Основы проектирования асфальтобетонного завода

 

Необходимое число прожекторов:

 

             n = F / f ,шт ,       (1.45)

 

где    f - световой  поток данного типа прожектора а пределах угла рассеивания, лм, принимаемый из технической характеристики ламп накаливания.

 

      Мощность всех прожекторов:

 

∑Nh = n * w, кВт,    (1.46)

 

где w – мощность лампы для данного прожектора ( w=0,5-1,0 кВт).

 

Определяем  общую требуемую мощность. Вычисляем  расчетную мощность, необходимую для выбора силового оборудования, по формуле:

 

Np = N_н * Кп / (η * cosj) =13000*1,05/(0,9*1)=15166,7 кВт ,     (1.47)

 

             где К_п - коэффициент, учитывающий потери в сети, равный 1,05-1,10;

                      η - КПД установки, равный 0,85 -0,95;

                      cosφ- коэффициент мощности, равный 0,75 - 1,0.

 

Источниками электроснабжения могут быть передвижные  электростанции и стационарные. Принимаем стационарные, ток которых поступает по высоковольтным линиям электропередач.

Количество понижающих трансформаторных подстанций Птр определяем по формуле:

 

Птр= Np/Nтр = 15166,7 /5000 ≈ 3 шт.     (1.48)

 

 

 

 

 

 

1.5.3.Расчет потребности в сжатом воздухе

 

Компрессорное отделение на асфальтобетонных заводах  обеспечивают сжатым воздухом выполнение следующих операций: распыление топлива через форсунки, работу пневматических инструментов, пневмотранспортирование минерального порошка, работу систем автоматики.

Суммарная потребность  в сжатом воздухе на АБЗ:

 

V = V₁ + V₂ + V₃ = 16,8 +11,37 +11,84 =40,01 м³/мин ,             (1.49)

 

где V₁ - расход сжатого воздуха на распыление топлива у форсунок; V₂- то, же на пневматический транспорт минерального порошка; V₃ -то, же на работу пневматических инструментов.

 

Расход сжатого  воздуха на распыление топлива у форсунок:

 

V₁ = 0,02* n* v₁ *q_Ф*К= 0,02* 4*0,7*300*1=16,8 м³/мин,     (1.50)

 

             где v₁ - удельный расход воздуха на распыление топлива форсункой (v₁=0,7-1,0 м³/кг топлива);

            n - количество форсунок различного типа, работающих на заводе (n = 4, т.к. количество смесителей - 2); 

      q_ф - расход топлива форсунками за 1 час работы, кг (q_ф= 300 кг/ч);

     К - коэффициент одновременности,  равный при работе двух форсунок 1,0;

 

Расход   сжатого   воздуха   на   пневматический   транспорт   минерального   порошка определяют по формуле:

 

V₂ = 0,02*Q / (3,6 * γ * μ) =0,02*140*1000/(3,6*1,8*38) = 11,37 м³/мин,    (1.51)

 

где Q - производительность пневмоустановки, т/ч (Q=140 т/ч);

       γ – плотность воздуха, кг/м³ (для нагнетающих устройств γ = 1,8 кг/м³);

       μ - массовая концентрация смеси порошка с воздухом, кг/кг (μ = 38).

 

Расход сжатого  воздуха на работу пневматических инструментов:

 

V₃ = ∑(v_м *n_м* К) = 1,6*2*1+1*2*1+1,7*2*1+1,2*3*0,9= 11,84 м³ / мин,     (1.52)

 

где v_м – расход воздуха, равен 2-3,5м3/мин (определяется из технической характеристики механизма);

                    nм – количество механизмов данного типа;

                     К – коэффициент одновременности.

Расчетный суммарный  расход сжатого воздуха составит:

 

Vр = К_n*[0,02*(V₁+V₂+V₃)]=1,6*[0,02*(16,8 +11,37 +11,84)] =1,28 м³/мин,    (1.53)

 

где К_Н - коэффициент учитывающий потери воздуха в компрессоре и воздуховоде

                (К_n=1,6).

Потребность Vр может быть покрыта либо одним компрессором, либо несколькими.

Для стационарных АБЗ следует применять стационарные компрессоры.

Приближенный  диаметр воздухопровода может быть определен по формуле:

d_ср= 3,18√V_в^расч, см,  (1.54)

где d_ср – внутренний диаметр трубопровода, см

V_в^расч- количество воздуха, проходящего по расчетному участку трубопровода, м³/мин

 

Длину трубопровода принимаем самостоятельно.

Длина воздухопровода принимается 200 м. Внутренний диаметр трубы 46 мм.

Принимаем компрессор марки ВК - 3/6, с производительностью 3 м³ /мин

 

1.5.4. Расчет потребности в воде

 

      На АБЗ вода расходуется на различные нужды: хозяйственно-питьевые, бытовые, производственные и противопожарные.

       Общий расход воды за смену:

 

Q=q₁+q₂+q₃+q₄,       (1.55)

 

где q1, q2, q3, q4 - расход воды соответственно на питьевые, бытовые, производственные и противопожарные нужды.

                                        Сменная потребность в воде на хозяйственно-питьевые нужды равна:

 

                             q_l=р*n*Кн = 29*25*3 =2175л/смену,       (1.56)

 

          где р - количество работников на заводе (р = 24-29 человек);

                n - норма потребности в воде на хозяйственно- питьевые нужды на одного работника, принимается равной 25л/смену;

                Кн - коэффициент неравномерности водопотребления, равный 3.

 

Расход воды на бытовые нужды определяют по формуле:

 

q₂= m_l * n_l + m₂ * n₂ = 4 * 200 + 3 * 500 = 2300 л/смену,     (1.57)

 

                       где m₁,m₂ - количество кранов и душевых сеток (m1=3-4, m2=3);  

                              n₁ - норма воды на один кран, равная 180-200л/смену;  

                             n₂   - норма воды на одну сетку, равная 500л/смену.

 

Производственный расход воды может состоять из расхода воды на промывку каменных материалов, поливку территории с целью обеспыливания, приготовление эмульсий, мойку машин и др.

 

Расход воды на промывку щебня, гравия, песка можно  определить по формуле:

 

V₁ =v₁*q_cм =1000*100= 100000 л/смену,      (1.58)

 

где v1 - удельный расход воды, л, на промывку 1 м³ каменного материала, который в зависимости от степени загрязненности материала изменяется от 500 до 1500 л/м³;

                qcм   -   производительность   установки   по   промывке   каменного материала, м³/смену (qcм = 70-130 м³/см).

 

                                            Расход воды на поливку территории завода определяют по формуле:

 

                                                                  V₂ = S*P/m = 2500*2/1 =2500л,     (1.59)

 

где S - площадь, подлежащая поливке, м2;

                Р - норма поливки 1 м² территории за сутки, равная 1,5-4 л/м² ;   

               m - число рабочих смен в сутках, m =2.

 

Расход воды на мойку автомобилей определяют по формуле:

 

V₃ =N * v₃ = 10 * 500 = 5000 л,   (1.60)

 

где   N - количество автомобилей  (10-12);

                 v₃- норма расхода воды на мойку одного автомобиля (500 л).

Суммарный расход воды на производственные нужды равен:

 

q₃ = V₁ + V₂ + V₃ =100000 + 2500 + 5000 = 107500 л    (1.61)

 

Расход воды на противопожарные нужды в литрах за смену для дорожных производственных предприятий с площадью территории менее 100 га определяют, принимая, что на территории предприятия в течение смены не может возникнуть более одного пожара, причем пожар должен быть ликвидирован максимум за 3 часа. При таких допущениях требуемый расход воды составляет 5 л/с.

Общий расход воды на тушение пожара:

 

q₄=3*3600*5=54000 л     (1.62)

 

     Суммарный расход воды за смену вычислим по формуле (1.55):

 

Q = 2175 + 2300+107500 + 54000 =165975л

 

      Далее вычисляем расчетный расход воды по формуле:

 

Qp = Q*K1 *K2/(3600*T) = 165975* 1,1* 1,15/(3600*8) = 7,3 л/с ,   (1.63)

 

где    K1 - коэффициент неравномерности в течение смены, равный 1,1 -1,6               

          К2- коэффициент, учитывающий утечку воды, равный 1,15 - 1,25;                                       

          Т - продолжительность смены (8,0 ч).

 

       По величине Qp определяют необходимый диаметр водопроводной сети:

 

                          ,          (1.64)

 

 где  v - скорость течения воды в трубах, равная 1-1,5 м/с.

 

                             

 

Окончательно  выбираем трубу с условным проходом 100 мм и наружным диаметром 114 мм.

Для прирельсовых АБЗ источником водоснабжения является местная водопроводная сеть или скважины подземных вод. Выбор источника и определение качества воды рекомендуется ГОСТ 23732 -79 и ГОСТ 2874 - 82 на питьевую воду.

 

 

 

 

 

2. Технологическая часть

 

1. Проектирование прогрессивной технологии приготовления асфальтобетонных смесей

       Важнейшим и завершающим процессом на АБЗ является приготовления асфальтобетонной смеси. Технологический процесс приготовления смеси должен обеспечить получение смеси постоянного состава и высокого качества.

      Основными  условиями получения качественной смеси являются:

      использование  для приготовления асфальтобетонной  смеси исходных материалов стабильного  качества и состава;

      предварительное дозирование песка и щебня до поступления в сушильный барабан;

      тщательная  рассортировка песка и щебня  после сушильного барабана строго по фракциям, исключая наличие одной фракции в другой;

      точное  дозирование каждой фракции минеральных составляющих смеси – щебня, песка, минерального порошка, циклонной пыли;

      точное  дозирование битума и добавок  поверхностно-активных веществ;

      обеспечение  заданного температурного режима  исходных компонентов и асфальтобетонной  смеси;

      интенсивное  перемешивание, обеспечивающее получение однородной смеси;

      автоматизация  технологического процесса приготовления  асфальтобетонных смесей.

      Технологический  процесс приготовления асфальтобетонных  смесей на АБЗ включает следующие операции: выгрузка из транспортных средств и хранение исходных материалов на складах; внутризаводская транспортировка материалов; обезвоживание и нагрев органических вяжущих материалов до расчетной температуры; высушивание и нагрев щебня, песка, минерального порошка; разделение просушенного и нагретого песка и щебня по размерам; дозирование и перемешивание отдозированных материалов с горячим битумом; выгрузка готовой смеси в автомобили или накопительные бункера.

      В состав  АБЗ входят следующие цехи: транспортно-складской  для доставки, разгрузки, хранения и выдачи щебня, песка, минерального порошка; битумный – для разгрузки, хранения, нагрева и обезвоживания битума; асфальтосмесительный – для высушивания и нагрева щебня, песка и смешивания компонентов, временного хранения и выдачи готовой а/б смеси; энергетический и ремонтно- механические мастерские – для снабжения потребителей электроэнергией и ремонта оборудования.

      Исходные  материалы для приготовления  асфальтобетонных смесей поступают  на завод железнодорожным или  автомобильным транспортом, разгружаются с использованием специальных механизмов и разгрузочных устройств и направляются в соответствующие секции складов и хранилищ. Все операции по разгрузке и складированию материалов полностью механизированы.

      Схема  подачи исходных материалов к смесительной установке приведена в приложении 1.

      Принципиальная  схема технологического процесса  приготовления асфальтобетонных  смесей приведена в приложении 2.

      Со склада  щебня и песка материалы подают  одноковшовым погрузчиком на  пневмоходу в отсеки бункера агрегата питания 1, который обеспечивает подачу щебня и песка на холодный ковшовый элеватор 2, а снега в сушильный барабан 3. В агрегате питания происходит предварительное дозирование по объему холодного и влажного материала. Равномерная его подача способствует стабильности процесса сушки и нагрева, бесперебойной работе смесительного агрегата.

      Сушильный  агрегат включает сушильный барабан  с топкой и форсункой, бак  с подогревом мазута.

      Агрегат  обеспыливания 4 задерживает пыль, не давая ей вылетать в атмосферу.

      Смесительный  агрегат 6 включает горячий ковшовый  элеватор 5, плоский вибрационный  грохот, на котором осуществляется сортировка высушенных и нагретых каменных материалов по фракциям и подача в “горячие” бункера с отсеками, весовой бункер дозировочного отделения и смеситель.

  Минеральный порошок  из силосной емкости 9 подается  в бункер дозатора минерального  порошка и, после дозирования  соответствующей порции с помощью  шнека, в смеситель. Силосная  емкость 9 загружается пневмотранспортом из цементовозов.

    Из битумохранилища  12 подогретый до температуры 90°С битум подается насосной установкой по обогреваемому битумопроводу в битумонагревательную установку 11, для обезвоживается и нагревается до рабочей температуры 140 - 160°С, затем в цистерны с электронагревом 10 и в дозирующее устройство, из которого строго отдозированная порция битума подается в смеситель 6.