Технологические процессы, выбор машин и оборудования

ТЕМА: ЗАВОДЫ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ

Технологические процессы. Процесс приготовления асфальтобетон­ных смесей включает просушивание, нагрев и сортировку нагретых песка и щебня по сортам, нагрев битума, дозирование песка, щебня, минерального порошка и битума в соответствии с заданным составом смеси, перемешивание всех компонентов смеси. Погрешность дозиро­вания не должна превышать ±3% для минеральных составляющих и ± 1,5% для битума. Температура готовой горячей асфальтобетон­ной смеси при выходе из смесителя должна быть в пределах 140—160°О.

Оборудование для приготовления смесей классифицируют по вы­работке в час, по конструктивной компоновке и способу перемешива­ния В СССР установлен следующий ряд асфальтосмесительных ус­тановок (по выработке):6,12, 25, 50, 100 и 200 г/ч. Проектируют обо­рудование с выработкой 400—500 т/ч (только для приготовления холодных смесей).

Песок и щебень поступают со склада в агрегат питания для предва­рительного дозирования и подачи в сушильный агрегат (рис. 169). Подсушенными и нагретыми их подают горячим (теплоизолированным) многоковшовым элеватором на сортировочное устройство (грохот). Рассортированный по крупности материал направляют в соответствую­щие отсеки бункера. В один из его отсеков поступает минеральный по­рошок (возможно его поступление не в отсек бункера горячих материа­лов, а в отдельно стоящую расходную емкость). Негабаритный мате­риал удаляют в специальный бункер Каждый сорт материала после­довательно взвешивают на суммирующем весовом устройстве и загру­жают в двухвальную лопастную мешалку, в которую из дозирующего устройства подают битум. Готовую смесь выгружают из смесителя в автомобили-самосвалы или в накопительные бункера-термосы.

В последнее время, в связи с повышением требований к точности дозирования составляющих асфальтобетонной смеси, особенно к дози­рованию минерального порошка, устанавливают отдельные весовые аппараты для взвешивания минерального порошка.

Дымовые газы из сушильного барабана и воздух из очагов интен­сивного пылеобразования отсасывают вентиляторами через агрегат сухого обеспыливания и дополнительно очищают в агрегате мокрого обеспыливания. Битум нагревают в хранилище до 90°С иперекачивают шестеренным насосом по битумопроводам в нагревательный агрегат или в обогреваемые расходные емкости. Битум, нагретый до рабочей температуры, поступает в дозирующее устройство по закольцованному обогреваемому битумопроводу.

Технологическое оборудование АБЗ — асфальтосмесительные ус­тановки. В их состав входят: агрегаты питания, сушильный, обеспы­ливания, смесительный дозировочно сортировочный; расходные емкости битума и минерального порошка; накопительные бункера; кабины с пультами управления. На АБЗ организуют склады топлива, органических вяжущих, минерального порошка, щебня (гравия), пес­ка, сухих и жидких добавок, лабораторию, ремонтные мастерские, бытовые помещения, конторы.

Асфальтосмесительные установки используют передвижные, легкоперебазируемые и стационарные (чаще всего в городах). Компоновка установок может быть партерная, башенная и полубашенная. Это за­висит от принятого способа перемешивания асфальтобетонных смесей: периодического или непрерывного.

Агрегат питания предназначен для предварительного дозирования щебня (гравия), песка, он служит также питателем для равномерной подачи материалов в сушильный барабан. Питатель представляет со­бой несколько рядом расположенных бункеров с затворами на выпуск­ных отверстиях, сборного (одного или нескольких) ленточных транспор­теров. В установках большой мощности имеется несколько агрегатов-питателей.

Сушильный агрегат включает сушильный барабан с топкой и фор­сунками, расходную емкость топлива для форсунок (при использова­нии жидкого топлива). Сушку и нагрев щебня (гравия), песка произво­дят в сушильном барабане непрерывного действия горячими газами, которые движутся навстречу движению материала. Кроме жидкого топ­лива, используют газообразное. Проводят эксперименты по электро­обогреву сушильного барабана.

При использовании жидкого топлива устанавливают расходный резервуар для его хранения, насосы, фильтры грубой и тонкой очист­ки, нагреватель тяжелого топлива (топочного мазута), контрольные приборы-термометры, манометры, регулирующие устройства для роз­жига форсунки. Возможна установка устройства для контроля за пламенем, в котором используют фотоэлектрические датчики, подаю­щие при угасании пламени сигнал на исполнительный механизм, пере­крывающий подачу топлива. Для удобства эксплуатации сушильные барабаны оборудуют автоматическим запальным устройством.

Агрегат обеспыливания используется для отсоса дыма и пыли. До­пустимая норма пыли в воздухе

где А — температурный коэффициент стратификации; М — количе­ство вредных выбросов, г/с; Е - коэффициент, учитывающий оседа­ние газов; т — коэффициент условий выхода газов из устья источни­ка; Н — высота источника выбросов (дымовой трубы), м; V — объем выбрасываемых газов, м³/с; ΔТ — разность температуры выбрасывае­мого газа и окружающего воздуха.

Для АБЗ можно принять А = 120, р = 2,5, т = 1.

В смесительный агрегат входят: ковшовый элеватор, грохот, теп­лый бункер с отсеками для хранения рассортированного горячего материала; многофракционный дозатор для щебня, песка, минераль­ного порошка и вяжущего; смеситель, накопительный бункер, бунке­ра-термосы (по условиям работы АБЗ). Грохоты могут быть барабанные и плоские вибрационные в специальном исполнении, предохраняющем от передачи вибрации на металлоконструкцию смесительного агрегата

Теплый (горячий) бункер расположен под грохотом и разделен на отсеки для отдельных сортов щебня и песка. Количество отсеков со­ответствует количеству сит грохота. На выходе из отсеков установле­ны затворы, обеспечивающие своевременную подачу каждой фрак­ции к дозирующим устройствам. Для контроля уровня материала в отсеках горячего бункера установлены уровнемеры (датчики). Бункер, как правило, имеет систему обогрева.

Накопительные бункера устраивают непосредственно под разгрузоч­ным отверстием смесителя или в виде отдельного агрегата бункера-тер­моса. В последнем случае готовая смесь из разгрузочного отверстия смесителя поступает при помощи скипового подъемника или подает­ся в бункер ленточным транспортером с жаростойкой прорезиненной лентой. Контроль выданной из накопительного бункера смеси регист­рируют автоматически или с помощью весов, установленных рядом е бункером.

Почти все современные АБЗ укомплектованы оборудованием для приема, хранения и нагрева битума до рабочей температуры (см. рис. 169), Часть этого оборудования входит в состав асфальтосмесительных установок и поставляется заводами-изготовителями, а часть приобретают или изготовляют строители в ремонтных мастерских.

Смесители бывают лопастные принудительного перемешивания, цикличного или непрерывного действия. Подачу битума производит под давлением до 20 кгс/см² при тонком (туманообразном) его распыле­нии и повышенной частоте вращения лопастных валов смесителя. За рубежом широкое распространение получили асфальтосмесители пе­риодического действия. Совершенствование установок и повышение их эффективности осуществляют за счет сокращения продолжительно­сти цикла приготовления замеса, обеспечения высокого качества про­дукции, снижения энерго- и металлоемкости оборудования комплекта. Лопастные цикличные смесители принудительного перемешивания на­иболее пригодны, если требуется частое изменение составов смесей от замеса к замесу. Такие смесители приготовляют асфальтобетонные смеси с размером зерен минерального материала до 40 мм. Высокое ка­чество перемешивания обеспечивают лопасти, установленные в емко­сти смесителя по поточно-контурной схеме. По этой схеме компоненты смеси под воздействием лопастей перемещаются по контуру и интенсив­но перемешиваются как в продольных, так и в поперечных сечениях смесителя. При этом ликвидируют встречное движение смеси, мешаю­щее проникновению ее компонентов из одной половины смесителя в другую, а загрузка лопастей становится равномерней. На качество при­готовления смеси влияет способ подачи битума, от чего зависит равно­мерное обволакивание поверхности минеральной части пленкой биту­ма. Наиболее эффективен ввод битума в распыленном (аэрозольном) состоянии. Это ускоряет обволакивание минеральных частиц и сок­ращает продолжительность перемешивания- Советские исследовате­ли (В. И. Соломатин, А. Г. Жигалов, Л. Б. Гезенцвей, В. А. Тимофеев, 330 М. Р. Гарбер и др.), зарубежные (К. Шульц и Ф. Пепел и др.) обосно­вали экспериментально и теоретически, что применение поточно-кон­турной схемы перемешивания и ввод битума в тонко распыленном со­стоянии под большим давлением значительно улучшают технике эко­номические и эксплуатационные показатели асфальтосмесительных установок.

Сокращение продолжительности цикла при сохранении заданной выработки установки позволяет уменьшить объем расходных бункеров, объем и массу смесителя, снизить мощность привода. Современные сме­сители периодического действия имеют системы для обогрева корпуса, расположенные с внешней стороны смесителя.

Для обеспечения наилучших режимов перемешивания привод мно­гих зарубежных смесителей оборудуют двухскоростными коробками передач: первая — для крупнозернистых, вторам — для средне- и мелкозернистых смесей.

При выборе установок следует учитывать, что стоимость машино- смен снижается в 2 раза, если использовать установку с выработкой 100 т/ч вместо четырех по 25. С позиции правильной производи пенной и технической эксплуатации асфальтосмесительных установок не всегда и не везде целесообразна одна установка вместо двух (ремонт, об­служивание, поломки). Надежность работы АБЗ с двумя установками всегда выше, чем с одной.

Зарубежный опыт подтверждает тенденцию роста часовой выработ­ки асфальтосмесительных установок. В США количественный выпуск установок сократился в 1,7 раза, а суммарная выработка годового вы­пуска сохранилась в среднем на уровне 40 тыс. т/ч за счет преимущест­венного выпуска установок с большой часовой выработкой.

В США выпуск установок 164—210 т/ч составлял 30% от общего выпуска, а свыше 218 т/ч достигал 70% от общего выпуска по количест­ву и 80% по стоимости. В СССР также целесообразен выпуск более мощных установок — свыше 200 т/ч и, в частности, для смесей, при­готовляемых холодным способом.

Перспективны установки следующих модификаций: со смесителями периодического действия для приготовления асфальтобетонных сме­сей при частом изменении их состава (преимущественно в городах); со смесителями непрерывного действия для приготовления асфальто­бетонных смесей с длительной (не менее одной смены) работой без из­менения состава' смеси (преимущественно на линейных АБЗ); со сме­сителями непрерывного действия для приготовления холодных смесей для оснований дорожной одежды.

Агрегаты питания оснащают системами дистанционного управле­ния, обеспечивающими возможность из кабины оператора менять со­став смеси, поступающей в сушильный барабан, а также изменять сум­марную подачу, сохранив заданное соотношение компонентов смеси.

Сушильные агрегаты оснащают системой дистанционного управле­ния с частичной автоматизацией сушильного процесса.

Огнеупорный кирпич в топках сушильного барабана заменяют бе­тоном, а многоступенчатую сухую и мокрую очистки пыли в сушильных агрегатах — одноступенчатыми пылеулавливающими устройствами с тканевыми фильтрами.

Смесители периодического и непрерывного действия будут двухвальными лопастным и.

Намечено увеличить число размеров сортируемого материала до четырех и осуществить подачу каменных материалов в смеситель, если необходимо, в обход грохота (на установках 100 т/ч и выше).

Эффективность применения мобильных АБЗ. В последние годы за рубежом и в СССР большое внимание уделя­ют обеспечению скоростного дорожного строительства асфальтосмесительными установками передвижного и легкоперебазируемого типа (рис. 170), Установки представляют собой комплекты унифицирован­ных агрегатов, необходимых для приема компонентов смеси из тран­спортных средств, ввода их в производство, приготовления асфальто­бетонных смесей любого заданного состава и выдачи готовой смеси в транспортные средства.

Мобильность асфальтобетонных установок создается благодаря монтажу агрегатов на отдельных прицепах на пневмоколесном ходу и благодаря быстроразъемным соединениям битумопроводов, топ­ливопроводов, рукавов для подачи минерального порошка, электро­цепей на специальных разъемах, наличию в установках необходимых грузоподъемных средств для перевода агрегатов из транспортного поло­жения в рабочее и отсутствию необходимости в сооружении фундаментов. автономностью в энергоснабжении, небольшим габаритным размерам агрегатов.

Использование мобильных АБЗ сулит большой экономический эф­фект, который определяют по минимальной себестоимости строительно-монтажных работ.

Мобильные АБЗ перебазируют вслед за потоком по строительству дороги с интервалом отставания от потока не более чем на 5—10 км. Как правило, склады и битумохранилище остаются на одном из преж­них мест дислокации АБЗ с учетом транспортных расходов по достав­ке компонентов смеси, а затем их также перебазируют.

Принципы экономической оценки деятельности мобильных АБЗ те же, что и постоянных. Особенности состоят в обязательном учете эффективности от ускорения ввода в действие мобильного завода по сравнению со стационарным АБЗ.

В ряде случаев в расчеты включают возможность использования более дешевых местных гравийно-песчаных материалов.

Области рационального применения тех или иных АБЗ определяют по ряду показателей:

1. По минимальной стоимости строительно-монтажных работ , т.е себестоимость строительно-монтажных работ для стационарного АБЗ больше стоимости этих же работ для передвижных АБЗ.

2. По прибыли дорожно-строительной организации при использо­вании разных конструкций заводов:

где С_см — сметная стоимость строительно-монтажных работ, выпол­няемых строительно-монтажными организациями для стационарных передвижных заводов

3. По рентабельности строительных организаций сравниваемых ва­риантов:

где Ф и V — соответственно основные и оборотные фонды.

5. По наибольшему приросту годовой прибыли строительных ор­ганизаций на единицу капитальных вложений К сравниваемых вариан­тов:

Рассчитанные технико-экономические показатели приводят к со­поставимому виду с учетом фактора времени.

Определение области рационального применения передвижных АБЗ. Сравнение по приведен­ным затратам П ₃ производят отдельно для передвижных и стационар­ных заводов с учетом их мощности (объема работ) Q по каждой i -й группе предприятий. Экономический эффект от применения передвиж­ных АБЗ определяют по формуле

При расчете учитывают, что приведенные затраты П_лст стацио­нарного АБЗ включают себестоимость единицы продукции С_ст, тран­спортные затраты Т_р.ст на транспортирование асфальтобетонной смеси на места укладки, капитальные вложения на единицу продукции (1 т смеси), приведенные к одному году с помощью нормативного коэф­фициента эффективности Е_н;

Для передвижных АБЗ, помимо этих составляющих, принимают во внимание также затраты на перебазирование предприятия, а именно затраты на демонтаж и монтаж на новом месте З_т._{п .},, а также суммы до­полнительных затрат по обустройству завода и на обслуживающий персонал :

где З_т.п — затраты на демонтаж, перебазирование и монтаж АБЗ на новом месте.

В экономических расчетах учитывают снижение себестоимости С_П /1 т смеси за счет использования местных дорожно-строительных ма­териалов (гравия, песка, битумосодержащих пород). Обычно затраты па перебазирование АБЗ, обустройство на новой площадке целесообразно приводить к 1 т смеси б, а для данного района дислокации завода

где S_обi — дополнительные затраты по обустройствупредприятия. Окончательная формула эффективности от применения стационар­ных и передвижных АБЗ^

где Ен — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; Кj — капитальные вложения в строящиеся (монтируемые) АБЗ, п — количество АБЗ в составе строительной организации.

Не всегда передвижные АБЗ могут оказаться рентабельнее стацио­нарных. Это может быть при наличии узла дорог в городских усло­виях, в которых более выгодны будут стационарные заводы.

Дата добавления: 2015-06-04