1.1 Назначение и область применения.
Снегоплавильными машинами или снеготаялками называют специальные устройства, предназначенные для осуществления переработки снега в условиях города посредством его плавления. Существующие конструкции снегоплавильных установок можно классифицировать следующим образом
- стационарные, обслуживающие конкретную территорию, и мобильные в двух исполнениях – самоходные и перевозимые;
- по способу загрузки снега с загрузкой фронтальными погрузчиками, со встроенным или навесным снегопогрузчиком и с самосвальной или бульдозерной загрузкой;
- по типу теплоносителя – плавление снега при помощи воды и газообразных продуктов сгорания топлива или нагретого воздуха;
- по контакту снега с теплоносителем – контактирующие и бесконтактные;
- по типу источника тепла – с собственным источником (горелки, водоподогреватели, дровяные топки, смонтированные со снегоплавильной камерой) и с внешним источником тепла;
- с пассивным плавлением снега в снегоплавильной камере или активным, с применением механического перемешивания, барботажа и струйных систем.
Все снеготаялки, работающие с применением вышеперечисленных конструктивных особенностей, имеют различные производительности и КПД, а также иногда и существенные недостатки, и многие из них уже не применяются на практике.
Принцип работы снегоплавильной установки следующий: сначала машина производит измельчение снега, очищает его от крупного мусора и других примесей, а затем растапливает. Подготовленный снег очищается при помощи локальных очистных сооружений и сбрасывается в канализационные стоки. Представляют собой сооружения инженерного типа, предназначенные для растопки собранного с улиц снега. Машина состоит из бункера для сбора и растопки снега и элемента тепловыделения. Энергия обычно передается теплоносителем. Узел очистки устройства имеет две ступени – первую, на которой талая вода очищается от тяжелых загрязнений, и вторую, где удаляются различные взвеси и примеси, присутствующие в снеге.
По типу своего нагревательного элемента снегоплавильные машины подразделяются на дизельные, газовые и электрические. Некоторые из них функционируют при помощи горячей воды из системы теплоснабжения.
Преимуществами мобильных снеготаялок являются:
– относительно невысокая стоимость (в пересчете на 1 м3 суточной производительности их стоимость составляет 2500–5000 руб. тогда как стоимость стационарных ССП – 7000–30000 руб.);
– сезонность размещения без необходимости получения землеотводов, сложных согласований и постоянного подключения к инженерным сетям;
– сохранение дорогих городских земель для пользования;
– максимально возможное сокращение или даже исключение плеча вывоза снега.
Из недостатков можно отметить возникновение дополнительных дорожных помех и необходимость использования топлива, что компенсируется снижением или исключением плеча.
1.2 Обзор отечественных и зарубежных мобильных снеготаялок.
Для обеспечения своевременной утилизации снежной массы в городе, при обильных снегопадах в зимний сезон 2006–2007 гг. впервые были использованы передвижные снегосплавные установки (именуемые еще как мобильные снегосплавные установки).
Рассмотрим принцип работы передвижных снегоплавильных установок
(рис 1.2):
Рис.1.2 Схема переработки снега снегоплавильной установкой.
Составной частью установки являются теплогенерирующий агрегат (газовая или дизельная горелка), расположенный в отдельном корпусе; емкость для загрузки снега; зона фильтрации и слива талой воды.
Поток горячих отработавших газов от теплогенерирующего агрегата направляется непосредственно по теплообменнику змеевидной формы, установленному горизонтально относительно емкости для снега. Нагретый газ, двигаясь в турбулентном потоке, создаваемом благодаря особенностям внутренней конструкции теплообменника, нагревает стенки теплообменника, которые передают тепло воде (снегу), находящемуся вокруг теплообменника.
Нагретые слои воды создают восходящий поток, который переносит теплую воду и передает тепло загруженному снегу. Для повышения эффективности смешивания потоков и соответственно передачи тепла от нагретых слоев в установке использована система принудительной подачи талой нагретой воды (насосы и система орошения).
В верхней точке теплообменника отработавшие газы значительно охладившись, но еще нагретые выше температуры окружающей среды, через специальный коллектор уходят в атмосферу. Применение этого коллектора позволяет дополнительно использовать тепло выхлопных газов в процессе плавления снега посредством создания тепловой завесы над снежной массой. Непосредственного контакта талой воды с выхлопными газами, в отличие от зарубежных аналогов, нет, что является преимуществом с экологической точки зрения.
Талая вода через переливное отверстие переливается в зону фильтрации, где происходит частичная очистка воды от твердых примесей (песка, мелкого мусора). Отвод талой воды осуществляется через сливную трубу в ливневую канализацию. Осадок песка ложится на дно емкости плавления. После цикла работы емкость очищается от осадка через герметичные люки, находящиеся на тыльной стороне установки рядом со сливом.