5.15. Примеры технологических расчетов
При расчете требуемой производительности базы предварительно определяют общее необходимое количество органических вяжущих материалов Вп , которое должно выпускать база за год [35]:
С |
+ V2q2 +...+Vnqn, |
(5.14) |
Вп = V1q1 |
где V1, V2, Vn – годовой объем работ по устройству асфальтобетонного покрытия (мелко-, средне- и крупнозернистого), покрытий и оснований по
способам: проп тки, смешения на дороге и в установке, подгрунтовки и риаловт.д.; q1, q2, qn – нормы расхода органических вяжущих материалов на единицу соответствующ х работ, т.
Отдельно ведут расчет для вязких и жидких вяжущих. Значения при-
нимают по СН Пу ли по расчету.
естественная потеря материалов. С учетом этого нужное количество мате-
В процессебАразгрузки, хранения и погрузки происходит частичная
В = Вп∙К, |
(5.15) |
где К – коэффициент, учитывающий естественные потери органических вяжущих материалов, равный 1,013.
Для обеспечения еспере ойной работы цеха необходимо иметь некоторый единовременный запас вяжущих материалов Вг, определяемый по
где Н – норма хранения неснижаемогоДзапаса материала, сут; принимается для битумов, дегтей и эмульсий в зависимости от условий доставки: по железной дороге –25–30 сут, автомобильным транспортом при дальности доставки более 50 км – 15–20 сут и менее 50 км – 12 сут; Т – количество рабочих дней в году, определяемое расчетом.
формуле |
|
Вг =Н∙В/Т, |
(5.16) |
Требуемая часовая производительность цеха
Вч = В /(N Кв), |
(5.17) |
где N – количество часов работы цеха; Кв – коэффициент использования |
|
времени, равный 0,85–0,90. |
И |
Разработка технологического процесса является основным воп-
росом при проектировании баз (цехов) органических вяжущих материалов. На основе анализа имеющегося оборудования разрабатывают варианты схем технологического процесса.
Обосновывая технологическую схему, основное внимание необходимо уделять способу подогрева вяжущих материалов. При возмож-
136
ности получения в достаточном количестве электроэнергии от линий электропередач предпочтение следует отдавать электроподогреву. Если в районе расположения базы есть газопровод, то наиболее эффективным способом приготовления вяжущих будет газоподогрев. Окончательный выбор способа подогрева вяжущих материалов, как и в целом технологического процесса, должен основываться на технико-экономическом расчете.
Расчет основного оборудования сводится к определению размеров хранилища, тепловому расчету, расчету трубопроводов, определению количества котлов плав льни, подбору насосов для перекачки вяжущих ма-
териалов. |
|
|
|
нилищ |
|
|
|
редняя площадь хранилища [35] |
|
||
С S |
Вг |
, |
(5.18) |
|
h |
|
|
бА |
|
||
где h – глуб на вяжущего в хранилище, принимаемая для временных хра-
от 1,5 до 3 м, для стационарных – до 4 м.
Для б тумохран л щ цилиндрической формы вычисляют диаметр
резервуара по формуле |
|
||
D |
4S |
. |
(5.19) |
|
|||
|
|
|
|
Если устраивают хранилища временного типа, то обычно стены имеют крутизну откоса n от 1:1 до 1:1,5. В этом случае размеры L и b по
дну уменьшают на величину 0,5nh, а размеры по бровке увеличивают на
0,5nh + 0,2n .
Если на базе организуют хранение различных органических ма-
териалов, то предварительно для каждого из них вычисляют Вг и площадь S . После этого устанавливают общие размеры хранилища, предусматривая
хранение материалов в различных секциях. |
И |
Д
Тепловой расчет хранилищ сводится к определению требуемого количества тепла и параметров нагревательных приборов.
Общее количество тепла (ккал/ч), необходимое для нагревания органического вяжущего материала в хранилище, определяют по формуле [35]
Q = Kn[BчСб (t2 – t1) + BчСв(t2 – t1)], |
(5.20) |
где Kn – коэффициент, учитывающий теплопотери, принимается в расчетах равным 1,2; Bч – производительность хранилища по вяжущему, кг/ч; Сб – удельная теплоемкость вяжущего, ккал/кг град, для битума, равная
t °С |
30–65 |
65–120 |
120–150 |
150–180 |
Сб, ккал/кг град |
0,30 |
0,35 |
0,40 |
0,45 |
137
t2 и t1 – конечная и начальная температуры вяжущего, °С; – средняя обводненность вяжущего в долях единицы, обычно равная 0,03–0,08; в – удельная теплоемкость воды, ккал/кг град.
Расчет ведут отдельно для резервуара хранилища и для приямка, поэтому значения начальной и конечной температур будут различны.
При одноступенчатой схеме: для резервуара t1 =10–15 °С; t2 = 50–70 °С;
для приямка t1 = 50–70 °С; t2 = 120–130 или 160–180 °С (в зависимости от марки вяжущего).
Сибгде 1,2 – коэффициент, учитывающийАпотериДИтепла в котле; Q1 и Q2 – количество тепла, расходуемое на нагревание материалов в резервуаре хранилища в приямке соответственно, ккал/ч; – теплосодержание пара, ккал/кг; q – паропроизводительность котла, кг/м2 ч.
При двухступенчатой схеме: для резервуара t1=10–15 °С; t2= 50–70 °С;
для пр ямка t1 =10–15 °С; t2 = 120–130 °С.
При бескотловом способе: для резервуара t1 =10–15 °С; t2 = 50–70 °С;
для пр ямка: t1 =50–70 °С; t2 = 70–85 °С.
По вел ч не Q рассчитывают нагревательные устройства.
При пароподогреве определяют длину и диаметр змеевиков (отдельно
для резервуара хран л ща и для приямка) и площадь нагрева паровых котлов.
Поверхность нагрева змеевиков для резервуара или приямка опреде-
ляют [35]:
2Q
S3 = |
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
(5.21) |
K(t |
н |
t |
к |
t |
t |
2 |
) |
|||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|||
где K– коэффициент теплопередачи, принимаемый в расчетах равным 40 ккал/ |
||||||||||
м2 ч.град при t 100 °С и 60 ккал/м2 ч.град |
при t > 100 °С; tн – температура |
|||||||||
насыщенного пара, зависящая от его давления и равная 158 °С при р |
= 6 атм |
|||||||||
и 170 °С при р =8 атм; tк – температура конденсата, принимаемая в зависимости от его давления и равная 120 °С при р = 2 атм.
Требуемая поверхность котла (м2) |
|
||
Sк = |
1,2(Q1 Q2) |
, |
(5.22) |
|
|||
|
q |
|
|
По величине Sк подбирают площадь нагрева котла и его марку. Задаваясь диаметром трубопровода (d = 2,5–3 дюйма) и имея значения S3, вычисляют длину змеевиков паропровода (отдельно для резервуара храни-
лища и приямка): |
|
l = S3 . |
(5.23) |
d |
|
138
Количество котлов плавильной установки |
|
|
||||||||||||
|
m = |
Вс |
|
1, |
|
(5.24) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
Пк |
|
|
|||||||
где Вс – суточная потребность в вяжущих материалах, т; 1 – резервный ко- |
||||||||||||||
тел; Пк – производительность одного котла, т/сут, |
|
|
||||||||||||
|
Пк = |
|
24VкКвКзКн |
, |
|
(5.25) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
tз tн tв |
|
|
|||||||
времениV |
К |
|
|
|||||||||||
здксь Vк – емкость котла, м3; Кв – коэффициент использования рабочего |
||||||||||||||
С, равный 0,85–0,95; Кз – коэффициент неравномерности забора ма- |
||||||||||||||
териала, равный 1,1–1,3; Кн – коэффициент наполнения котла, равный |
||||||||||||||
0,75–0,80, а при |
спользовании СКТН-1 – 0,85–0,95; |
– плотность вяжу- |
||||||||||||
бА4q |
|
|
||||||||||||
щего, т/м3; tз, tн, tв – время на загрузку, нагрев и выгрузку материала, ч. |
||||||||||||||
|
tз |
= |
нн |
|
, |
|
|
|
|
(5.26) |
||||
|
|
|
|
|
Пн |
|
|
|||||||
где Пн – производительность насоса при загружении котла, т/ч. |
|
|||||||||||||
Значение tн |
принимают от 5 до 10 ч. |
|
|
|||||||||||
Для транспортировки на |
|
азе органических вяжущих материалов диа- |
||||||||||||
метр трубопроводов d рассчитывают по формуле |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|||
|
d = |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
, |
|
|
(5.27) |
||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
Vt |
|
|
||||||
где q – емкость, которая должна быть заполнена, м3; V – скорость движения |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
||
вяжущих материалов в трубопроводах, м/с, принимаемая равной 0,6–0,9; t – время заполнения этой емкости, с.
Диаметр трубопроводов для транспортировки органических вяжущих материалов обычно равен 75–125 мм.
Для перекачки материалов производительность насоса должна быть равна
V2 |
|
|
Пн = t3 |
, |
(5.28) |
где V2 – емкость, м3, которую нужно заполнить за время t3 , с.
При расчете Пн необходимо исходить из максимальной емкости на базе. Производительность насоса рассчитывают по емкости котла плавильной установки.
139