книги из ГПНТБ / Гезенцвей, Лев Борисович. Дорожный асфальтовый бетон

Б и ту м охран ил ища открытого типа различают­ ся по конструктивным признакам. Имеются простейшие храни­ лища с земляными стенками и хранилища с облицовкой дна и откосов.

Простейшие хранилища с земляными стенками в зависимо­

ездных путей и т. д.) устраиваются наземными, полуямными и ямными. При устройстве наземного хранилища спланированная площадка ограждается грунтовыми валами. Полуямные и ямные хранилища устраиваются с соответствующим заглубле­

нием.

Разность горизонтальных отметок хранилища и железнодо­

рожных путей должна обеспечивать возможность свободного

слива битума из железнодорожных цистерн.

Дну хранилища придается уклон i = 0,02—0,03 в сторону

приямка для разогрева битума. По дну хранилища рассыпает­

ся слой песка толщиной 5—10 см. Толщина слоя битума в та­ ких хранилищах принимается обычно в пределах 1—2 м. Для облегчения ручной резки слой битума должен быть не более

0,5—0,6 м. Для этого в теплое время, когда битум приобретает текучее состояние, создают условия для растекания битума бо­

лее тонким слоем.

Хранение битума в таких хранилищах не отвечает указан­ ным выше требованиям.

Хранилища с облицовкой дна и откосов. Ук­ репление и облицовка дна и откосов производятся для предо­ хранения битума от загрязнения, а также дают возможность

больше заглубить хранилище. Это важно при устройстве при­ способлений для предварительного подогрева битума. Откосы облицовывают кирпичной или каменной кладкой, бетоном, а также деревянными досками. Величина заложения откосов принимается в зависимости от характера грунтов. Дно храни­ лища можно облицовывать камнем, кирпичом, бетоном, цемен­ тированным грунтом, известково-глинистым раствором и дру­ гими материалами. Дну хранилища придается уклон i=0,02— 0,03. Предварительно устраивается выравнивающий слой песка (толщиной 5 см). Камень или кирпич укладывается на цемент­ ном растворе, причем кирпич может быть уложен плашмя. По­ верхность камня или кирпича смазывается цементным раство­ ром. Бетонная облицовка устраивается толщиной до 10 см из

тощего бетона.

При небольшой глубине битумохранилища могут устраи­ ваться деревянные стенки.

Битумохранилища закрыто го типа более совер­ шенны и предохраняют битум <не только от загрязнения, но и от влаги. Они имеют сплошное водонепроницаемое перекрытие.

Резервуар для хранения битума может быть металлическим.

бетонным, деревянным или устраиваться то одному из описан­ ных выше способов.

Битумохранилище закрытого типа оборудуется приспособле­ ниями для разогрева битума, что дает возможность перекачи­ вать его по трубам в битумоварочные котлы.

На рис. 59 представлен общий вид закрытого битумохранилища, сооруженного на ленинградском асфальтобетонном заво-

Рис. 59. Общий вид битумох.ранилища закрытого типа на ленинградском асфальтобетонном заводе.

де. .Выполнено оно в виде металлических резервуаров, заглуб­ ленных в грунт. Хранилище оборудовано пароподогревом и на­ сосными станциями для перекачки битума.

Для разгрузки битума предусмотрены специальные прием­ ные' люки.

Предварительный подогрев битума в битумохранилищах

Ручной отбор битума из битумохранилищ является весьма трудоемкой операцией. Многочисленные попытки механизиро­

вать эту работу выявили лишь один наиболее целесообраз­ ный способ: предварительный подогрев битума в хранилище до жидкотекучего состояния и перекачка его в битумные котлы по трубам. Такой способ значительно повышает культуру работы асфальтобетонного завода и удешевляет стоимость асфальтобе­

тонной смеси. При перекачке предварительно подогретого би­ тума уменьшается загрязненность котлов, даже если битум на­ ходится в простейших хранилищах.

210

Подогрев битума в зависимости от характера' теплоносите­

ля может быть паровым, масляным или газовым.

При паровом подогреве в качестве теплоносителя приме­

няется насыщенный водяной пар с давлением до 8 атм. Пар

пропускается по системе обогревающих элементов,' располо­ женных в битумохранилище. Такой способ обеспечивает нагрев материала до температуры 100—110°, достаточной для его пе­ рекачки в битумоплавильные котлы.

При масляном подогреве в качестве теплоносителя исполь­ зуются различные масла с наиболее высокой температурой вспышки.

Недостатком масляного подогрева является склонность ма­ сел к образованию кокса в нагревательных батареях, вслед­

ствие чего приходится часто производить их чистку или замену.

Коксование масел зависит от количества содержащихся в них фракций, испаряющихся при температуре, до которой нагре­ вается битум. На одном из толевых заводов для подогрева би­ тума успешно используется масло марки «Вапор». Оно выгод­ но отличается от применявшегося для этой цели солярового масла более высокой температурой вспышки и значительно меньшим коксованием.

При использовании специальных сортов масел такой подо­ грев является надежным и весьма эффективным, так как позво­ ляет нагревать битум до рабочей температуры 150—160°, исключая таким образом необходимость в установке битумных

котлов.

В связи с дефицитностью соответствующих сортов масел

•этот вид подогрева не нашел применения на асфальтобетонных заводах.

Газовый подогрев основан на использовании тепла отходя­ щих газов из дымоходов битумоплавильных батарей. Для это­ го последняя объединяется с битумохранилищем в одну систе­ му при помощи газоходов. Несмотря на некоторые преимущест­ ва такого способа подогрева (экономичность, более полное ис­ пользование тепла отходящих газов, простота конструкции), он не нашел широкого применения на асфальтобетонных заводах в связи с пожарной опасностью.

Наиболее безопасным в пожарном отношении и надежным

в работе оказался .пароподогрев, который устраивается следу­ ющим образом. В пониженной точке битумохранилища или в специальном приямке устанавливается система паровых .нагре­ вательных элементов. Подогретый битум при помощи насоса

или самотеком (если это позволяет рельеф местности) по тру­

бам подается в битумные котлы. Для обеспечения притока би­ тума к месту его отбора должен быть предусмотрен секцион­ ный пароподогрев по всей площади хранилища. Одновременно включается лишь одна секция, охватывающая определенный участок хранилища.

При устройстве пароподогрева надо принять меры по отводу

образующегося в трубах конденсата пара. Для придания биту­ му жидкотекучего состояния температура его нагрева должна быть доведена до 50—60° (первичный нагрев). Поверхность

нагревательных элементов и необходимое количество пара оп­

ределяются, исходя из потребного количества битума (см. при­

водимый ниже пример расчета).

Рис. 60. Битумохранилище с предварительным подогревом и подачей битума самотеком:

/ — зона первичного подогрева; 2 — зона вторичного подогрева; <? —биту­ моплавильные котлы; 4 — металлический короб; 5 — нагревательные эле­ менты; 6 — труба с шиберами.

Такой способ подогрева битума может быть осуществлен в

любом хранилище. Но для нормальной работь! битумоплавиль­ ной батареи и пароподогревающей установки в хранилищах открытого типа необходимо обеспечить хороший сброс поверх­ ностных вод. В противном случае во время интенсивных дож­

дей работа затруднится.

Практика ряда асфальтобетонных заводов, на которых осу­ ществлен подогрев битума в хранилище, показывает безуслов­ ную техническую и экономическую целесообразность этого ме­ роприятия во всех случаях.

Пример устройства предварительного пароподогрева в би­ тумохранилище открытого типа с подачей битума самотеком показан на рис. 60. Битумохранилище расположено у железно-

212

дорожного тупика. По отношению к уровню железнодорожной ветки оно заглублено на 2 м для удобства слива битума и его складирования. Дно хранилища возвышается над уровнем за­ грузочных люков битумоплавильных котлов на 2,5 м. Оно сде­ лано из грунта, стабилизированного цементом. Расстояние от хранилища до битумных котлов 20 м. Стенки хранилища обли­ цованы кирпичом. Для отвода воды по дну устроены лотки, заполненные щебнем. Снаружи сделаны водоотводные канавы, преграждающие доступ поверхностных вод в хранилище.

В пониженной точке хранилища, являющейся ближайшей к битумоплавильной батарее, имеется приямок, в котором уста­

новлен короб из листового железа.

Подогрев битума в хранилище — двухступенчатый:

первичный нагрев обеспечивает приток битума к приямку; вторичный нагрев, производимый в металлическом коробе,

также через стенки и дно битумохранилища.

Принимаем К — 1,20, тогда

Q = 6000 • 0,4(5010) 1,20 = 115 200 ккал, час.

Требуемая поверхность нагревательных элементов для пер­

21.3

При больших размерах хранилища по его дну фактически укладывается значительно больше нагревательных элементов

для того, чтобы включением той или иной секции регулировать

приток битума с определенного участка хранилища. При не­ больших размерах хранилища (200—300 м2), имеющего хоро­ шие уклоны к приямку, можно ограничиться укладкой нагре­ вательных элементов с площадью 20 м2, располагаемых во­ круг приямка, из которого производится отбор битума.

Вторичный подогрев. Необходимое количество тепла для вторичного подогрева

Q2 = nc(7'.> - 7\)К.

Коэффициент теплопотерь К принимаем в этом случае так­

же 1,20

Q = 6'000 • 0,40(90 — 50) 1,20 = 115200 ккал!час.

Площадь поверхности нагревательных элементов

ты в пределах полученной площади нагрева должны быть рас­

положены непосредственно в приямке.

Нагревательные элементы можно сделать из труб диамет­ ром 1—3". Для удобства эксплуатации паропоДогреваюЩей си­ стемы желательно группировать несколько нагревательных эле­ ментов в одну секцию, к. которой подводят пар. Поступление пара в секции регулируется отдельными паровыми вентилями для каждой секции. Поэтому каждая секция может включать-

214

ся и( отключаться самостоятельно. Повреждение, одной из сек­

ций не отражается на всей пароподогревающей системе. Расходы пара. Паросъем для большинства паровых

котлов системы Шухова изменяется в пределах от 17 до 27 кг

Расход пара на вторичный подогрев Pi также составляет

213 кг!час.

Суммарный расход пара составит

P1 + P2=2134-i213 =426 кг/час,

что обеспечивается одним паровым котлом системы Шухова с площадью нагрева 25 м2.

Съем пара с такого котла составит 25X17=425 кг!час. Ле­ том, когда битум нагревается солнечным теплом до 40—45°, по­ требность пара для первичного нагрева резко сокращается.

Из приямка битум подается в котлы самотеком по трубе диаметром 400 мм. Труба одним концом вваривается в метал­

лический короб, установленный в приямке хранилища. Другим концом труба соединяется при помощи отводных труб или лот­ ков с люками битумных котлов. В трубе и коробе устраивают­

ся шиберные заслонки, регулирующие подачу битума из приям­ ка в битумные котлы. Труба должна иметь уклон не менее 2—3%. Для того чтобы битум не застывал в трубе, она обору­ дуется пароподогревом.

215

Заслуживает внимания система отбора битума из храни­ лищ, предложенная А. И. Аносовым (б. трест «Трансспец­ строй»). Схема приспособления для перекачки битума показа­

на на рис. 61.

В битумохранилище вставляется подогреватель, состоящий из двух змеевиков 1. Спирали змеевиков навиты из труб диа­ метром 1" в виде двух цилиндров (один в другом). Общая длина труб 65 м. Для устойчивости подогревателя змеевики скреплены стойками из уголков или швеллеров 2.

Заборная труба состоит из двух частей — неподвижной 3 и подвижной 4. Подвижная часть заборной трубы, оканчиваю­ щаяся фильтром 5, располагается в центре змеевиков, т, е. в зоне наиболее подогретого битума.

По мере отбора битума подвижная часть заборной трубы вместе с подогревателем погружается вниз: Соединение по­ движной и неподвижной частей заборной трубы осуществляет­ ся при помощи шарового шарнира 6, представляющего собой

полый шар диаметром 120 мм, зажатый двумя фланцами. С од­

ной стороны в этот шар входит подвижная часть трубы, а с противоположной стороны на его поверхности имеется отвер­

стие, через которое битум поступает в неподвижную часть тру­ бы. Фланец 7 приварен к неподвижной части трубы, а фла­ нец 8 свободно надет на подвижную часть. Фланцы соединены болтами.

Подвижная часть трубы жестко соединена с подогревате­ лем, который благодаря наличию шарнира 9 может свободно погружаться в хранилище. Выпуск конденсата из паровой ру­ башки из змеевиков осуществляется через вентили 10 в по­ глотительные ямы.

216

Обмуровка битумоплавильных котлов. Для удобства работы

устраиваются битумоплавильные батареи, состоящие из двух и более котлов. Котлы обмуровываются кирпичной кладкой, в

которой имеются топочные и газовые каналы. Различают не­ сколько типов обмуровки. Один из рациональных типов изо­ бражен на рис. 63. Вся кирпичная кладка, кроме сводов и сте­ нок газовых и топочных каналов, выполняется из красного кир­ пича. Своды и стенки основных каналов и топок выкладывают-

Рис. 63. Обмуровка битумных котлов.

ся из огнеупорного шамотного кирпича. Фундамент битумопла­ вильной батареи устраивается из бутового камня на цемент­

ном растворе. Глубина заложения фундамента зависит от глу­ бины промерзания грунта.

Каждый котел устанавливается на отдельной кирпичной

стенке, выкладываемой на фундаменте. Ширина опорной стен­ ки— обычно в 2—Й'/з кирпича. Вдоль нее, по обе стороны,

устраиваются жаровые каналы, перекрывающиеся сводами из огнеупорного кирпича. Такой способ опирания обеспечивает

218