Вугілля, транспортування та зберігання

Вугілля конкурує насамперед на ринку недорогого котельного палива. Вугілля також характеризується відносно низьким вмістом енергії в одиниці ваги (в кращому випадку на дві третини вмісту залишкової олії). Отже, недорогі та ефективні перевезення мають важливе значення для конкурентоспроможності вугілля.

ОКЕАНСЬКИЙ ТРАНСПОРТ

Світова торгівля вугіллям у 1998 р. Становила 576 млн. Тонн (524 млн. Тонн), з яких 523 млн. Тонн (476 млн. Тонн) відвантажено океанічними суднами. Для перевезення вугілля використовуються ті самі сухі насипні судна, що перевозять інші сипучі товари, такі як залізна руда та боксити, тому ставки суден для відвантаження вугілля є заручниками більш широких ринкових сил. Однак циклічна картина, що спостерігається на ставках суден, маскує довгострокову тенденцію, коли ставки мало коливались у номінальному вираженні. Наприклад, коефіцієнт спожитого вугілля в судах у 1998–1999 рр. Був приблизно таким же, як і в середині 1980-х, коливався від 5 до 10 доларів за тонну.

Як правило, вугілля транспортується або судами, здатними пройти через Панамський канал (судна Panamax потужністю 60 000 т), або носіями Capesize потужністю 200 000 т і більше. Судна можуть бути призначені для саморозвантаження або бути "безредукторними" перевізниками, які потребують наземного обладнання для перевалки навалом.

БАРАЖНИЙ ТРАНСПОРТ

Баржі, що перевозять вугілля, рухаються на буксирах від п'ятнадцяти до сорока барж, запряжених одним буксиром на 2000-10 000 к.с. Баржа великого розміру перевозить 1800 тонн (1633 тонн) вугілля, тому велика буксира може переміщати 72000 тонн (65304 тонни) вугілля, як і п'ять одиниць поїздів. Ці великі обсяги призводять до значної економії від масштабу. Тарифи на баржах можуть складати (за ціною за милю або за кілометр) чверть або менше залізничних ставок.

Основною змінною вартості при відвантаженні барж є паливо; буксир середнього розміру може споживати 5000 га (18,9 кл) дизельного палива щодня. Відвантаження барж також залежать від погодних умов; маловоддя або замерзлі річки та канали можуть зупинити відвантаження. Як і океанічні судна, баржі, що переміщують вугілля, також перевозять інші сипучі товари, завдяки чому ставки та доступність барж для відвантаження вугілля залежать від умов на інших ринках. Зворотні перевезення (тобто відвантаження одного товару до терміналу і повернення з іншим продуктом) можуть істотно знизити норми вугілля.

Баржі отримують вугілля в доці, до якого спочатку вугілля транспортується залізницею або вантажівкою. Ці перевантажувальні установки можуть відігравати важливу роль у системі постачання вугілля як проміжні місця зберігання, а також забезпечуючи обладнання, де різні вугілля можна змішувати в спеціальний продукт.

ЗАЛІЗНИЧНИЙ ТРАНСПОРТ

Залізничне транспортуване вугілля, як правило, переміщується в потягах, що курсують на спеціальних маршрутних рейсах між шахтою та пунктом призначення. Поїзди, що курсують на заході США та Канади, складаються із 100-120 легких алюмінієвих вагонів, які перевозять вугілля вуглем до 121 тонни (110 тонн) за штуку, або понад 14000 тонн (12700 тонн) на поїзд. У 90-х роках розподілена влада (ДП) набула широкого вжитку на заході США. У цій системі двигун з дистанційним управлінням вводиться в середину поїзда, що забезпечує більшу тягу та контроль руху поїзда. Потяги DP можуть складатися з 135 вагонів і є найефективнішим способом залізничного транспортування вугілля.

Продуктивність залізниць різко зросла з середини 70-х років. Частково це відображає реформування застарілої трудової практики, але технічна вдосконаленість залізничної галузі рідко оцінюється. Сучасні системи використовують мікрохвильові системи централізованого контролю руху (CTC) для безпечного переміщення поїздів з мінімальним проміжком між поїздами, що дозволяє значно збільшити пропускну здатність системи. Сучасні дизельні електричні локомотиви покладаються на мікропроцесорні та двигуни змінного струму, щоб забезпечити підвищену потужність (клас 6000 к.с.) та більшу тягу, дозволяючи двом або трьом двигунам виконувати роботу п'яти попередніх моделей. Усі аспекти залізничної системи, від операцій до виставлення рахунків, сильно залежать від обробки комп’ютером.

Оскільки залізничні системи демонструють економію від масштабу, існує тенденція до консолідації, яка проявляється або у державній власності, або у злитті приватних систем у кілька конкурентів. Високі бар'єри для входу в залізничний бізнес дозволяють здійснювати монопольну владу над тарифами для споживачів, які мають доступ до однієї залізниці. Це постійне питання в країнах із дерегульованою залізничною галуззю, таких як США та Канада. У цих країнах поширені скарги вугільних шахт та споживачів. З іншого боку, залізниці зазнали труднощів із отримання належної віддачі від інвестицій через інтермодальну конкуренцію, великі вимоги до капіталовкладень та інші фактори. Напруженість між вимогами вантажовідправників щодо низьких тарифів та високоякісних послуг та зусиллями залізниць щодо підвищення прибутковості була політичною суперечкою в XIX столітті і продовжує залишатися невирішеною проблемою державної політики на початку двадцять першого століття.

ТРАНСПОРТУВАННЯ

Транспортування вантажівкою використовується для переміщення вугілля до перевантажувача для розміщення на водному чи залізничному носії або для прямого відвантаження замовнику. Вантажівки мають перевагу в гнучкості маршруту та скромних вимогах до капіталу, однак вугілля може бути економічно транспортовано не більше ніж 160 миль (160 км) в одну сторону або менше, через високу собівартість одиниці перевезення малоцінної продукції у відносно невеликі партії.

Вугільні транспортні засоби - це, як правило, кінцеві самоскиди вантажопідйомністю приблизно від 25 до 50 тонн (22,7 - 45,4 тонни), залежно від місцевих дорожніх умов та правил безпеки. У 1990-х роках було зроблено кроки у напрямку підвищення продуктивності вантажних автомобілів, таких як транспортні засоби більшої місткості. Але хоча ці вдосконалення покращили здатність вантажних автомобілів конкурувати із залізницями за короткі перевезення, вони не суттєво збільшили максимальний радіус, в межах якого відвантаження вантажівок є економічним.

ТРУБОПРИВОДИ ДЛЯ ВУГІЛЬНОЇ РОЗВІДКИ

Широко обговорювали трубопроводи вугільного шламу, але побудували мало шламопроводів. На додаток до операції "Чорна Меза" в Арізоні Радянський Союз побудував 61-кілометровий трубопровід, а в Огайо 108-мильний (173-кілометровий) трубопровід був спущений в 1963 році після шести років експлуатації. Суперечливо, наскільки обмежене використання шламопроводів обумовлене економікою чи політичним протистоянням залізничних перевізників та інтересами, що стосуються водних прав.

Найбільш успішною операцією з розведення шламу є спеціальний трубопровід, який обслуговує генерувальну станцію потужністю 1,580 МВт на півдні Невади. Завод отримує все вугілля по трубопроводу довжиною 433 км, побудованому в 1970 році, який бере початок на шахті Чорна Меза в Арізоні. Вугілля грубого помелу змішують з водою (суспензія становить близько 47% твердих речовин за вагою) і перекачують через 18-дюймову (46-сантиметрову) трубу. На заводі вугілля зневоднюють за допомогою центрифуг. Пропускна здатність трубопроводу становить близько 5 мільйонів тонн (4,5 мільйона тонн) на рік.

ЗБЕРІГАННЯ ТА ОКСИДЕННЯ

Зберігання необхідне у кількох точках ланцюга постачання вугілля. Оскільки вугілля транспортується партіями (наприклад, потягом або судном), а не безперервно рухається через мережу, як природний газ, ланцюг поставок повинен враховувати сплески та затишшя, що затребувані на шахті; у місцях відправлення та отримання або в порту для відвантаження води; і для кінцевого споживача, наприклад електростанції. Світова хвиля приватизації та дерегуляції, особливо в електроенергетичному секторі, посилила тиск на менеджерів з логістики, щоб зробити ланцюг постачання вугілля максимально безшовним, щоб мінімізувати кількість вугілля, що зберігається, у будь-який час. Зберігання вугілля пов’язує оборотний капітал і, як обговорюється нижче, може погіршитися і створити небезпеку для безпеки

На американських електростанціях щодня спалюється близько 2,5 млн. Тонн (2,3 млн. Тонн) вугілля. Це еквівалентно приблизно 21000 вагонів у дорозі, тому очевидно, що координація виробництва та споживання не є простим завданням. Аварії, залізничні страйки, стихійні лиха (наприклад, повені, що виводять мости та залізничні лінії) та сувора погода (наприклад, глибокі замерзання річок, що зупиняють рух барж) - все це може серйозно порушити доставку споживачів комунальних послуг залежно від надійного постачання вугілля для базового навантаження рослини. Тим не менше, для зменшення витрат комунальні послуги США значно зменшили типовий рівень запасів з часом. Хоча інвентаризація вугілля дев’яносто днів поставки була колись типовою, запаси зараз часто працюють в межах від тридцяти до сорока п’яти днів.

Ще однією причиною низького запасу є потенціал проблем зі зберіганням. З вугіллям, що зберігається, потрібно дбайливо поводитися. Неправильно зберігається вугілля може окислюватися (погода), спричиняючи втрату вмісту тепла. І якщо тепло дозволяється накопичувати в стоячій вугільній купі (або в посудині, баржі чи вагоні), вугілля може самозайматися. Самозаймання є особливо небезпечним для суббітумінозного вугілля нижчого класу та бурого вугілля. Щоб уникнути окислення, вугільні палі слід часто обертати, щоб тепло виходило, а палі слід упаковувати та формувати, щоб мінімізувати оголення поверхні.

Стен М. Каплан

БІБЛІОГРАФІЯ

Fieldston Company, Inc. (1996). Посібник з транспортування вугілля Філдстон: 1996–97. Вашингтон, округ Колумбія: Автор.

Шмідт, Р. Д. (1979). Вугілля в Америці: Енциклопедія запасів, видобутку та використання. Нью-Йорк: McGraw-Hill.

Співак, Дж. Г., вид. (1981). Спалювання: Викопні енергетичні системи. Віндзор, штат Коннект.