Аннабердиев А.Х.-М., Горелов С.В., Саенко С.С. Проектирование АБЗ

11

H – высота отвала, м;

пр

k

– поправочный коэффициент к объѐму призмы волочения, зависящий от

соотношения ширины B и высоты H, а также физико-механических свойств раз-

рабатываемого грунта:

H/B

0,15

0,3

0,35

0,4

0,45

пр

k

для связных материалов

1,43

1,25

1,18

1,1

1,06

пр

k

для несвязных материалов

0,87

0,83

0,8

0,77

,067

в

k

– коэффициент использования машины по времени,

в

k

=0,75-0,85;

ц

T

– продолжительность рабочего цикла, с,

,ttttТ

вспxxpxнц

здесь

н

t

– время набора материала, с,

;

6,3

1

V

L

t

н

L

– длина пути набора,

н

L

=6-10 м;

V

1

– скорость на первой передаче, V

1

=5-10 км/ч;

рх

t

– время перемещения грунта, с,

;

6,3

1

V

L

t

px

здесь

L – дальность транспортировки, м;

V

2

– скорость на второй передаче, V

2

=6-12 км/ч;

хх

t

– время холостого хода, с,

;

)(6,3

3

V

LL

t

н

xx

здесь

V

3

– скорость на третьей передаче, V

3

=7-15 км/ч;

p

k

коэффициент разрыхления,

;1,1k

p

всп

t

– вспомогательное время,

всп

t

=20 с.

Таблица 4.4

Технические характеристики бульдозеров

Тип и марка ма-

шины

Мощность

двигателя,

кВт

Отвал

размеры, мм

угол попереч-

ного перекоса

заглубле-

ние, мм

ТС-10

132

3240 1100

12

450

ДЗ-171.1

125

3200 850

12

390

ДЗ-130

88

2520 800

12

330

12

5. Битумохранилище

5.1. Назначение размеров битумохранилища ямного типа.

Битумохранилища предназначены для долговременного или кратковремен-

ного хранения битума, нагрева его до температуры текучести и выдачи в биту-

монагревательные котлы.

Битумохранилище представляет собой резервуар вместимостью 100…3000 т

(рис. 5.1).

Рисунок 5.1. Схема битумохранилищ:

А – односекционное; Б – двухсекционное; В – односекционное с центральным

приямком;

1 – основной отсек, 2 – приямок

При определении требуемой вместимости битумохранилища значение запа-

са единовременного хранения битума (см. табл. 2.4) округляют до 250, 500,

1000т и т.д. При емкости 500 т и выше следует принимать битумохранилище

двух- или трех секционным, что дает возможность снизить затраты на подготов-

ку битума, одновременно хранить битум нескольких марок, а также увеличить

надежность сооружения.

Средняя площадь битумохранилища:

,

h

E

F

м

2

, (5.1)

где E–ѐмкость битумохранилища, м

3

;

h–высота слоя битума, h = 1,5 ÷ 4 м.

Затем, исходя из значения строительного модуля, равного трем и отношения

длины L к ширине B битумохранилища, равного

,5,1

B

L

назначают средние

значения длины L

ср

и ширины B

ср

.

1

– течка с шиберным затвором

– направление течения битума

2

А

Б

В

13

В виду того, что стенки битумохранилища устраивают с откосом 1: n

(n = 1,5), размеры его по дну должны быть уменьшены на величину

,

2

)hn(

а

размеры по его бровке увеличены на

.2,0

2

h

n

Полученные результаты оформляются в форме табл. 5.1.

Таблица 5.1

Геометрические парамет-

ры битумохранилища

По дну

По бровке

Длина (L)

Ширина (B)

Примечание. Длина битумохранилища из условия обеспечения разгрузки

железнодорожной цистерны не должна быть меньше длины самой цистерны

(12,2 м).

Размеры приямка определяются исходя из следующих условий:

- форма сечения торцевого приямка горизонтальной плоскостью – квадрат,

центрального приямка – круг;

- глубина приямка (h

приямка

) принимается на 1 ÷ 2 м больше глубины храни-

лища для обеспечения возможности заполнения битумом.

Длина стороны А (диаметр D) приямка, м:

;

приям каб

h

Gn

А

(5.2)

;

4

приям каб

h

Gn

D

(5.3)

где

G

– количество подогреваемого битума, кг/ч;

;1,0

см

ПG

П

см

– производительность выбранного смесителя, кг/ч;

n – количество рабочих смен;

τ – продолжительность рабочей смены, ч;

ρ

б

– плотность битума, кг/м

3

.

5.2. Тепловой расчѐт битумохранилища ямного типа

Разогрев битума в хранилище производят в два этапа:

1-й – разогрев битума донными нагревателями, уложенными на дне храни-

лища до температуры текучести битума, равной 60

о

С.

Так как дно имеет уклон, битум подтекает к приямку.

2-й – разогрев битума в приямке до температуры, при которой возможна его

перекачка насосом – 90

о

С.

Далее нагретый битум насосом перекачивается по трубопроводам в битумо-

плавильные котлы.

14

Количество тепла, необходимое для нагрева битума в хранилище (1-й этап),

ккал/ч:

,

321

QQQQ

хран

(5.4)

где

1

Q

– количество тепла, затрачиваемое на плавление битума, ккал/ч;

2

Q

– количество тепла, затрачиваемое на подогрев битума в хранилище,

ккал/ч;

Q

3

– потери тепла в окружающую среду, ккал/ч.

,

1

GQ

(5.5)

где –скрытая теплота плавления битума, ккал/ч;

30

ккал/кг.

),(

122

хранхран

б

ttGcQ

(5.6)

где

б

С

– теплоѐмкость битума, ккал/кг·

о

С, зависящая от его температуры;

Температура битума,

о

С

Теплоѐмкость битума, ккал/кг·

о

С

30 – 50

0,30 – 0,35

70 – 80

0,35 – 0,40

110 – 130

0,40 – 0,50

t

1

и t

2

– температура битума в начале и конце подогрева,

о

С.

t

1

t

2

Для хранилища

10

60

Для приямка

60

90

Потери тепла при разогреве битума в битумохранилищах происходят от би-

тума через дно и стенки, а также от зеркала битума.

),()(

.3 возд

хран

срзеркалозеркалосрокр

хран

ср

хран

дн

хран

дн

ttFttFQ

(5.7)

где

зеркало

хран

стендн

,

– коэффициент теплоотдачи от битума к дну и стенкам хра-

нилища и от зеркала битума к воздуху соответственно, ккал/м

2

ч

о

С, ккал/м

2

ч

о

С.

Принимаются равными

хран

стендн

= 0,4 ккал/м

2

ч

о

С,

зеркало

= 0,13 ккал/м

2

ч

о

С;

хран

дн

F

– площадь днища битумохранилища, м

2

;

хран

ср

t

– средняя температура битума в хранилище,

о

С.

2

)(

21

хранхран

хран

ср

tt

t

;

срокр

t

.

– температура окружающей среды,

о

С. Принимается равной 10

о

С;

зеркало

F

– площадь зеркала битума в хранилище, м

2

;

возд

t

– температура воздуха,

о

С. Принимается равной 25

о

С.

Количество тепла, необходимое для нагрева битума в приямке (2-й этап),

ккал/ч:

,

54

QQQ

приям к

(5.8)

где Q

4

– количество тепла, затрачиваемое на догрев битума в приямке, ккал/ч;

Q

5

– потери тепла в окружающую среду, ккал/ч.

15

),(

124

приям кприям к

б

ttGcQ

(5.9)

)(

.5 срокр

приямк

ср

приямк

стендн

приямк

стендн

ttFQ

)(

возд

приямк

срзеркалозеркало

ttF

, (5.10)

где

приям к

стендн

– коэффициент теплоотдачи от битума к дну и стенкам приямка,

ккал/м

2

ч

о

С. Принимается равным 0,4 ккал/м

2

ч

о

С;

приям к

стендн

F

– площадь днища и стенок приямка (для торцевых приямков учи-

тываются только стенки, контактирующие с окружающей средой; для внутрен-

него приямка учитывается только площадь днища), м

2

;

приямк

ср

t

– средняя температура битума в приямке,

о

С.

;

2

)(

21

приямкприямк

приямк

ср

tt

t

зеркало

F

– площадь зеркала битума в приямке, м

2

.

5.2.1. Расчет паровой системы нагрева

Расход пара на подогрев битума в битумохранилище и в приямке, кг:

,

q

Q

N

хран

,

q

Q

N

приям к

(5.11)

где q–теплосодержание пара, ккал/кг, q=662,3 ккал/кг.

Поверхность нагрева паровых труб (змеевиков) для нагрева днища битумо-

хранилища и битума в приямке, м

2

:

;

22

21

хранхран

он

хран

н

tt

TT

k

Q

F

,

22

21

приям кприям к

он

приям к

н

tt

TT

k

Q

F

(5.12)

где k–коэффициент теплопередачи через стенки стальных труб регистров. При-

нимается равным 40 ккал/(м

2

ч

о

С);

н

T

–температура насыщенного пара при давлении Р=0,8 МПа,

н

T

=169,6

о

С;

Т

о

–температура конденсата при давлении Р=0,2 МПа, Т

о

=119,6

о

С.

5.2.2. Расчѐт электрической системы нагрева

При электрической системе нагрева разогрев битума в битумохранилище

осуществляют спиральными нагревательными элементами из стальной проволо-

ки диаметром 5 мм, навитой на асбестоцементные трубы (шпалы), которые ук-

ладываются секциями на полу битумохранилища, либо нагревателями заводско-

го производства – нагревателями погружными пластиковыми (НПП) или герме-

тичными оребрѐнными ТЭНами.

16

Необходимая мощность нагревательных секций, кВт:

860

хран

Q

Р

(в хранилище);

860

Q

P

приямк

(в приямке).

5.2.3. Расчѐт масляной системы нагрева

При масляном нагреве часовой расход масла, кг/ч

, (5.13)

где с

м

– удельная теплоѐмкость масла, ккал/(кг·

о

С). с

м

= 0,43-0,5 ккал/(кг·

о

С);

t

м.вх

– температура масла на входе в змеевики битумохранилища,

о

С.

t

м.вх

= 250-270

о

С;

t

м.вых

– температура масла на выходе из змеевиков битумохранилища,

о

С.

t

м.вых

= 60-80

о

С.

6. Расчѐт битумоплавильных установок

После разогрева битума в приямке битумохранилища до 80-90

о

С вяжущее

при помощи битумного насоса перекачивают в битумоплавильную установку

(битумные ѐмкости, оборудованные различными системами нагрева), где осуще-

ствляется обезвоживание битума (при необходимости) и нагрев до рабочей тем-

пературы.

6.1. Определение часовой производительности котла, т/ч:

,

ВНЗ

нвк

к

ttt

kkV

П

(6.1)

где

k

V

– рабочая ѐмкость котла, т. Принимается равной 12, 15 или 30 т;

в

k

– коэффициент использования котла по времени,

9,085,0

в

k

;

н

k

– коэффициент наполнения котла,

;8,075,0

н

k

з

t

– время заполнения котла, ч,

,

н

нk

З

П

kV

t

в

t

– время выгрузки битума, ч,

,

н

нk

В

П

kV

t

н

П

– производительность насоса, т/ч. Принимается равной 30 т/ч;

17

н

t

–время выпаривания и нагрева битума до рабочей температуры, ч.

котёл

Н

Q

Р

t

860

;

Р

котёл

– мощность нагревательных элементов в котле, кВт. Принимается

42 кВт для котла вместимостью 12 т, 51 кВт для котла вместимостью 15 т, 69 кВт

для котла вместимостью 30т;

Q

котёл

– количество тепла, необходимое для обезвоживания и нагрева биту-

ма в котле, ккал/ч,

,

876

QQQQ

котёл

(6.2)

где Q

6

– количество тепла, необходимое для нагрева битума от начальной тем-

пературы

Сt

окотёл

90

1

до рабочей температуры

Сt

окотёл

150

2

, ккал/ч;

Q

7

– количество тепла, необходимое для выпаривания влаги из битума,

ккал/ч;

Q

8

– потери тепла в окружающую среду, ккал/ч.

);(

126

котёлкотёл

б

ttcGQ

(6.3)

),(

17

котёл

кипенияВ

ttcWGQ

(6.4)

где W – содержание воды в битуме(принимается по заданию), доли единиц;

с

В

– теплоѐмкость воды, ккал/кг·

о

С. с

В

= 1 ккал/кг·

о

С;

t

кипения

– температура кипения воды,

о

С.

),(

.

1

8

срокр

котёл

ср

котёл

поверх

котёл

поверх

ttFQ

(6.5)

где

котёл

поверх

– коэффициент теплоотдачи от поверхности котла в окружающую

среду, ккал/м

2

ч

о

С. Принимается равным 21,9 ккал/м

2

ч

о

С;

котёл

поверх

F

– площадь поверхности котла, м

2

. Для котла, вместимостью 12 т –

30 м

2

, 15 т – 36 м

2

, 30 т – 50 м

2

;

котёл

ср

t

– средняя температура битума в котле,

о

С.

;

2

)(

21

котёлкотёл

котёл

ср

tt

t

срокр

t

.

1

– температура окружающей среды,

о

С. Принимается равной 30

о

С.

5.3. Определение необходимого количества котлов

,1

к

n

k

П

Gk

i

(6.6)

где

n

k

–коэффициент неравномерного потребления битума,

n

k

=1,0-1,2.

18

7. Расчѐт склада и оборудования для подачи минерального по-

рошка

7.1. Рекомендуется хранить минеральный порошок в складах силосного ти-

па с целью недопущения дополнительного увлажнения, которое приводит к ком-

кованию и снижению его качества, а также к затруднению транспортирования.

Потребная суммарная вместимость силосов склада, м

3

,

n

nn

c

kG

V

(7.1)

где

n

G

– запас единовременного хранения минерального порошка (см.

табл.2.4), т;

n

плотность минерального порошка,

;м/т8,1

3

n

k

– коэффициент учѐта геометрической ѐмкости,

n

k

= 1,1÷1,15.

Количество силосов

,

V

n

c

(7.2)

где V

c

–вместимость одного силоса, м

3

, V

c

=20,30,60,120.

7.2. Расчѐт системы транспортирования минерального порошка.

Для транспортирования минерального порошка до расходной ѐмкости при-

нимается механическая или пневматическая система.

7.2.1. Механическая система транспорта может быть представлена как по-

дача винтовыми конвейерами (шнеками).

Для обоснованного выбора подающего агрегата (шнека) необходимо произ-

вести расчет его производительности, задаваясь при этом некоторыми парамет-

рами (например, диаметром шнека).

Производительность шнека составляет

,

4

60

21

2

н

ш

Snkk

D

П

(7.3)

где k

1

– коэффициент заполнения поперечного сечения, k

1

= 0,3÷0,45;

ρ

н

– плотность минерального порошка в насыпном виде, ρ

н

= 1,1 т/м

3

;

D

ш

– диаметр винта (шнека), м. Принимается 0,2 или 0,3 м;

S – шаг винта, м. S = (0,8÷1,0)·D

ш

;

n – частота вращения шнека, об/мин; n = 40÷120 об/мин;

k

2

– коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера, для горизонталь-

ных конвейеров k

2

= 1.

По полученным значениям П

ш

производится выбор шнека по табл. 7.1.

19

Таблица 7.1

Технические характеристики винтовых конвейеров (шнеков)

Показатель

Диаметр шнека, мм

200

300

Шаг винта, мм

160

240

Частота вращения, об/мин

76

62

80

Коэффициент заполнения

0,3

Длина секции желоба, мм

4000

2000-

4000

Производительность (техническая), т/ч

10-12,5

25-30

30

Мощность привода шнека определяется из выражения:

,02,0003,0003,0

3 вмшш

LqkLПHПN

кВт, (7.4)

где H – высота подъѐма материала, м;

L – длина конвейера, м;

ω – коэффициент трения материала о стенки желоба (для минерального по-

рошка принимается ω ≈ 3,2);

q

м

– погонная масса вращающихся частей винтовых конвейеров, кг/м.

q

м

= 80D

ш

;

k

3

– коэффициент, определяющий характер перемещения рабочего органа,

характеризующий трансмиссию, k

3

= 0,15;

υ – осевая скорость перемещения материала, м/с,

;

60

Sn

в

– коэффициент, учитывающий потери в подшипниках (для подшипни-

ков качения

в

=0,08, для подшипников скольжения

в

=0,16);

Производительность элеватора определяется из выражения:

,

k8,3

наполн

подъёманэ

t

i

П

, т/ч (7.5)

где i – вместимость ковша, i=0,65-2,6 л;

k

наполн

– коэффициент наполнения ковшей материалом, k

наполн

= 0,75-0,8;

t – шаг ковшей, м, (0,16; 0,2; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,63);

подъѐма

– скорость подъема ковшей,

подъѐма

= 0,8-1,25 м/с;

Необходимая мощность привода элеватора:

,1004,0

2

подъёмаподъёмаkээ

h

с

АkhПN

кВт, (7.6)

где h – высота подъѐма материала, м, h = 12-15 м (в зависимости от типа асфаль-

тосмесительной установки);

k

– коэффициент, учитывающий массу движущихся элементов,

k

=0,6;

A – коэффициент, учитывающий форму ковша, A = 1,1;

c – коэффициент, учитывающий потери на зачерпывание, c = 0,65.

20

Элеватор подбирается по таблице 7.2.

Таблица 7.2

Технические характеристики ковшовых конвейеров, цепных (элеваторов)

Показатель

Элеваторы цепные с ковшом

глубоким

мелким

ЭЦГ-160

ЭЦГ-200

ЭЦМ-160

ЭЦМ-200

ЭЦМ-

250

Ширина ковша, мм

160

200

160

200

250

Вместимость ковша, л

1,1

2

0,65

1,1

2,6

Шаг ковшей, мм

300

400

Наибольший размер пере-

мещаемых кусков, мм

50

60

–

Скорость движения цепи,

м/с

–

0,8-1,25

–

Шаг цепи, мм

100

100 или

200

Мощность, кВт

1,0

2,0

0,5

0,8

12-18

Производительность, м

3

/ч

6-10

12-18

5-7

6-10

12-18

7.2.2.Пневмотранспортная система

Для транспортирования минерального порошка пневмоспособом можно ис-

пользовать пневмовинтовые и пневмокамерные насосы, которые подают мине-

ральный порошок вместе со сжатым воздухом по стальным трубам. Подача в

пневмотранспортную установку сжатого воздуха осуществляется воздуходувной

машиной, чаще всего компрессором.

Потребная производительность компрессора, м

3

/мин:

,25,1

вк

QП

(7.7)

где

в

Q

– расход, необходимый для обеспечения требуемой производительности

пневмосистемы, м

3

/мин,

,

60

1000

в

м

в

П

Q

(7.8)

где

м

П

– производительность пневмосистемы, т/ч,

чм

ПП 21,0

;

ч

П

– часовая производительность АБЗ;

коэффициент концентрации минерального порошка, кг/кг, μ = 20-50;

в

плотность воздуха,

в

= 1,2 кг/м

3

.

Мощность на привод компрессора, кВт:

,

12060

lg23030

k

o

k

о

k

П

P

N

(7.9)

где

o

– начальное давление воздуха,

o

=1 атм;

η – коэффициент полезного действия (КПД), η = 0,9;

k

P

– давление, которое должен создавать компрессор, атм,

,

вpk

PPP

Аннабердиев А.Х.-М., Горелов С.В., Саенко С.С. Проектирование АБЗ

Подождите немного. Документ загружается.