8. Технологический процесс приготовления асфальтобетонной смеси.
8.1 Характеристика асфальтосмесительной установки
Основное технологическое оборудование: - асфальтосмесительная установка.
Марка: ДС-168
Паспортная производительность, т/ч - 160
Производительность номинальная, т/ч:
-при влажности материалов песка и щебня до 10%:
с учетом разности температур на входе и выходе 140 °С - 100
-при влажности материалов песка и щебня до 3%:
Агрегат питания:
Количество бункеров агрегата питания, штук - 5.
Общая вместимость бункеров агрегата питания, м3 - 80
Тип предварительного дозирующего устройства: объемный Производительность агрегата питания, т/ч:
Минимальная: 15
Максимальная: 160
Сушильный агрегат (противоточный):
Максимальная температура нагрева материалов (песка, щебня), 160-250 °С: Вид основного топлива: природный газ
Сортировочное устройство:
Тип сортировочного устройства (грохота) - эксцентриковый
Количество сортируемых фракций, штук - 4
Размеры фракции, мм: 0-5; 5-10; 10-20; 20-40.
Вместимость бункера горячих материалов, м3 – 5,2
Вместимость бункера негабарита и излишков, м3 - 1,3
Вместимость силоса минерального порошка, м3 - 2шт х 32,5=65 Вместимость бункера минерального порошка, м3 - 0,66
Дозаторы:
Весовой тензометрический цикличный дозатор горячих материалов для взвешивания фракций песка и щебня:
Максимальная загрузка, кг - 2300
Минимальная загрузка, кг -46
Пределы допускаемой погрешности, % 2
Весовой тензометрический дозатор минерального порошка
Наибольший предел дозирования, кг - 182
Наименьший предел дозирования, кг - 3
Пределы допускаемой погрешности, % 1,5
Весовой тензометрический дозатор битума
Предел дозирования, кг - 120
Пределы допускаемой погрешности, % 1,5
Подача битума в мешалку: принудительно битумной насосной установкой типа ДС-134А
Битумная установка: Схема работы: в автоматическом режиме Номинальная производительность: 30т/ч
Максимальная температура битума, подаваемого в смеситель, 0С: до +150.
Смеситель.
Тип смесителя: периодического действия
Вес одного замеса, кг - 2000
Агрегат готовой смеси:
Количество секций термобункера готовой смеси – 2 шт.
Вместимость большого термобункера, - 60 м3
Вместимость малого термобункера, - 20 м3
Пылеулавливающая установка:
Количество ступеней очистки – 3 шт.
Тип первой ступени очистки: пылеосадительная камера сушильного барабана.
Эффективность пылеулавливания первой ступени - 55%
Тип второй ступени очистки: блок высокоэффективных циклонов (10 циклонов).
Эффективность пылеулавливания второй ступени - 90%
Тип третьей ступени очистки: узел мокрой пылеочистки со скруббером Вентури, каплеуловителем и оборотным водоснабжением
Эффективность пылеулавливания третьей ступени - 99,85%
Способ утилизации пыли: возврат в технологический цикл приготовленияасфальтовых смесей.
-Битумное хозяйство
Для приема и хранения битума 12 емкостей общей загрузкой 840 т
Рабочие емкости 4 штуки общей загрузкой 120 т.
-Склад каменных материалов
Открытые площадки без твердого покрытия с обеспеченным поверхностным водоотводом
8.2. Подготовка асфальтосмесительной установки к работе.
Автоматическая программа смесительной установки управляет технологическими процессами приготовления асфальтобетонных смесей. Перед запуском смесительного комплекса необходимо проведение следующих видов работ:
-все двери (люки) для инспекционных осмотров и техсервисных работ должны быть закрыты;
- двери на горячем, холодном и смесительном элеваторах запираются дополнительно на замок;
- дверка для инспекционных и техсервисных работ на смесительной установке запирается на замок;
-перед загрузкой секторов горячего материала следует попробовать открыть затвор, чтобы удостоверится, что секции пустые. В случае наличия минерального материала, не имеющего необходимую температуру, его необходимо удалить;
- дозаторы заполняются согласно заданной рецептуре;
- при загрузке дозатора из бункера проверяется уровень заполнения бункеров, а при необходимости бункер догружается;
- битумное хозяйство проверяется на необходимое его количество и нужную температуру, а при необходимости битум дополняется;
- проверяется хранилище топлива на достаточное его количество, а при
необходимости топливо дополняется;
- проверяется уровень заполнения инертного материала в бункере, а при необходимости он дополняется;
- все затворы отгрузочного бункера необходимо опробовать закрыть и открыть(только когда секции пустые);
-включенные для ремонтно - сервисных работ части, и участки комплекса дублируются для проведения их в рабочее состояние до общего запуска комплекса.
8.2.1. Запуск установки.
После окончания работ и устранения замеченных неполадок производится запуск установки по следующей схеме:
- включают все главные включатели;
- включают сжатый воздух и доводят давление до 6 бар. В случае падения давления все вентили, запоры и т.д. пневматического действия принимают положение - закрыто;
- включают отопление трубопроводов и агрегатов (в случае их ежегодного отключения) и проводят разогрев в течение 20 мин;
- регулируя температурные датчики битума, обеспечивают заданный диапазон температур;
- подают акустический сигнал с установлением время «покидания» опасной зоны;
Далее необходимо осуществить следующее:
- запуск грохота;
- запуск горячего элеватора;
- подача заполнителя;
- запуск сушильного барабана;
- запуск сбрасывающего транспорта и виброжелоба;
- запуск фильтра очистки со шнековыми транспортерами грубой фракции и собственного заполнителя;
- запуск вентилятора газовых отходов;
- запуск вентилятора грохота.
Для запуска горелки сушильного барабана необходимо осуществить следующее:
- включается подача топлива для горелок;
- начинает работать воздуходув;
- по истечению заданного времени продува сушильного барабана происходит включение горелки на наименьшей мощности;
- разогрев фильтра на самой низкой мощности (30%);
- поддержание заданной величины низкого давления (5-15 мм вод.ст.) на торце барабана со стороны горелок с помощью дросселя вентилятора газообразных отходов.
8.3 Подготовка исходных материалов
Подача щебня по фракциям и песка со складов в накопительные бункера осуществляется фронтальными погрузчиками. При погрузо-разгрузочных работах следует следить за сегрегацией (разделение мелких и крупных зерен за счет скатывания последних к основанию конуса) материала, чтобы она была минимальная.
Накопительные бункера с питателями-дозаторами обеспечивают равномерное поступление материалов в сушильный барабан в заданном рецептном отношении при помощи объемного дозирования. При этом грубое дозирование осуществляется регулировкой шиберной заслонкой питателя, тонкое дозирование - изменением скорости вращения привода питателя. Необходимое количество материала контролируется для обеспечения бесперебойной работы питателей-дозаторов.
Сушильный барабан удаляет из минеральных материалов влагу и нагревает их до рабочей температуры, при которой обеспечивается наиболее полная обволакиваемость поверхности минеральных частиц битумом при наименьших затратах энергии и времени на перемешивание их в смесителе и, в тоже время, сведены к минимуму структурные изменения в битуме (старение) от воздействия чрезмерно-высоких температур. Влажность материала после сушильного барабана должна быть не более 1 %.
Контроль за температурой каменных материалов осуществляется при помощи температурных датчиков:
- датчик температуры горячих каменных материалов, установленный в
разгрузочной течке;
- датчик температуры отходящих дымовых газов, установленный в газоходе на выходе из сушильного барабана.
Оптимальная температура нагрева минеральных материалов при перемешивании с битумом зависит от марки битума и определена требованиями ГОСТ 9128-97 (табл. 8) или значениями приведенными в таблице 7.1.
Учитывая, что после сушильного барабана нагретые материалы, до поступления в смеситель, проходят еще несколько технологических операций, происходит его остывание. Величина остывания зависит от температуры воздуха, скорости ветра и может составлять от 10 0С летом и до 35 0С в холодное время сезона. В связи с этим необходима корректировка. Для этого в начале смены делается 5 - 6 сухих замесов при работе установки в ручном режиме. Каждый сухой замес выгружают в автомобиль - самосвал и после замера температуры минеральный материал транспортируется на склад инертных материалов.
Ориентировочно температуру минеральных материалов на выходе из сушильного барабана назначаем, пользуясь данными табл. 5.
Таблица 5.
Температурные режимы приготовления асфальтобетонных смесей для битума
БНД 90/130
Марка битума
|
Температура, °С
|
|
битум, поступающий в мешалку
|
Минер. материалы на выходе из сушильного барабана
|
Асфальтобетонная смесь на выходе из смесителя
|
БНД-90/130
|
130-150
|
165-185
|
140-150
|
Регулирование температуры минеральных материалов осуществляется регулированием топочного режима горелки и изменением интенсивности подачи минеральных материалов в сушильный барабан.
При настройке и регулировании температурного режима следует иметь в виду, что 60% тепловой энергии тратится на высушивание материала, а 40% на их последующий разогрев до рабочей температуры. Повышенная влажность, особенно мелкого заполнителя, увеличивает расход топлива на его просушку. В табл. 6. приведены сравнительные данные по расходу топлива на сушку минеральных материалов при различной влажности.
Таблица 6
Влажность материала, % по массе
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
Расход топлива на 1т материала, м3
|
7,31
|
8,5
|
9,7
|
10,8
|
12,0
|
13,1
|
14,2
|
15,3
|
16, 6
|
Затраты энергоресурсов на 1т материала, Мдж/т
|
217
|
252
|
287
|
320
|
355
|
388
|
421
|
453
|
491
|
Расход топлива в % (за 100% принят расход на сушку при влажности материалов 3%)
|
86
|
100
|
114
|
127
|
141
|
154
|
167
|
180
|
195
|
При большой влажности материалов уменьшается подача каменных материалов в сушильный барабан с тем, чтобы обеспечить полное удаление влаги (не более 0,5%), при этом корректируется время рабочего цикла установки (увеличивается время операции по взвешиванию минеральных материалов). При этом снижается сменная производительность установки. Зависимость между влажностью исходных материалов и производительностью сушильного барабана приведена в табл. 7
Таблица 7
Влажность материала, % по массе
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
Производительно сть сушильного барабана, %
|
126
|
100
|
83
|
71
|
60
|
56
|
52
|
45
|
41
|
Примечание: 1. за 100% принята производительность при влажности материала 3%.
Для обеспечения полного сгорания топлива с максимальной теплоотдачей оператор асфальтосмесительной установки поддерживает оптимальный топочный режим, регулируя подачу первичного и вторичного воздуха, а также подачу топлива. Оператор управляющий работой асфальтобетонной установки обучен и аттестован по правилам работы в газовом хозяйстве и допущен к производству газоопасных работ в части розжига.
Нормальное горение форсунки характеризуется ярким ослепительным пламенем и отсутствием дыма и копоти в отработанных газах.
Сортировка (разделение по фракциям) горячей смеси щебня и песка производится на грохоте эксцентрикового типа. На грохоте установлены просечные сита с круглыми отверстиями следующих диаметров: 25мм, 50мм; а также просечные сита с прямоугольными отверстиями, размеры сторон отверстий равны: 6х35мм, 9х45мм. При сортировке каждая фракция поступает в свой отсек горячего бункера. Щебень крупнее 40мм поступает в отдельный бункер негабарита, из которого выгружается в автотранспорт и убирается из технологии приготовления асфальтовой смеси. На стадии грохочения оператор контролирует заполнение горячих бункеров.
Подача минерального порошка в расходный силос (бункер) осуществляется пневмоспособом из цементовоза. При этом поставка минерального порошка цементовозом осуществляется с периодичностью 1 раз в сутки. Расходный бункер представляет собой устройство силосного типа, состоящее из 2-х силосов объемом по 32,5 м3 каждый. Подача минерального порошка из силоса в весовой тензометрический дозатор осуществляется следующим образом: лопастным питателем минеральный порошок подается на шнековый питатель. Шнековым питателем минеральный порошок разгружается в вертикальный элеватор минерального порошка. Из элеватора минеральный порошок поступает в весовой тензометрический дозатор минерального порошка и оттуда шнековым питателем отдозированный минеральный порошок подается в смеситель.
Для подачи обводненного битума из подземного битумохранилища в битумные котлы его предварительно разогревают до температуры 95 °С. Подогрев битума в битумохранилище осуществляется при помощи паровых регистров. Забор битума осуществляется непосредственно из битумохранилища (без приямка). В месте забора битума битумным насосом устанавливается один электронагреватель мощностью 16кВт для нагрева битума до 95 °С. Нагретый до температуры 95 С, битум поступает в комплекс подготовки битума, состоящий из 7-ми битумных котлов соединенных между собой битумопроводами. В комплексе подготовки битума происходит его обезвоживание и нагрев до рабочей температуры, указанной в рецепте для данной конкретной асфальтобетонной смеси. При сильном обводнении битума в битумные котлы добавляется пеногаситель. При этом время выпаривания составляет 6-12 часов в зависимости от степени обводненности битума. Примечание: 1. Дозировка пеногасителя:
СКТН (2-3 капли на 10 тонн)
ПМС-200А (2-3 капли на 10 тонн)
Нагретый до рабочей температуры битум используется в течение 5 часов. В случае перерыва в работе на срок до 12 часов температура вязких битумов снижается до 80 °С.
Битумные котлы оборудованы электронагревателями открытого типа для разогрева битума. Полезная вместимость битумных котлов составляет 7х16м3=112м3.
Нагретый до рабочей температуры битум битумной насосной установкой типа ДС-134А перекачивается в расходные (рабочие) битумные котлы асфальтосмесительной установки ДС-168. В расходных котлах поддерживается рабочая температура битума. При этом три битумных котла оборудованы масляными змеевиками для разогрева битума. Для нагрева циркулирующего в змеевиках масла используется нагреватель жидкого теплоносителя КДМ-2046 с газовой горелкой. В качестве топлива используется природный газ. В четвертом котле (жаротрубном нагревателе битума) разогрев битума осуществляется горячими газами от встроенной газовой горелки. В этом же котле осуществляется дозирование ПАВ и перемешивание битума с ПАВ при помощи насоса-смесителя принудительного действия.
Полезная вместимость расходных битумных котлов асфальтосмесительной установки ДС-168составляет 4х25м3=100м3.
Окончательное дозирование всех компонентов асфальтобетонной смеси обеспечивает полное соответствие дозировке утвержденным к производству рецептам. На асфальтосмесительной установке ДС-168 предусмотрены весовые тензометрические дозаторы. Дозаторы обеспечивают допустимую погрешность дозирования песка и фракций щебня +3%, минерального порошка и битума + 1,5%.
Подача битума в смеситель осуществляется через струйные форсунки при помощи битумной насосной установки типа ДС-134А.
Рис. 2 Схема технологического процесса
Технологическая схема процесса
Примечание. 1. Количество замесов за восьми часовую смену при коэффициенте использования смесителя по времени Кв=0,85 (12х3600х0,85)/95 = 386,5 замесов
2. Сменная производительность установки при массе замеса 2000 кг равна 773т
Рис.3. Циклограмма работы смесительной установки по приготовлению мелкозернистой плотной асфальтобетонной смеси.
Технологический процесс производства асфальтобетонной смеси
Таблица 8
Стадия технологического процесса
|
Наименование операции
|
Номер позиции
|
1
|
2
|
3
|
Складирование минерального материала
|
Доставка каменных материалов и пофракционное складирование
|
1
|
Транспортирование минерального материалов в систему предварительного дозирования
|
2
|
Предварительное дозирование
|
Дозирование минерального материала с помощью ленточного дозатора
|
|
Транспортирование минерального материала сборным конвейером
|
4
|
Подача ленточным транспортером минерального материала в сушильный барабан
|
5
|
Просушивание, нагрев и сортировка минерального материала
|
Прохождение минерального материала через загрузочное устройство сушильного барабана
|
6
|
Просушивание и нагрев минерального материала в сушильном барабане
|
7
|
Подогрев материального материала осуществляется с помощью газовой горелки
|
8
|
Транспортирование горячего материала горячим элеватором
|
9
|
Просеивание горячего минерального материала на грохоте
|
10
|
Распределение фракционированного горячего минерального материала по секциям бункера
|
11
|
Подготовка минерального порошка (собственного заполнителя)
|
Запыленные газы из сушильного барабана проходят очистку
|
21
|
Чистый газ выбрасывается в атмосферу
|
20
|
Пыль после фильтрации используется в технологическом процессе
|
22
|
Складирование привозного заполнителя в силосах агрегата минерального порошка
|
16
|
Подготовка битума
|
Складирование битума
|
12
|
Нагрев битума маслонагревательной станцией
|
13
|
Приготовление асфальтобетонной смеси
|
Пофракционное дозирование горячего минерального материала
|
14
|
Подача отдозированного горячего минерального материала в смеситель
|
14
|
|
Подача отдозированного заполнителя в смеситель
|
15
|
|
Дозировка добавки PR PLAST.S
|
15
|
|
Сухое перемешивание минеральных материалов
|
18
|
Дозирование согласно рецептуре битума
|
17
|
Подача отдозированного битума в смеситель
|
17
|
Приготовление асфальтобетонной смеси
|
«Мокрое» перемешивание смеси минеральных материалов с битумом
|
18
|
Отгрузка асфальтобетонной смеси
|
Подача асфальтобетонной смеси в соответствующий отгрузочный бункер
|
22
|
Загрузка асфальтобетонной смеси из-под соответствующего отгрузочного бункера
|
23
|
Управление технологическим процессом
|
Система управления установки, включающая контроль, аварийную сигнализацию, сигнализацию дефицита и т. п.
|
19
|
Оборудование и средства измерений, используемые для контроля и соблюдения технологических режимов.
I - температурный датчик (термопара) на выходе отводных газов;
- температурный датчик (пирометр) на выходе высушенных и нагретых
материалов из сушильного барабана;
- температурный датчик на битумных емкостях;
IV - весовые тензорезисторные датчики горячих материалов для взвешивания фракций щебня и песка;
V - весовые тензорезисторные датчики для взвешивания минерального порошка;
VI - весовые тензорезисторные датчики для взвешивания битума;
VII - температурный датчик (пирометр) на выходе из мешалки.
|
