焼却場廃棄物グラブクレーンの選択：効率的な運用の鍵

焼却場 廃棄物グラブクレーン ゴミグラブクレーンの主な役割は、ゴミ焼却炉への投入と、ゴミの処理、混合、パレット積載などの作業を行うことです。機械全体の作業環境は厳しく、作業負荷は大きく、メンテナンスが難しく、故障しやすいです。ゴミグラブクレーンが故障すると、廃棄物焼却プラント全体の麻痺に直結します。大規模な廃棄物焼却プラントの場合、これは都市全体の家庭ごみ処理システムに混乱を引き起こす可能性があります。なぜなら、地方では大規模な廃棄物焼却プラントを建設し、フル負荷の廃棄物処理能力を交換することは決して容易ではないからです。したがって、廃棄物焼却プラントの規模に応じて、ゴミグラブクレーンを正しく選択して構成することが非常に重要です。一般的に、ゴミグラブクレーンの選択は、次の要因に関連しています。 

1. ゴミタイプ; 
2. ゴミ処理能力; 
3. ゴミ置き場; 
4. 混合; 
5. スタッキング; 
6. 給餌; 
7. ゴミタイムへ。

しかし、廃棄物焼却施設の規模拡大に伴い、上記の要素だけではゴミグラブクレーンの選定要件を満たすことが難しくなります。大規模な廃棄物焼却施設では、ゴミグラブクレーンの選定において、グラブクレーンの数、投入周期、グラブ量などの要素も考慮する必要があります。

1 焼却場廃棄物グラブクレーンの数 

従来、ゴミグラブクレーンの台数は、一般的に焼却炉の規模に応じて設定されていました（表1参照）。焼却炉の単炉規模の拡大に伴い、ゴミグラブクレーンの設置は、焼却炉全体の規模だけでなく、焼却炉ステーション数や操作性を考慮したクレーン台数も考慮する必要があります。

ゴミグラブクレーンの数は、以下の原則に従う必要があります。 

1. 焼却炉の供給量の要件を満たすため。 
2. 同一トラック配置が 3 ユニット以下であること。 
3. 実際の試運転台数は焼却炉投入ホッパー台数を超えないため、1台を待機させることが望ましい。 
4. 焼却炉に対応するグラブクレーンは1台につき3台以内とする。

大型廃棄物焼却プラントのグラブクレーンは2台以上設置する必要があります。焼却ラインが3本以下の場合は、2台のクレーン構成を推奨します。一般的には、1台が稼働、1台が待機状態となり、各出力で焼却ラインへのすべての投入作業と一般的な混合作業に対応できます。

同じ軌道で2組以上のグラブクレーンが同時に稼働すると、クレーンの活動空間が大幅に減少し、衝突を避けるために、操作要件が高くなります。廃棄物焼却場の規模が巨大であるため、4組以上のグラブクレーンを同時に使用する場合、ゴミプール分離方式または2階建て軌道配置の採用が推奨されます。シンガポール大石南焼却場（4320t /日）と深セン東部廃棄物焼却プロジェクト（5100t /日）では、ゴミプールプール方式が採用されています。2階建て軌道配置の適用例はなく、操作視界が制限され、グラブが衝突しやすいなどの制限があります。

2 給餌サイクル 

ゴミグラブクレーンの供給サイクルの決定は、ゴミ焼却炉のゴミ処理能力に関係するだけでなく、ゴミグラブクレーンの動作サイクルと、グラブが供給操作に従事する時間の比率にも関係します。

ゴミグラブクレーンの動作サイクルは、ゴミグラブクレーンの送り込み操作1回に必要な時間です。つまり、ゴミを掴んでから、グラブが巻き上がり、歩行し、ゴミ焼却炉の入口まで移動し、次にグラブが開き、最後に移動して歩行し、元の位置まで降りるまでの時間です。上記の速度とゴミグラブクレーンの動作距離が決定されると、ゴミグラブクレーンの動作サイクルが決定されます。表2は、ゴミグラブクレーンの一般的な作業速度を示しています。ゴミプールの長さとスパンに応じて、ゴミグラブクレーンの動作サイクルは通常2〜4分に選択されます。

廃棄物グラブクレーンの通常運転では、廃棄物を掴んで焼却炉に投入するだけでなく、混合、ブレンド、積み重ねにも十分な時間が必要です。さらに、廃棄物グラブクレーンの故障率とオペレーターの労働強度を低減するためには、一定の休憩時間も必要です。そのため、単位時間あたりにグラブが投入作業に従事する時間は全体のほんの一部であり、この時間比率は1/2、つまり1台のグラブが1時間あたり約30分しか投入に使用されないことになります。したがって、1時間あたりの投入サイクルは8～15回となります。

3 ゴミ収集量 

グラブの容量は、クレーンが処理する焼却炉の1時間あたりのゴミ処理量と作業サイクルに基づいて決定する必要があります。一般的には、1時間あたり8～15回の投入サイクルで計算されます。クレーンの作業負荷を軽減し、故障率を低減するために、1時間あたり8～10回の投入サイクルで計算するのが適切です。

ゴミ焼却炉の処理能力は、グラップル1回投入量G（t）で算出できます。その後、グラップル内のゴミの密度D（t/m³）と投入グラップルの充填率f（容積利用率）に基づいて、必要なグラップルの実際の容積V（m³）= G /（Df）を計算します。通常、ゴミプール内の圧縮されていないゴミの密度は0.30～0.45t/m³で、グラブ内のゴミの密度は約1倍、つまり圧縮比は2：1で、値は0.7t/m³です。グラブの充填率は通常0.9であるため、ホッパーの密度は通常0.63t/m³になります。ゴミグラブの技術パラメータは表3に示されています。

ゴミグラブクレーンの投入能力は、ゴミグラブの容積に依存し、グラブが大きいほど投入能力は高くなります。しかし、操作性と柔軟性の観点から、ゴミグラブは大きいよりも小さい方が望ましいです。グラップルクレーンの最大張力角直径は、ゴミプールの幅の1/5～1/4とする必要があります。単位時間あたりの投入量が一定である場合、表4に、選択したグラップル容積の比較を示します。

グラブ容積は、投入能力のみに基づいて決定することはできず、廃棄物プールのサイズと操作の利便性を考慮する必要があります。

4 ゴミ収集クレーンの構成分析 

表5 大規模廃棄物焼却施設のさまざまな規模のゴミグラブクレーンの構成と、一般的に使用されるグラブ容量の比較分析。

注: グラブ容積が 6、8、10m3 の適用例は多く、グラブ容積が 12m3 の適用例は少なく、グラブ容積が 14.5m3 の適用例はありません。

ゴミグラブクレーンの構成エンジニアリングの例は次のとおりです。

上海江橋生活ゴミ焼却場：1500 t/日（500 t/日×3台）、ゴミクレーン9m3×2台、1台に予備1台、1時間あたり平均11回の投入サイクル。

台北木柵廃棄物焼却場：1500 t/日（375 t/日×4台）、ゴミクレーン10 m3×2台、待機なし、平均時間投入サイクル5。

台湾、高雄市南区廃棄物焼却場：1,800 t/日（450 t/日×4 基）、m3×3 ゴミクレーン 8 台（うち 2 台、予備 1 台）、平均投入サイクル 8 時間。

オランダ アムステルダム廃棄物焼却施設: 2880 t/日 (720 t/日x4 ユニット)、ゴミクレーン 12 m3x3 ユニット、2 台 (予備 1 台)、平均時間投入サイクル 8。

シンガポール台四南焼却場：4320 t/日（720 t/日×6基）、ゴミクレーン10 m3×4基、バックアップなし、平均時給サイクル7。

5 その他の要因 

5.1 グラブ油圧システム 

大規模な廃棄物焼却施設では、一般的に油圧グラブが使用されています。油圧グラブは、グラブスイッチの作動が速く、把持力も大きいという利点があります。しかし、油圧センター、油圧シリンダー、フラップなどの機器がグラブに直接取り付けられているため、損傷しやすいため、適切なメンテナンスが必要です。油圧システムのメンテナンス要件も重要です。選定にあたっては、以下の点に留意する必要があります。 

1. モーター出力は小さいよりも大きいほうが良いです。 
2. 固定流量タイプよりも可変流量タイプを使用する油圧ユニットが推奨されます。 
3. 油圧パイプラインには 2 つ以上の圧力保護チャネルを設置する必要があります。1 つは油圧機械の出口の前に、もう 1 つはグループの前に制御バルブのセットを配置します。 
4. 内部の油圧ホースは、振動による磨耗やパイプ破損の可能性を減らすために、できるだけ短くする必要があります。 
5. 動作温度を下げるには、油圧抵抗をできるだけ小さくする必要があります。

5.2 電気システム 

電気油圧式グラブは、昇降速度が速く、高さなどの理由でケーブルが引っ張られて故障しやすいため、現在のエンジニアリング実践の成功した解決策は次のとおりです。1つは、ケーブルリールの駆動モーターを取り外し、ケーブルリールとワイヤロープリールをチェーン接続で同期させることです。2つ目は、各ケーブルの同期ロープの靭性をわずかに短くして配置することです。2つの方法は、ケーブルが昇降する過程で自分の質量のみを支えるようにして、ケーブルの寿命を延ばすことを保証します。品質はケーブルの寿命を延ばします。電気機器の構成では、過剰な電力を消費する抵抗器ヒートシンクが使用されます。発熱が驚異的であるため、電気ディスクルームとは別の部屋に配置し、冷却システムをインストールして、制御回路の動作が安定していることを確認する必要があります。

6 結論 

廃棄物焼却施設の規模の拡大、特に焼却炉の単炉規模の拡大に伴い、ゴミグラブクレーンの選択は、投入要求を満たすことを考慮するだけでなく、操作の利便性と操作の信頼性を確保するために、グラブクレーンの数、投入サイクル、グラブ量などを総合的に考慮する必要があります。

参考元： https://www.nstl.gov.cn/paper_detail.html?id=a8d6a31c78960cfce832a1a6b861d32b

クリスタル

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