Наиболее перспективный способ нагрева битума — разогрев в подвижных слоях с использованием закрытых нагревателей. Для забора битума из хранилища устраивают приемники с боку или в центре хранилища. Таким образом, битумохранилище состоит из собственно хранилища, приямка и оборудования для подогрева и передачи битума.
Значение запаса единовременного хранения битума округляем до 500, тогда средняя площадь F, м2 битумохранилища:
где Е — емкость битумохранилища, м3; h — высота слоя битума, h = 1,5…4 м.
Затем, исходя из значения строительного модуля, равного трем, и отношения длины L к ширине В битумохранилища, равного L/B = 1,5, назначаем средние значения длин Lср и Вср.
Ввиду того что стенки битумохранилища устраивают с откосом:
5.2. Количество тепла, необходимое для нагрева битума в хранилище и приямке Q, кДж/ч.
где Q1 — количество тепла, затрачиваемое на плавление битума, кДж/ч.
где ? — скрытая теплота плавления битума, ?=126 кДж/кг;
G — количество подогреваемого битума, кг/ч, G = 0,1?Qсм, где Qсм
— производительность выбранного смесителя, кг/ч.
Q2 — количество тепла, затрачиваемое на подогрев битума, кДж/ч:
где K — коэффициент, учитывающий потери тепла через стенки хранилища и зеркало битума, K = 1,1;
Сб — теплоемкость битума, Сб =1,47…1,66 кДж/(кг?єС);
W — содержание воды в битуме, W = 2…5%; t1 и t2 — для хранилища t1 = 10єС; t2 = 60єС;
для приемника t1 = 60єС; t2 = 90єС.
Битумоплавильные агрегаты предназначены для плавления, обезвоживания и нагрева битума до рабочей температуры. Разогрев битума в битумохранилище производится в два этапа:
I этап: Разогрев битума донными нагревателями, уложенными на дне хранилища до температуры текучести (60єС), дно имеет уклон, битум стекает в приямок в котором установлен змеевик.
II этап: Разогрев битума в приямке до температуры 90єС. Нагретый битум с помощью насоса перекачивается по трубопроводам в битумоплавильные котлы.
5.3. Расчет электрической системы подогрева.
Потребляемая мощность Р, кВт:
В каждом блоке по шесть нагревателей. Мощность одного блока: где n — количество блоков нагревателей, n = 3…4 шт.
Принимаем материал в спирали нагревателя полосовую сталь с ?=0,12?10-
6 Ом?м. Сечение спирали S=10?10-6 м2.
Мощность фазы, кВт:
Сопротивление фазы, Ом:
где U=380 В.
Длина спирали, м:
Величина тока, А:
Плотность тока, А/мм2:
6. Определение количества битумоплавильных установок.
1 Часовая производительность котла ПК, м3/ч.
где n — количество смен; kВ — 0,75…0,8;
VК — геометрическая емкость котла для выбранного типа агрегата, м3; kН — коэффициент наполнения котла, kН=0,75…0,8; tЗ — время заполнения котла, мин:
где ПН — производительность насоса (см. таблицу 3).
Таблица 3. Тип насоса и его характеристики. |Тип насоса|Марка |Производит|Давление, |Мощность |Диаметр | | |насоса |ельность, |кгс/см2 |двигателя, |патрубков, мм| | | |л/мин. | |кВт | | |передвижно|ДС-55-1 |550 |6 |10 |100/75 | |й | | | | | |
tН=270 мин — время выпаривания и нагрев битума до рабочей температуры; tВ — время выгрузки битума, мин:
где ? — объемная масса битума, ?=1т/м3;
Q — часовая производительность смесителя, т/ч;
? — процентное содержание битума в смеси.
2 Расчет количества котлов.
где ПБ — суточная потребность в битуме, т/сутки; kП — коэффициент неравномерности потребления битума, kП=1,2.
Выбираем тип агрегата:
Таблица 4. Тип агрегата и его характеристики. |Тип |Рабочий |Установленная мощность,|Расход |Производи| |агрегата|объем, л |кВт |топлива, |-тельност| | | | |кг/ч |ь, т/ч | | | |э/дв. |э/нагр. | | | |ДС-91 |30000?3 |35,9 |90 |102,5 |16,5 |
Расчет склада и оборудования для подачи минерального порошка.
Для подачи минерального порошка используют два вида подачи: механическую и пневмотранспортную. Для механической подачи минерального порошка до расходной емкости применяют шнеко-элеваторную подачу.
Применение пневмотранспорта позволяет значительно увеличить производительность труда, сохранность материала, дает возможность подавать минеральный порошок, как по горизонтали, так и по вертикали.
Недостаток — большая энергоемкость. Пневматическое транспортирование заключается в непосредственном воздействии сжатого воздуха на перемещаемый материал. По способу работы пневмотранспортное оборудование делится на всасывающее, нагнетательное и всасывающе- нагнетательное. В общем случае пневмотранспортная установка включает компрессор с масло- и влагоотделителем, воздухопроводы, контрольно- измерительные приборы, загрузочные устройства подающие материал к установке, разгрузочные устройства и системы фильтров. Для транспортирования минерального порошка пневмоспособом используют пневмовинтовые и пневмокамерные насосы. Пневмовинтовые насосы используют для транспортирования минерального порошка на расстояние до
400 м. Недостаток — низкий срок службы быстроходных напорных шнеков.
Камерные насосы перемещают минеральный порошок на расстояние до 1000 м.
Могут применяться в комплекте с силосными складами. Включают в себя несколько герметично закрытых камер, в верхней части которой имеется загрузочное отверстие с устройством для его герметизации. В состав линии подачи входит склад, оборудование, обеспечивающее перемещение минерального порошка от склада до расходной емкости и расходная емкость.
1 Расчет вместимости силоса в склад.
Рекомендуется хранить минеральный порошок в складах силосного типа с целью избежания дополнительного увлажнения, которое приводит к комкованию и снижению его качества, а также к затруднению транспортирования. Потребная суммарная вместимость силосов склада SVс, м3 составляет: где GП — масса минерального порошка;
?П — плотность минерального порошка, ?П=1,8 т/м3; kП — коэффициент учета геометрической емкости, kП=1,1…1,15.
Количество силосов рассчитывается по формуле: где VC — вместимость одного силоса, м3; V=20, 30, 60, 120.
2 Расчет пневмотранспортной системы.
Для транспортирования минерального порошка до расходной емкости принимается механическая или пневматическая система.
Для транспортирования минерального порошка можно использовать пневмовинтовые или пневмокамерные насосы. Подача в пневмотранспортную установку сжатого воздуха осуществляется компрессором. Потребная производительность компрессора QК, м3/мин, составляет:
где QВ — расход, необходимый для обеспечения требуемой производительности пневмосистемы, м3/мин.
где QМ — производительность пневмосистемы, QМ = 0,21?QЧ = 0,21?34,6
= 7,3, т/ч, QЧ — часовая производительность АБЗ;
µ — коэффициент концентрации минерального порошка, µ=20…50;
?В — плотность воздуха равная 1,2 кг/м3.
Мощность на привод компрессора NК, кВт:
где ?=0,8 — КПД привода;
Р0 — начальное давление воздуха, Р0=1 атм;
РК — давление, которое должен создавать компрессор, атм.
где ?=1,15…1,25;
РВ=0,3 атм;
РР=НПОЛ+1 — рабочее давление в смесительной камере подающего агрегата, атм, НПОЛ — полное сопротивление пневмотранспортной системы, атм;
где НП — путевые потери давления в атм;
НПОД — потери давления на подъем, атм;
НВХ — потери давления на ввод минерального порошка в трубопровод, атм. Путевые потери давления:
где k — опытный коэффициент сопротивления:
где vВ — скорость воздуха зависит от µ; при µ=20…50 соответственно vВ=12…20 м/с; dТР — диаметр трубопровода, м:
? — коэффициент трения чистого воздуха о стенки трубы:
где ? — коэффициент кинематической вязкости воздуха, м2/с, ?=14,9?10-
6.
LПР — приведенная длина трубопроводов, м:
где SlГ — сумма длин горизонтальных участков пневмотрассы, м,
SlГ=3+3+4+4+20+20=54;
SlПОВ — длина, эквивалентная сумме поворотов (колен), м,
SlПОВ=8?4=32 (каждое колено принимаем равным 8 м);
SlКР — длина, эквивалентная сумме кранов, переключателей. Для каждого крана принимают 8 м, SlКР=8?2=16;
Потери давления на подъем:
где ??В — 1,8 кг/м3 — средняя плотность воздуха на вертикальном участке; h — высота подъема материала, м. Принимается 12…15 м, в зависимости от типа асфальто-смесительной установки.
Потери давления при вводе минерального порошка в трубопровод:
где ? — коэффициент, зависящий от типа загрузочного устройства. Для винтовых насосов следует принимать ? = 1, для пневмокамерных ? = 2; vВХ — скорость воздуха при вводе минерального порошка в трубопровод, м/с:
?ВХ — плотность воздуха при вводе минерального порошка, кг/м3:
Тогда:
По формуле (29) находим NК:
На основании проведенного расчета производится подбор подающего агрегата по табл. 11 [4].
Таблица 5. Тип подающего агрегата и его характеристики. |Тип и |Производи|Дальность |Расход |Диаметр |Установленн| |марка |-тельност|транспортирования,|сжатого |трубопровод|ая | |насоса|ь, м3/ч |м |воздуха |а, мм |мощность, | | | | | | |кВт | | | |по |по | | | | | | |горизонт|вертикал| | | | | | |али |и | | | | |К-2305|10 |200 |35 |22 |100 | |
Расчет механической системы подачи минерального порошка.
Механическая система представлена в виде шнеко-элеваторной подачи.
Подающий агрегат — шнек.
Производительность шнека QШ, т/ч составляет: где ? — коэффициент заполнения сечения желоба, ?=0,3;
?М — плотность минерального порошка в насыпном виде, ?М=1,1 т/м3;
DШ — диаметр шнека, принимаем 0,2 м; t — шаг винта, t=0,5DШ=0,1 м; n — частота вращения шнека, об/мин ;
kН — коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера, kН=1.
Мощность привода шнека N, кВт определяется по формуле:
где L —длина шнека, м L=4 м;
? — коэффициент, характеризующий абразивность материала, для минерального порошка принимается ?=3,2; k3 — коэффициент, характеризующий трансмиссию, k3=0,15;
VМ=t?n/60= 0,1 — скорость перемещения материала, м/с;
?В — коэффициент трения, принимаемый для подшипников качения равным 0,08; qМ=80?DШ=16 кг/м — погонная масса винта.
Производительность элеватора QЭ, т/ч определяется из выражения:
где i — вместимость ковша, составляет 1,3 л;
? — коэффициент наполнения ковшей материалом, ?=0,8; t — шаг ковшей, м (0,16; 0,2; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,63); vП=1,0 м/с — скорость подъема ковшей.
Необходимая мощность привода элеватора:
где h — высота подъема материала, м, принимается 14 м; kК — коэффициент, учитывающий массу движущихся элементов, kК=0,6;
А=1,1 — коэффициент, учитывающий форму ковша;
С=0,65 — коэффициент, учитывающий потери на зачерпывание.
Таблица 6. Тип элеватора и его характеристики. |Тип |Ширина |Вместимост|Шаг |Скорост|Шаг |Мощность|Произво-| |элевато|ковша, |ь ковша, л|ковшей,|ь цепи,|цепи, |, кВт |дительно| |ра |мм | |мм |м/с |мм | |сть м3/ч| |ЭЦГ-200|200 |2 |300 |0,8…1,2|100 |2,0 |12…18 | | | | | |5 | | | |
8. Расчет потребности предприятия в электрической энергии и воде.
1 Расчет потребного количества электроэнергии.
Потребное количество электроэнергии NЭ, кВт определяется:
где kС — коэффициент, учитывающий потери мощности, kС=1,25…1,60;
SРС — суммарная мощность силовых установок, кВт;
SРВ — то же, внутреннего освещения, кВт,
SРВ=5?269,89+15?318+9?132+20?72=8,75;
SРН — то же, наружного освещения, кВт,
SРН=1?644+3?837+5?50=3,41;
Примечание: нормы расхода электроэнергии на 1м2 берем по табл. 12 методических указаний. cos?=0,75.
2 Определение общего расхода воды.
Общий расход воды определяется по формуле, м3: где КУ=1,2;
КТ=1,1…1,6;
ВП — расход воды на производственные нужды, м3/ч, ВП=10…30;
ВБ — расход воды на бытовые нужды, потребление, м3/ч, ВБ=0,15…0,45.
8.3. Определение расхода воды на восстановление запаса в пожарном резервуаре, ВПОЖ, м3/ч.
Расход ВПОЖ определяем по формуле:
где qПОЖ=5…10 л/с;
Т — время заполнения резервуара, Т=24 ч.
8.4. Определение диаметра трубы водопроводной сети, dТР, м.
где V — скорость движения воды, V=1,0…1,5 м/с.
Принимаем диаметр трубы водопроводной сети равный 0,10 м.
9. Технологическая схема приготовления модифицированного битума.
Сама схема приводится в конце РПЗ. Модифицированный битум — органическое вяжущее, полученное путем смешивания битума с сыпучим модификатором и маслом. Его приготавливаю с целью получения органического вяжущего с наиболее лучшими характеристиками (прочность, морозостойкость, пластичность и др.) по сравнению с обычным битумом.
Назначение масла — понизить эластичность битума, что повышает его сопротивление воздействию отрицательных температур. Сыпучий модификатор повышает прочностные характеристики битума и его сдвигоустойчивость.
В технологическую схему приготовления модифицированного битума входят такие элементы как емкости для хранения материалов (масла, битума); емкость для хранения готового модифицированного битума; дозатор масла; четыре насоса; ленточный конвейер; диспергатор; дозатор.
Масло из емкости подается в дозатор при помощи насоса. Из дозатора масло поступает в диспергатор. В него же по ленточному конвейеру подается сыпучий модификатор и из емкости битум. Для того чтобы все это качественно перемешать, необходимо затратить 6-8 часов. Поэтому для ускорения процесса перемешивания в технологическую схему включен дезинтегратор. С помощью насоса из диспергатора в дезинтегратор подается смесь битума с маслом и сыпучим модификатором. Потом эта смесь, прошедшая обработку в дезинтеграторе, снова подается в диспергатор, где опять подвергается перемешиванию. И так этот цикл повторяется в течение часа, после чего мы получаем модифицированный битум. Его мы можем по битумопроводам подавать на разлив в битумовозы, а при их отсутствии в емкость.
Литература.
1. Проектирование производственных предприятий дорожного строительства: уч. пособие для ВУЗов: Высшая школа, 1975. –351 с.
2. Асфальтобетонные и цементобетонные заводы: Справочник/ В. И.
Колышев, П. П. Костин. – М.: Транспорт, 1982. –207 с.
3. Вейцман М. И., Соловьев Б. Н. Битумные базы и цехи. – М.:
Транспорт, 1977. –104 с.
4. Проектирование АБЗ: Методические указания/ М. Аннабердиев. –
Ростов-на-Дону, 1972. –17 с.
----------------------- [pic]
[pic]
H
R
L
8AC=>: 2. !E5:0.
Рисунок 2. Схема блока.
Рисунок 1. Размеры склада.
3200
1
2
3
4
5
12,100
6
7
8
14,000
10,000
4,800
0,000
1,500
-2,000
2300
7000
1. Силос 2. Донный выгружатель 3. Нижний шнек 4,5 Реверсивный привод 6. Элеватор
7. Верхний шнек;
8. Расходная емкость.
Схема 1. Схема подачи минерального порошка шнеком и элеватором
масло силиконовое
Д
ДСТ
1. Рабочая емкость;
2. Расходная емкость;
3. Электронагреватель;
4. Дезинтегратор;
5. Лопастные мешалки;
6. Винтовой конвейер;
7. Насос;
8. Вентилятор.
Схема 2. Приготовление модифицированного битума.
111774 РПЗ
Лист
-----------------------
Страницы: 1, 2
