời, phục vụ công tác xếp dỡ, lắp đặt hàng. Chúng ta thường gặp cổng trục làm việc và sử dụng nhiều trong các công trường xây dựng, các kho bãi lộ thiên, trong các bến cảng, ga, trong khai thác hầm mỏ, lâm sản… Tùy thuộc vào kết cấu cầu mà cổng trục chia ra làm hai loại:1 dầm và 2 dầm. Xe con của cổng trục 1 dầm được cấu tạo với những bộ phận treo dùng ray đơn khi tải trọng nâng từ 5¸10 tấn. Trường hợp cổng 1 dầm với tải trọng lớn hơn, người ta dùng xe lăn kiểu treo trên hai ray, kiểu công xôn hay không công xôn treo. Ở cổng trục với cầu hai dầm xe lăn tương tự như cầu trục. Cổng trục 2 dầm: dùng xe con tương tự với cầu trục. Xe con thường tự hành nhờ cơ cấu dẫn động gắn trực tiếp lên nó hoặc dẫn động bằng cáp kéo với bộ tời được cố định trên kết cấu kim lọai. Cổng trục 2 dầm: xe con có thể di chuyển trên ray,hay xích.Xe con di chuyển trên ray thì dễ chế tạo và giá thành rẻ hơn xe con di chuyển trên xích,nhưng ngược lại nếu xe con di chuyển trên xích thì có thể xác định được chính xác vị trí của xe con. Trường hợp sử dụng cáp kéo xe con có khối lượng nhỏ hơn nhưng không thuận tiện trong sử dụng, bảo dưỡng vì dây cáp mau mòn và dễ trùng. 2.1.1.Ưu điểm của cổng trục: Kết cấu đơn giản, độ tin cậy và tính ổn định cao trong quá trình làm việc, tải trọng nâng và chiều cao nâng không đổi trong vùng hoạt động của nó. Tất cả các loại cổng trục, tùy thuộc mục đích sử dụng mà có các thông số cơ bản (chiều cao nâng H, tầm rộng L, tải trọng nâng Q) có thể thay đổi được khi cần thiết. Ngày nay người ta còn nghiên cứu tăng hiệu quả sử dụng các cổng trục đã có. Việc hiện đại hóa cổng trục cho phép gia tăng tải trọng nâng, nhịp và chiều cao nâng của chúng. Chẳng hạn chỉ cần gia cố các phần nối của xà ngang cổng trục loại K-183 mà tải trọng nâng của nó tăng lên từ 18¸25 tấn Gần đây ,việc cải tiến cổng trục và việc tăng khả năng mang tải của xà ngang bằng cách tạo ra ứng lực ban đầu của xà ngang,đều tạo bởi các đối trọng thông qua các thanh giằng Với phương pháp tạo ứng suất ban đầu thì với cổng trục hiện có,người ta có thể tăng tải trọng của nó lên từ 1.5¸2 tấn.Hoặc cùng với tải trọng nâng như vậy,nhịp của nó lớn hơn và khối lượng của nó nhỏ hơn kiểu cũ.Điều này có ý nghĩa lớn trong việc giảm giá thành chế tạo,vật liệu được sử dụng có hiệu quả hơn 2.1.2.Nhược điểm của cổng trục: Khả năng cơ động kém di chuyển với khoảng cách không lớn lắm. Khó có khả năng làm việc ở nơi chật hẹp… 2.1.3.Giới thiệu chung Cổng trục consol RMG được sử dụng để khai thác hàng hóa ngoài bãi, phục vụ công tác xếp dỡ container. Với khẩu độ rộng 17,6m, cổng trục RMG có thể làm hàng đạt hiệu quả hơn so với các loại cẩu khung trước đó, diện tích chiếm bãi trung bình so với hiệu quả khai thác cũng nhỏ hơn. Đối với cẩu khung 3+1, mỗi 01 cẩu làm việc với 03 hàng container và 01 làn đường xe chạy. Cẩu 6+1, ứng với 01 cẩu sẽ làm hàng với 6 hàng container ở trong lòng cẩu, và 02 làn đường xe chạy ở 02 đầu con – son. Như vậy, cẩu khai thác, tận dụng bến bãi hiệu quả hơn. Nguyên lý hoạt động: Cẩu sử dụng nguồn năng lượng là năng lượng điện của bãi. Nguồn động lực của cẩu là các động cơ điện và động cơ thủy lực. Khi cẩu hoạt động, các động cơ điện và động cơ thủy lực cũng được điều khiển hoạt động. Từ đó dẫn động các cơ cấu làm việc thông qua các bộ truyền cơ khí hay thủy lực. Cơ cấu di chuyển cầu trục đưa cầu trục di chuyển dọc theo dầm chính .Cơ cấu di chuyển xe tời giúp đưa xe con di chuyển dọc theo dầm chính của cầu trục, từ đó đưa khung chụp tới các vị trí làm hàng. Cổng trục consol RMG có thể làm hàng ở cả 02 đầu con – son. 2.1.4Thông số kĩ thuật của cổng trục consol RMG hiện tại: Sức nâng: Dưới spreader 30T Không có speader 42,5T Tốc độ nâng hạ hàng: 14,8-16,5m/phút. Tốc độ di chuyển cầu trục:31,6-48,7m/phút. Tốc độ di chuyển xe tời: 7,2 m/phút. Tốc độ di chuyển cẩu :11 m/phút. Khẩu độ ray: 32 m. Chiều cao nâng: 14,65 m. Chương 3:QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ XẾP DỠ LỰA CHỌN THIẾT BỊ XẾP DỠ TẠI BÃI 3.1.Các phương án xếp dỡ container trên bãi: PHƯƠNG ÁN 1: -Sử dụng xe nâng trên - Reach Stacker: Container được xếp thành các khối nhỏ. Thường xe nâng được sử dụng cho những bến không chuyên hàng container và xếp dỡ container rỗng để tiết kiệm chi phí khai thác do trọng lượng nhẹ của nó. +Đặc điểm: Sức nâng 2 - 45 tấn. +Ưu điểm: Giá rẻ, cơ động cao, xếp được nhiều tầng (5 - 7 tầng). +Nhược điểm: Không gian quay vòng lớn Tầm nhìn của người lái bị hạn chế bởi các container xung quanh. Công suất làm việc của xe nâng nhỏ hơn công suất làm việc của khung cẩu. Sơ đồ bố trí bãi xe nâng: Hình I.3.1.Sơ đồ bố trí bãi xe nâng reach stacker PHƯƠNG ÁN 2 -Sử dụng Khung tải container - Straddle Carrier để chất xếp trực tiếp (cẩu bờ ,khung tải, khung tải ↔ chassis) hoặc chuyển tiếp(cẩu bờ ↔ chassis ↔ khung tải, khung tải ↔ chassis). Container được xếp thành hàng, mỗi hàng được phép xếp cao tối đa 3 tầng container. +Đặc điểm: Cấu trúc dạng khung, di chuyển trên bánh hơi, phần động lực được trang bị động cơ Diesel, có thể di chuyển linh hoạt trong phạm vi bãi chứa, cầu tàu. Tốc độ di chuyển có thể đạt đến 25 - 30 km/h. Khung tải container khẩu độ chỉ có thể chứa một hàng container, có khả năng chất xếp 1 - 3 tầng container, năng suất đạt từ 10 - 15cont/giờ. Ưu điểm: Tính cơ động cao, nhịp nhàng, chiếm dụng diện tích tương đối nhỏ (14 - 16m2/TEU) Áp lực lên bánh xe tương đối thấp. +Nhược điểm: Không an toàn và dễ hỏng hóc khi vận chuyển ở cự ly xa, khó tự động hóa. Hình I.3.2.Sơ đồ bố trí bãikhung tải PHƯƠNG ÁN 3: -Sử dụng khung cẩu bãi di chuyển trên bánh hơi - Rubble Tyred Gantry (RTG). +Đặc điểm: Khẩu độ tương đối lớn (có thể chứa từ 6 - 8 hàng container và một làn xe tải). Có khả năng chất xếp từ 1 - 5 lớp container. Năng suất cao từ 20 - 25 container/ giờ. +Ưu điểm: Có tính cơ động và khả năng chất xếp rất cao Phạm vi hoạt động rộng (hoạt động trong phạm vi diện tích bằng 2 lần khẩu độ nhân với chiều dài bãi) Độ tin cậy khi làm việc cao Phù hợp với việc tự động hóa, thiết bị loại này có thể lái và định vị tự động. Hiện nay với những trang thiết bị phù hợp người ta có thể di chuyển và định vị bằng hệ thống vệ tinh. +Nhược điểm: Suất đầu tư ban đầu cao Áp lực lên các bánh xe cao. Hình I.3.3.Sơ đồ bố trì bãi RTG PHƯƠNG ÁN 4: -Sử dụng khung cẩu bãi di chuyển trên ray - Rubble Mounted Gantry (RMG). +Đặc điểm: Khẩu độ rất lớn (có khả năng chứa tới 15 hàng container và một làn xe tải). Có khả năng chất xếp từ 1 - 6 lớp container. Năng suất cao (từ 20 - 25 container/ giờ). +Ưu điểm: Năng suất cao Độ tin cậy lớn Phù hợp với việc tự động hóa chất xếp Chiếm dụng diện tích nhỏ ( 7 - 9 m2/TEU). +Nhược điểm: Mức độ cơ động không cao như loại RTG, chỉ có khả năng chất xếp trong phạm vi khẩu độ định trước Chi phí cao và chỉ phù hợp với những bến có sản lượng thông qua cao. Aùp lực lên bánh xe cao Hình I.3.4.Sơ đồ bố trí bãi RMG 3.2.Nhận xét và lựa chọn phương án: Việc trang bị thêm thiết bị xếp dỡ là cẩu khung RMG sức nâng 42,5 tấn để phục vụ cho công tác xếp dỡ container là hoàn toàn phù hợp với tình hình sản xuất của công ty. Hàng container thường xuyên lưu trú lại bãi của cảng do cảng có hệ thống kho bãi rộng và hiện đại mặt khác chi phí kho bãi tại cảng cũng khá rẻ hơn so với các cảng khác. Hệ thống kho bãi và đường giao thông trong cảng thuận lợi. Dựa trên những phân tích kể trên,thì phương án chọn lựa khung cẩu RMG là phù hợp nhất vì RMG kết hợp các ưu điểm của xe nâng và khung tải,RTG.Khung cẩu RMG có thể chất xếp được nhiều hàng hóa hơn so với xe nâng và khung tải,năng suất 25cont/h,còn so với RTG, khả năng chất xếp ngang bằng,nhưng RMG có tính khẩu độ lớn hơn ,độ ổn định lớn hơn ,kết cấu đơn giản chi phí sửa chữa thấp, phù hợp với bãi container chuyên dụng.So với RMG thông thường thì RMG tổ hợp này còn có tính linh hoạt hơn là có khả năng làm được hai hàng container 20ft trong lòng cẩu mà không cần di chuyển cẩu và khi xe mooc đứng lệch vị trí một khoảng nhỏ thì vẫn cẩu vẫn có thể làm hàng được. Do vậy,ta chọn: Cẩu khung RMG sức nâng 42,5 tấn, dùng để xếp dỡ hàng container.