27.5. Склады цемента и минерального порошка

При проектировании складов цемента и минерального порошка должно быть обеспечено выполнение следующих требований:

создание возможности приема цемента в нормативные сроки из всех транспортных средств (железнодорожных вагонов и автоцементовозов);

размещение складов вблизи бетоносмесительного (асфальтосмесительного) отделения ЦБЗ (АБЗ) на оптимальном расстоянии от компрессорной станции;

обеспечение транспортного подъезда к силосным емкостям;

возможность дальнейшего расширения склада путем пристройки дополнительных силосов;

раздельное хранение цемента по видам и маркам;

применение для транспортирования порошкообразных материалов средств пневмотранспорта;

предотвращение снижения активности материалов.

Типы складов цемента и минерального порошка. По месту расположения склады подразделяются на прирельсовые и притрассовые. По конструкции - на амбарные, бункерные, силосные. Коэффициент использования площадей складов амбарного и бункерного типа составляет 0,2-0,6, а по объему в пределах 0,4-0,6. Силосные склады имеют высокий коэффициент использования площадей порядка 0,9-1,0, а геометрической емкости 0,9.

Амбарные и бункерные склады в настоящее время не отвечают требованиям, предъявляемым к складам цемента дорожного строительства. Для них характерны значительные объемы строительно-монтажных работ, большая трудоемкость строительства, почти полное отсутствие мобильности и инвентарности.

Современные притрассовые склады (табл. 27.18) включают силосные емкости и два помещения в виде металлических каркасов, огороженных щитами. Одно из помещений предназначено для пульта управления и комплекта оборудования для очистки сжатого воздуха; в другом расположено оборудование для управления выдачей цемента. Цемент выдается из силосов с помощью донных выгружателей, а затем в зависимости от дальности транспортирования направляется в пневмовинтовой подъемник или пневмовинтовой насос.

Таблица 27.18

Техническая характеристика притрассовых складов цемента

Показатели	Типовые притрассовые склады цемента вместимостью, т
	240	360	480	720
Производительность склада по выдаче цемента, т/ч	45 (20)	45 (20)	45 (20)	45 (20)
Число силосов, шт.	4	6	4	6
Вместимость одного силоса, т	60	60	120	120
Диаметр силоса, м	3	3	3	3
Высота силоса, м	4	6	4	6
Установленная мощность оборудования, кВт	42,8 (50,8)	52,8 (60,8)	42,8 (50,8)	52,8 (60,8)
Расход сжатого воздуха, м3/мин	9,3 (10,5)	9,3 (10,5)	9,3 (10,5)	9,3 (10,5)
Расход тепла на отопление склада при температуре окружающего воздуха минус 30°С, кДж/ч	43000
Численность обслуживающего персонала, чел.	1	2	2	3 I

Примечание. В скобках - показатели для варианта выдачи цемента пневматическим винтовым насосом (остальные данные для варианта с пневматическим винтовым подъемником)

Во всех силосах предусмотрены аэрационные сводообрушающие устройства в виде аэродорожек, а также сигнализаторы уровня. Для очистки воздуха, выходящего из силосов при загрузке, смонтированы два рукавных фильтра со встряхивающим устройством. Очистка сжатого воздуха от масла и влаги осуществляется с помощью оборудования типа СМЦ-612, серийно выпускаемого промышленностью.

Прирельсовые склады (табл. 27.19) рассчитаны на прием цемента из железнодорожных вагонов и автотранспортных средств. Состав оборудования позволяет выгружать цемент из специальных вагонов-цементовозов и крытых вагонов. Вагоны бункерного типа выгружаются в приемный бункер, а из него с помощью пневмоподъемника в силосы. Выгрузка крытых вагонов осуществляется пневморазгрузчиками всасывающе-нагнетательного действия. Выдача цемента из складов в зависимости от дальности подачи может выполняться пневмовинтовым, струйным или камерным насосами, а также механическим способом с помощью винтового конвейера.

Таблица 27.19

Техническая характеристика типовых прирельсовых складов цемента

Показатели	Типовые прирельсовые склады цемента вместимостью, т
	240	360	480	720	1100	1700	2500	4000
Производительность склада по приему цемента, т/ч: из вагонов бункерного типа	38	38	38	38	70	70	100	100
Производительность склада по выдаче цемента, т/ч: струйным насосом пневмовинтовым насосом камерным насосом винтовым конвейером	16,5 20 30 30	16,5 20 30 30	16,5 20 30 30	16,5 20 30 30	- 20 - 40	- 20 - 40	- 20 - 40	- 20 - 40
Число силосов, шт.	4	6	4	6	4	6	4	6
Диаметр одного силоса, м	3	3	3	3	6	6	6	6
Высота силоса, м	10,1	10,1	16,1	16,1	14,74	14,74	25,54	25,54
Установленная мощность оборудования, кВт	141,55	156,05	141,55	156,05	192	244	291	343
Расход сжатого воздуха, м3/мин	36,4	36,4	36,4	36,4	71,48	71,48	71,48	71,48
Расход тепла на отопление склада при температуре окружающего воздуха минус 30°С, кДж/ч	43000	43000	43000	43000	51500	51500	51500	51500

Примечания:

1. Производительность каждого склада по приему цемента из крытых вагонов составляет 20 т/ч, из вагонов-цементовозов с пневматической выгрузкой 95 т/ч.

2. Каждый прирельсовый склад обслуживают 3-5 чел.

В типовых проектах предусмотрены прирельсовые склады в стационарном и инвентарном исполнениях. Силосные емкости стационарных складов и бункеры приемного устройства железобетонные, а в инвентарных складах - металлические. Прирельсовые склады вместимостью 1100-4000 т отличаются от группы складов вместимостью 240-720 т тем, что имеют силосы диаметром до 6 м и оборудование большой производительности. Однако силосные склады стационарного типа не нашли широкого применения в дорожном строительстве. Это объясняется трудоемкостью их возведения при значительном объеме бросовых работ и малой степени инвентарности строительных конструкций. Кроме того, чаще всего используемое в дорожных организациях технологическое оборудование имеет более низкую производительность по выдаче цемента (до 42 т/ч), отсутствует возможность разгрузки вагонов непосредственно в автоцементовозы и другие транспортные средства. Все это не позволяет использовать такие склады хранения цемента для дорожного строительства без существенной их модернизации.

В последнее время ГПИ «Союздорпроект» в содружестве с Союздорнии и производственными организациями разработал ряд инвентарных силосных складов цемента вместимостью 2000-6000 т (табл. 27.20).

Силосный склад вместимостью 2000 т (рис. 27.15) состоит из двух блоков по 1000 т каждый. Блоки собирают из цилиндрических силосных емкостей вместимостью 100 т каждая. Высота склада с порталом 17 м. Портал каждой силосной емкости имеет шарнирные соединения, что облегчает монтажные работы при установке силосов в вертикальное положение. Силосные емкости транспортируют с помощью трейлера. Разгрузка цемента из склада может производиться сразу в 5-6 автоцементовозов из нескольких (до четырех) силосных емкостей. При этом потерь и пыления цемента из пылеулавливающих колпаков при загрузке цементовоза не наблюдается.

Силосный склад вместимостью 2900 т с бункерным приемным устройством на два вагона (рис. 27.16) состоит из 24 металлических цельноперевозимых силосных емкостей диаметром 3 м и вместимостью 120 т каждая. Склад оборудован современными пневмотранспортными средствами для подачи цемента в соответствующие силосы и выдачи из них в расходные склады установок или автоцементовозы.

Разгрузка железнодорожных вагонов. Для выгрузки из крытых вагонов цемента и минерального порошка широко применяют пневматические разгрузчики (табл. 27.21). Они делятся на разгрузчики всасывающего, всасывающе-нагнетательного и нагнетательного действия.

Таблица 27.20

Техническая характеристика инвентарных прирельсовых складов цемента

Показатели	Прирельсовые силосные склады цемента, варианты
	1	2	3
Вместимость склада, т	2900	2000	4000
Производительность склада (эксплуатационная) по приему цемента, т/ч:
из вагонов бункерного типа	160	110	90
из вагонов-цементовозов	190	190	95
из крытых вагонов	-	-	33
из автоцементовозов	-	-	-
Производительность склада (эксплуатационная) по выдаче цемента, т/ч:
в бетоносмесительный цех	75	70	75
в автомобили	120	120	120
Общая масса оборудования, т	70,81	43,9	42,86
Расход сжатого воздуха, м3/мин	80,2	57	71,7
Число работающих на складе, чел. В том числе производственных рабочих, чел.	6	6	5
	5	5	4
Установленная мощность, кВт	312	191	396
Потребляемая мощность, кВт	125	115	230
Приведенная длина цементопровода, загружающего силосы (максимальная), м	100	74	50
Площадь застройки склада, м2	580	720	455

Примечания:

1. Вариант 1 с приемным устройством на два вагона с 24 инвентарными силосами диаметром 3 м.

2. Вариант 2 с приемным устройством на два вагона с 20 инвентарными силосами диаметром 3 м.

3. Вариант 3 с приемным устройством на один вагон с 6 металлическими силосами диаметром 3 м.

Таблица 27.21

Техническая характеристика пневматических разгрузчиков

Показатели	Пневматические разгрузчики
	ТА-5 (С-578А)	ТА-17 (С-1039)	ТА-18 (С-1040)	ТА-26	ТА-27	ТА-33
Тип	Всасывающего действия			Всасывающе-нагнетательного действия
Подача, т/ч	15	50	90	20	50	90
Дальность подачи цемента, м	9	12	12	40	50	55
Высота подачи цемента, м	2	2	2	25	35	35
Диаметр материалопровода, мм	100	152	152	100	152	152
Расход сжатого воздуха, м3/мин	3	8	10	4	8	12
Установленная мощность электродвигателей, кВт	27,8	45,6	83,6	31,8	56,8	102
Общая масса разгрузчика, кг	1960	3700	5000	2500	3400	5100
Заборное устройство: скорость передвижения, м/мин диаметр подгребающих дисков, мм частота вращения дисков, с-1	5,4 496 0,7	5,8 496 0,75	5,8 690 0,75	5,4 496 0,75	5,4 496 0,75	5,4 690 0,75
Электродвигатель привода дисков: тип мощность, кВт частота вращения, с-1	АО-32-6 2,2 -	АО2-42-6 4 16,7	АО2-42-6 4 16,7	АО2-32-6 2,2 16,7	АО2-32-6 2,2 16,7	АО2-42-6 4 16,7
Электродвигатель привода ходовых колес: число, шт.	2	2	2	2	2	2
тип	-	АОС2-22-6
мощность, кВт	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3
частота вращения, с-1	-	14,5	14,5	14,5	14,5	14,5
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота	1470 1030 900	1425 1130 985	1510 1420 1270	1910 1100 910	1425 1130 985	1494 1420 952

Разгрузчик всасывающего типа забирает цемент или минеральный порошок из крытого вагона и подает материал на расстояние до 12 м в межрельсовый приемный бункер пневмоподъемника, который затем вертикально транспортирует материал в силос склада. В комплект разгрузчика входят самоходное заборное устройство, гибкий материалопровод, осадительная камера, водокольцевой вакуум-насос и шкаф с электроаппаратурой. Под действием разряжения, поддерживаемого в системе вакуум-насосом, пылевидный материал всасывается по гибкому материалопроводу в осадительную камеру, откуда вытесняется напорным винтовым шнеком через обратный клапан в соответствующие приемные устройства склада. Воздух, отсасываемый из осадительной камеры вакуум-насосом, очищается от цемента посредством тканевых фильтров и затем, пройдя водоотделительный бачок, выбрасывается в атмосферу.

Рис. 27.15. Прирельсовый склад цемента вместимостью 2000 т (линейные размеры даны в мм):

1 - приемная воронка; 2 - шнек в трубе; 3 - пневмовинтовой подъемник; 4 - соединительный шланг; 5 - цементоводные трубы; 6 - переключатель потока воздуха; 9 - приемный бункер; 10 - пневмоподъемник цемента; 11 - донный разгружатель цемента; 12 - гибкий рукав от бокового разгружателя; 13 - боковой разгружатель; 14 - соединительная труба; 15 - силосная банка с подвалом (без оборудования); 16 - лестница

Рис. 27.16. Прирельсовый склад цемента вместимостью 2900 т (линейные размеры даны в мм):

1 - пневмоподъемник цемента (эрлифт); 2 - затвор секторный к эрлифту; 3 - приемный бункер (парный); 4 - приемный рукав; 5 - установка двухходового выключателя; 6 - концевой патрубок; 7 - выхлопная труба; 8 - гибкий рукав от пневморазгружателя; 9 - пневморазгружатель боковой разгрузки; 10 - соединительная труба; 11 - рукавный фильтр; 12 - установка двухходового выключателя; 13 - пневмовинтовой насос; 14 - секторный затвор к насосу; 15 - бункер; 16 - фильтр; 17 - аэрационное сводообразующее устройство; 18, 19 - установка цементопровода (две секции); 20, 21 - установка цементопровода (одна секция); 22 - пневморазгружатель донной разгрузки

Отличительной особенностью пневматических разгрузчиков нагнетательного и всасывающе-нагнетательного действия от разгрузчиков всасывающего действия является возможность подачи пылевидных материалов на высоту до 35 м непосредственно в силос склада.

Разгрузчик всасывающе-нагнетательного действия (рис. 27.17) состоит из самоходного заборного устройства, гибкого материалопровода, осадительной и смесительной камеры, вакуум-насоса с электродвигателем и шкафа с электрооборудованием. Разгрузчик Т-26, кроме того, оборудован компрессором.

Рис. 27.17. Схема пневматического разгрузчика всасывающе-нагнетательного действия:

1 - самоходное заборное устройство; 2 - материалопровод; 3 - сигнализатор уровня; 4 - осадительная камера; 5 - продувочное устройство; 6 - воздухопровод; 7 - вакуум-насос; 8 - смесительная камера

Для вертикального транспортирования цемента из межрельсовых приемных бункеров в силосы склада используются пневматические винтовые подъемники (табл. 27.22). Пневматические винтовые подъемники состоят из приемной камеры, консольного напорного шнека, смесительной камеры с аэроднищем, обратного клапана, сварной рамы и электродвигателя.

Таблица 27.22

Техническая характеристика пневматических винтовых подъемников

Показатели	Пневматические винтовые подъемники
	ТА-20	ТА-21	ТА-19 (С-1041)	ТА-15 (С-1008)
Подача, т/ч	20	36	60	100
Высота подачи, м	35	35	35	35
Внутренний диаметр материалопровода, мм	100	130	130	150
Расход сжатого воздуха, м3/мин	3,5	5,6	8	12
Рабочее давление воздуха в смесительной камере, МПа	0,12	0,12	0,12	0,12
Электродвигатель привода шнека: тип мощность, кВт	АО2-62 14	АО2-71-6 17	АОП2-71-6 22	AО2-82-6 40
частота вращения, с-1	16,7	16,7	25	16,7
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота	2000 710 820	2150 710 920	2150 710 920	2600 710 1250
Масса, кг	510	670	670	1350

Подача цемента по вертикали (на высоту до 35 м) аэрированного цемента происходит в результате избыточного давления, создаваемого компрессором. Для транспортирования цемента и минерального порошка от силосов склада в расходные бункеры смесительных установок применяются при дальности подачи до 20 м винтовые подъемники, до 150 м - струйные насосы, до 400 - пневмовинтовые насосы, до 500 и более - камерные насосы.

Одним из недостатков пневматических винтовых насосов (табл. 27.23) является низкий срок службы быстроходных напорных шнеков (500-1000 ч непрерывной работы). Износ значительно увеличивается при повышении давления в смесительной камере. В целях снижения давления в смесительной камере и увеличения долговечности быстроизнашивающихся элементов разработана усовершенствованная конструкция пневматического винтового насоса ТА-14А с эжекционной насадкой.

Таблица 27.23

Техническая характеристика пневматических винтовых насосов

Показатели	Пневматические винтовые насосы
	К-287С	ТА-14	ТА-14А	К-97С	К-137С	НПВ-36-4	НПВ-63-2	НПВ-63-4	НПВ-ПО-2
Подача, т/ч	10	36	36	60	125	36	63	63	110
Дальность подачи, м	-	200	200	200	200	400	200	400	200
В том числе по вертикали, м	-	30	30	30	30	30	30	30	30
Рабочее давление воздуха, МПа: перед форсунками в смесительной камере	- -	0,3 9,2	0,3 0,16	0,4 -	0,4 -	0,4 0,3	0,4 0,2	0,4 0,3	0,4 0,2
Расход сжатого воздуха, м3/мин	9	18	15	30	54	25	22	41	38
Диаметр материалопровода, мм	100	140	140	185	250	140	150	180	200
Диаметр напорного шнека, мм	100	140	140	200	250	180	180	200	220
Мощность электродвигателя, кВт	13	30	30	55	100	75	55	160	110
Частота вращения шнека, с-1	-	16,7	16,7	-	-	16,7	16,7	16,7	16,7
Габариты, мм: длина ширина высота	2830 520 660	2420 640 870	3320 640 870	2730 750 1000	3370 800 1100	4187 660 1100	4135 660 1100	4455 700 1065	4155 700 1065
Масса, кг	925	930	980	1805	2460	2252	2150	3030	2940

Пневматический винтовой насос с эжекционной насадкой (рис. 27.18) состоит из приемной камеры; напорного быстроходного шнека, который приводится в действие от электродвигателя; бронзовой гильзы; смесительной камеры с обратным грузовым клапаном; эжекционной насадки с соплом для подачи сжатого воздуха через микропористую перегородку в смесительную камеру.

Рис. 27.18. Схема пневматического винтового насоса ТА-14А с эжекционной насадкой:

1 - приемная камера; 2 - гильза; 3 - напорный шнек; 4 - смесительная камера; 5 - обратный клапан; 6 - конфузор; 7 - смесительный участок; 8 - диффузор; 9 - микропористая перегородка аэроднища; 10 - сопло; 11 - электродвигатель

Пневматические камерные насосы (табл. 27.24) предназначены для транспортирования сыпучих материалов при высоких рабочих давлениях в резервуаре на расстояние до 1000 м. Пневматический камерный насос состоит из одного или нескольких герметически закрывающихся резервуаров, каждый из которых имеет сверху загрузочное отверстие. Резервуары оснащаются системами воздухопроводов и контрольно-измерительными приборами.

Таблица 27.24

Техническая характеристика пневматических камерных насосов

Показатели	Пневматические камерные насосы
	Насос склада СБ-33	К-2-305	ТА-23	К-1945	К-1955	ТА-28
Тип	Однокамерный					Двухкамерный
Подача, т/ч	До 16	10	30	40	60	100
Дальность подачи цемента, м: по горизонтали по вертикали	50 20	200 35	300 25	200 35	200 35	1000 50
Расход сжатого воздуха, м3/мин	3-6	5	15	17	25	100
Рабочее давление воздуха, МПа	0,2-0,3	0,4-0,6	0,4-0,6	0,4-0,6	0,4-0,6	0,4-0,6
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота	1200 1200 1450	1810 1660 2750	3825 1100 1600	4520 2325 3340	4885 2560 3670	6000 3700 5500
Масса, кг	370	1322	1600	3478	4483	17000

Камерные насосы (рис. 27.19) относятся к пневмотранспортному оборудованию циклического действия. По способу выгрузки камерные насосы бывают с верхней и нижней подачей материала. Из условия исключения возможных «завалов» в транспортном трубопроводе верхняя выгрузка предпочтительнее. Однако при выгрузке сыпучих материалов, которые плохо поддаются аэрации, а также с учетом конструктивных и технологических особенностей в отдельных случаях применяется нижняя выгрузка материалов.

Струйные насосы (табл. 27.25) используются при транспортировании цемента и минерального порошка на расстояние до 150 м.

Таблица 27.25

Техническая характеристика струйных насосов

Показатели	Насос конструкции
	ЦНИИОМТП	Гидропроекта
Максимальная подача, т/ч	25	40
Наличие смесительной камеры и диффузора	+	-
Дальность подачи, м	150	150
Высота подачи, м	25	30
рабочее давление сжатого воздуха, МПа	0,2-0,4	0,3-0,4
Диаметр материалопровода, мм	150	150; 175;200
Расход сжатого воздуха, м3/мин	10	20;25;30
Масса, кг	212	450

Струйный насос включает в себя корпус, регулирующее сопло, интенсифицирующую камеру с обратным клапаном и аэроднищем, диффузор. Наличие диффузора обеспечивает повышение в 1,5 раза к.п.д. струйного насоса. Обратный клапан предотвращает прорыв сжатого воздуха в силос. Использование вместо обратного клапана роторного питателя связано с дополнительными энергетическими затратами, а также дополнительным износом узлов, работающих в абразивной среде. Принципиальное отличие струйного насоса конструкции Гидропроекта им. Жука состоит в наличии сопла с запорным устройством, предотвращающим попадание цемента внутрь воздухонагнетательной системы.

Рис. 27.19. Камерный насос склада СБ-33:

1 - клапан для сброса воздуха; 2 - загрузочный патрубок; 3 - затвор; 4 - пружинная подвеска; 5 - смотровой люк; 6 - аэроднище