Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 61
Министерство Общего и Профессионального Образования Российской Федерации
Производственные предприятия транспортных сооружений АБЗ 111774 РПЗ Выполнил студент группы Д-327 Стрижачук А. В. Руководитель: Литвинова Л. А. Заведующий кафедры: Илиополов С. К. Ростов-на-Дону 1999 г. Исходные данные.
Длина участка строительства 10 Толщина асфальтобетона 0,1 Тип асфальтобетона В Плотность асфальтобетона 2 Число смен 1 Продолжительность работ 4 Длина транспортировки 11 Удельное сопротивление стали 0,12∙10-4
Ом∙м Климатическая характеристика района............................................................................................ 4 1. Обоснование размещения АБЗ.................................................................................................... 5 1.1. Сравнение времени остывания асфальтобетонной смеси со временем ее доставки к месту укладки....... 5 1.2. Источники обеспечения АБЗ водой и электроэнергией. Нормативные требования........................................ 5 2. Режим работы завода и его производительность...................................................................... 5 2.1. Часовая производительность АБЗ, QЧ
, т/ч.................................................................................................................. 5 2.2. Расчет расхода материалов............................................................................................................................................ 6 3. Определение длины железнодорожного пути для прирельсовых АБЗ.................................. 7 3.1. Количество транспортных единиц N, прибывающих в сутки................................................................................ 7 3.2. Длина фронта разгрузки L, м............................................................................................................................................. 7 4. Склады минеральных материалов.............................................................................................. 7 4.1. Расчет щебеночных штабелей......................................................................................................................................... 7 4.2. Выбор и расчет ленточных конвейеров......................................................................................................................... 7 4.3. Выбор типа бульдозера..................................................................................................................................................... 8 5. Битумохранилище......................................................................................................................... 9 5.1. Расчет размеров битумохранилища.............................................................................................................................. 9 5.2. Количество тепла, необходимое для нагрева битума в хранилище и приямке Q, кДж/ч................................ 9 5.3. Расчет электрической системы подогрева............................................................................................................... 10 6. Определение количества битумоплавильных установок....................................................... 11 6.1. Часовая производительность котла ПК
, м3
/ч............................................................................................................ 11 6.2. Расчет количества котлов............................................................................................................................................. 11 7. Расчет склада и оборудования для подачи минерального порошка...................................... 11 7.1. Расчет вместимости силоса в склад........................................................................................................................... 12 7.2. Расчет пневмотранспортной системы...................................................................................................................... 12 8. Расчет потребности предприятия в электрической энергии и воде..................................... 16 8.1. Расчет потребного количества электроэнергии..................................................................................................... 16 8.2. Определение общего расхода воды.............................................................................................................................. 16 8.3. Определение расхода воды на восстановление запаса в пожарном резервуаре, ВПОЖ
, м3
/ч........................ 16 8.4. Определение диаметра трубы водопроводной сети, dТР
, м.................................................................................. 16 9. Технологическая схема приготовления модифицированного битума................................. 17 Литература.
......................................................................................................................................... 18 Климатическая характеристика района.
Кемеровская область расположена в III-ей дорожно-климатической зоне — зоне со значительным увлажнением грунтов в отдельные периоды годы. Для района проложения автомобильной дороги характерен климат с холодной зимой и теплым летом, что видно из дорожно-климатического графика (рис 1.1). Лето теплое: среднесуточная температура наиболее жаркого месяца (июля) составляет +18,4˚С; зимы холодные со среднесуточной температурой наиболее холодного месяца (января) –19,2˚С. Отрицательные температуры воздуха бывают с ноября по март, а расчетная длительность периода отрицательных температур Т=179 сут. Абсолютный максимум температуры воздуха в году достигает +38˚С, минимум -55˚С. Следовательно, амплитуда температуры составляет 93˚С. Годовая средняя суточная амплитуда температуры воздуха бывает в июне (13,2˚С), а максимальная в феврале (30,2˚С). За год выпадает 476 мм осадков; количество осадков в жидком и смешанном виде 362 мм за год; суточный максимум 46 мм. Средняя за зиму высота снежного покрова составляет 51 см, а число дней со снежным покровом до 162 сут (период 03.11 — 13.04). Для рассматриваемого района зимой преобладают ветры южного, юго-восточного и юго-западного направлений. Летом преобладают ветры южного и северного направлений (рис 1.2). Средняя скорость ветра за январь равна 3,41 м/с. Максимум из средних скоростей по румбам за январь — 6,8 м/с. Средняя скорость ветра за июль равна 3,55 м/с. Максимум из средних скоростей по румбам за июль — 4,4 м/с. 1. Обоснование размещения АБЗ.
Завод будет размещен вблизи железнодорожных путей, так как все дорожно-строительные материалы будут доставляться по ним. 1.1. Сравнение времени остывания асфальтобетонной смеси со временем ее доставки к месту укладки.
ССМ
— теплоемкость горячей смеси, ССМ
=1,1 кДж/(кг∙˚С); F — площадь стенок кузова самосвала, для самосвала ЗИЛ-ММЗ-555 F=11 м2
; h — коэффициент теплопередачи, h=168 кДж/(м2
∙ч∙˚С); ТАБЗ
— температура смеси при отправке с АБЗ, ˚С; ТСМ
— температура смеси при ее укладке, ˚С; v
— скорость движения самосвала, v
=40…60 км/ч. 1.2. Источники обеспечения АБЗ водой и электроэнергией. Нормативные требования.
Обеспечение АБЗ водой происходит путем водозабора из водопроводной сети. Электроэнергия поступает из городской сети. АБЗ размещают с подветренной стороны к населенному пункту, на расстоянии не ближе 500 м от него. Площадка АБЗ должна быть достаточно ровной, с уклоном 25-30‰, обеспечивающим отвод поверхностных вод. Коэффициент использования площади должен быть не менее 0,6, а коэффициент застройки — не менее 0,4. Уровень грунтовых вод — не выше 4 м. При размещении зданий и сооружений на территории завода следует учитывать следующее: 1. Здания и сооружения с повышенной пожарной опасностью следует размещать с подветренной стороны по отношению к другим зданиям; 2. Здания и сооружения вспомогательного производства должны располагаться в зоне цехов основного производства; 3. Складские сооружения нужно располагать с учетом максимального использования железнодорожных и других подъездных путей для погрузочных, разгрузочных операций и обеспечения подачи материала к основным цехам кратчайшим путем; 4. Энергетические объекты нужно располагать по отношению к основным потребителям с наименьшей протяженностью трубопровода и ЛЭП; 5. При устройстве тупиковых дорог необходимо в конце тупика предусматривать петлевые объезды или площадки размером не менее 12х12 м для разворота автомобилей. 2. Режим работы завода и его производительность.
где П — необходимое количество асфальтобетонной смеси, т; n — количество смен; 22,3 — число рабочих дней в месяце; m — количество месяцев укладки смеси; 0,9 — коэффициент использования оборудования в течение смены; F — площадь укладки асфальтобетонной смеси, м2
, F=10000∙7=70000 м2
; h — толщина укладки асфальтобетонной смеси, м; ρ — плотность смеси, ρ=2,0…2,4 т/м3
. Полученное значение округляем до целого числа и принимаем смеситель типа ДС-617
. 2.2. Расчет расхода материалов.
Требования к материалам. где 8 ч — продолжительность смены; n — число смен; QЧ
— часовая производительность завода, т/ч (м3
/ч); Таблица 1.
Потребность АБЗ в минеральных материалах.
Материал Единица измерения Суточная потребность Норма запаса, дней Запас единовременного хранения Щебень м3
72,2 15 1083 Минеральный порошок т 24,7 15 387 Битум т 18,1 25 452,5 3. Определение длины железнодорожного пути для прирельсовых АБЗ.
3.1. Количество транспортных единиц
N, прибывающих в сутки. где Qi
— суточная потребность, т (m=V∙ρ); k — коэффициент неравномерности подачи груза, k=1,2; q — грузоподъемность вагона, т; 3.2. Длина фронта разгрузки
L, м. где l
— длина вагона, l
=15 м; n — число подач в сутки, n=1…3. 4. Склады минеральных материалов.
4.1. Расчет щебеночных штабелей.
4.2. Выбор и расчет ленточных конвейеров.
где Q — часовая производительность, т/ч; v
— скорость движения ленты, м/с; Выбираем конвейер типа С-382А (Т-44).
Таблица 2. Марка бульдозера и его характеристики.
Тип и марка машины Мощность двигателя, кВт Отвал Тип Размеры, мм Высота подъема, мм Заглубление, мм ДЗ-24А (Д-521А) 132 Неповоротный 3640х1480 1200 1000 Производительность ПЭ
, т/ч выбранного бульдозера: где V — объем призмы волочения, V=0,5BH2
=0,5∙3,64∙(1,48)2
=3,987 м3
, здесь В — ширина отвала, м; Н — высота отвала, м; kР
— коэффициент разрыхления, kР
= 1,05…1,35. kПР
— поправочный коэффициент к объему призмы волочения, зависящий от соотношения ширины В и высоты Н отвала Н/В=0,41, а также физико-механических свойств разрабатываемого грунта, kПР
=0,77; kВ
— коэффициент использования машин по времени, kВ
=0,8; ТЦ
— продолжительность цикла, с; ТЦ
=tН
+tРХ
+tХХ
+tВСП
, где LН
— длина пути набора, LН
=6…10 м; v
1
— скорость на первой передаче, v
1
=5…10 км/ч; где L — дальность транспортировки, м, L=20 м; v
2
— скорость на второй передаче, v
2
=6…12 км/ч; где v
3
— скорость на третьей передаче, v
3
=7…15 км/ч; 5.1. Расчет размеров битумохранилища.
Для приема и хранения вяжущих устраивают ямные постоянные и временные битумохранилища только закрытого типа. Битумохранилища устраивают на прирельсовых АБЗ с битумоплавильными установками. Современные закрытые битумохранилища ямного типа должны быть защищены от доступа влаги как наружной, так и подземной путем устройства специальных зданий, дренажей или навесов. Глубина ямного хранилища допускается в пределах 1,5-4 м в зависимости от уровня грунтовых вод. Для достижения рабочей температуры применяют электронагреватели. Наиболее перспективный способ нагрева битума — разогрев в подвижных слоях с использованием закрытых нагревателей. Для забора битума из хранилища устраивают приемники с боку или в центре хранилища. Таким образом, битумохранилище состоит из собственно хранилища, приямка и оборудования для подогрева и передачи битума. где Е — емкость битумохранилища, м3
; h — высота слоя битума, h = 1,5…4 м. 5.2. Количество тепла, необходимое для нагрева битума в хранилище и приямке
Q, кДж/ч. где Q1
— количество тепла, затрачиваемое на плавление битума, кДж/ч. где μ — скрытая теплота плавления битума, μ=126 кДж/кг; G — количество подогреваемого битума, кг/ч, G = 0,1∙Qсм,
где Qсм
— производительность выбранного смесителя, кг/ч. Q2
— количество тепла, затрачиваемое на подогрев битума, кДж/ч: где K — коэффициент, учитывающий потери тепла через стенки хранилища и зеркало битума, K = 1,1; Сб
— теплоемкость битума, Сб
=1,47…1,66 кДж/(кг∙ºС); W — содержание воды в битуме, W = 2…5%; t1
и t2
— для хранилища t1
= 10ºС; t2
= 60ºС; для приемника t1
= 60ºС; t2
= 90ºС. Битумоплавильные агрегаты предназначены для плавления, обезвоживания и нагрева битума до рабочей температуры. Разогрев битума в битумохранилище производится в два этапа: I этап: Разогрев битума донными нагревателями, уложенными на дне хранилища до температуры текучести (60ºС), дно имеет уклон, битум стекает в приямок в котором установлен змеевик. II этап: Разогрев битума в приямке до температуры 90ºС. Нагретый битум с помощью насоса перекачивается по трубопроводам в битумоплавильные котлы. 5.3. Расчет электрической системы подогрева.
Потребляемая мощность Р, кВт: В каждом блоке по шесть нагревателей. Мощность одного блока: где n — количество блоков нагревателей, n = 3…4 шт. Принимаем материал в спирали нагревателя полосовую сталь с ρ=0,12∙10-6
Ом∙м. Сечение спирали S=10∙10-6
м2
. Мощность фазы, кВт: где U=380 В. Длина спирали, м: Величина тока, А: Плотность тока, А/мм2
: 6. Определение количества битумоплавильных установок.
6.1. Часовая производительность котла ПК
, м3
/ч.
где n — количество смен; kВ
— 0,75…0,8; VК
— геометрическая емкость котла для выбранного типа агрегата, м3
; kН
— коэффициент наполнения котла, kН
=0,75…0,8; tЗ
— время заполнения котла, мин: где ПН
— производительность насоса (см. таблицу 3). Таблица 3. Тип насоса и его характеристики.
Марка насоса Производительность, л/мин. Давление, кгс/см2
Мощность двигателя, кВт Диаметр патрубков, мм передвижной ДС-55-1 550 6 10 100/75 tН
=270 мин — время выпаривания и нагрев битума до рабочей температуры; tВ
— время выгрузки битума, мин: где ρ — объемная масса битума, ρ=1т/м3
; Q — часовая производительность смесителя, т/ч; ψ — процентное содержание битума в смеси. 6.2. Расчет количества котлов.
где ПБ
— суточная потребность в битуме, т/сутки; Выбираем тип агрегата: Таблица 4. Тип агрегата и его характеристики.
Тип агрегата Рабочий объем, л Установленная мощность, кВт Расход топлива, кг/ч Производи-тельность, т/ч э/дв. э/нагр. ДС-91 30000∙3 35,9 90 102,5 16,5 7. Расчет склада и оборудования для подачи минерального порошка.
Для подачи минерального порошка используют два вида подачи: механическую и пневмотранспортную. Для механической подачи минерального порошка до расходной емкости применяют шнеко-элеваторную подачу. Применение пневмотранспорта позволяет значительно увеличить производительность труда, сохранность материала, дает возможность подавать минеральный порошок, как по горизонтали, так и по вертикали. Недостаток — большая энергоемкость. Пневматическое транспортирование заключается в непосредственном воздействии сжатого воздуха на перемещаемый материал. По способу работы пневмотранспортное оборудование делится на всасывающее, нагнетательное и всасывающе-нагнетательное. В общем случае пневмотранспортная установка включает компрессор с масло- и влагоотделителем, воздухопроводы, контрольно-измерительные приборы, загрузочные устройства подающие материал к установке, разгрузочные устройства и системы фильтров. Для транспортирования минерального порошка пневмоспособом используют пневмовинтовые и пневмокамерные насосы. Пневмовинтовые насосы используют для транспортирования минерального порошка на расстояние до 400 м. Недостаток — низкий срок службы быстроходных напорных шнеков. Камерные насосы перемещают минеральный порошок на расстояние до 1000 м. Могут применяться в комплекте с силосными складами. Включают в себя несколько герметично закрытых камер, в верхней части которой имеется загрузочное отверстие с устройством для его герметизации. В состав линии подачи входит склад, оборудование, обеспечивающее перемещение минерального порошка от склада до расходной емкости и расходная емкость. 7.1. Расчет вместимости силоса в склад.
где GП
— масса минерального порошка; ρП
— плотность минерального порошка, ρП
=1,8 т/м3
; 7.2. Расчет пневмотранспортной системы.
Для транспортирования минерального порошка до расходной емкости принимается механическая или пневматическая система. Для транспортирования минерального порошка можно использовать пневмовинтовые или пневмокамерные насосы. Подача в пневмотранспортную установку сжатого воздуха осуществляется компрессором. Потребная производительность компрессора QК
, м3
/мин, составляет: где QВ
— расход, необходимый для обеспечения требуемой производительности пневмосистемы, м3
/мин. где QМ
— производительность пневмосистемы, QМ
= 0,21·QЧ
= 0,21·34,6 = 7,3, т/ч, QЧ
— часовая производительность АБЗ; µ — коэффициент концентрации минерального порошка, µ=20…50; Мощность на привод компрессора NК
, кВт: где η=0,8 — КПД привода; Р0
— начальное давление воздуха, Р0
=1 атм; РК
— давление, которое должен создавать компрессор, атм. где α=1,15…1,25; РВ
=0,3 атм; где НП
— путевые потери давления в атм; НПОД
— потери давления на подъем, атм; НВХ
— потери давления на ввод минерального порошка в трубопровод, атм. Путевые потери давления: где k — опытный коэффициент сопротивления: где v
В
— скорость воздуха зависит от µ; при µ=20…50 соответственно v
В
=12…20 м/с; dТР
— диаметр трубопровода, м: где ν — коэффициент кинематической вязкости воздуха, м2
/с, ν=14,9·10-6
. LПР
— приведенная длина трубопроводов, м: где ∑l
Г
— сумма длин горизонтальных участков пневмотрассы, м, ∑l
Г
=3+3+4+4+20+20=54; ∑l
ПОВ
— длина, эквивалентная сумме поворотов (колен), м, ∑l
ПОВ
=8·4=32 (каждое колено принимаем равным 8 м); ∑l
КР
— длина, эквивалентная сумме кранов, переключателей. Для каждого крана принимают 8 м, ∑l
КР
=8·2=16; Потери давления на подъем: h — высота подъема материала, м. Принимается 12…15 м, в зависимости от типа асфальто-смесительной установки. Потери давления при вводе минерального порошка в трубопровод: где χ — коэффициент, зависящий от типа загрузочного устройства. Для винтовых насосов следует принимать χ = 1, для пневмокамерных χ = 2; v
ВХ
— скорость воздуха при вводе минерального порошка в трубопровод, м/с: ρВХ
— плотность воздуха при вводе минерального порошка, кг/м3
: Тогда: Таблица 5. Тип подающего агрегата и его характеристики.
Тип и марка насоса Производи-тельность, м3
/ч Дальность транспортирования, м Расход сжатого воздуха Диаметр трубопровода, мм Установленная мощность, кВт по горизонтали по вертикали К-2305 10 200 35 22 100 Расчет механической системы подачи минерального порошка. Механическая система представлена в виде шнеко-элеваторной подачи. Подающий агрегат — шнек. Производительность шнека QШ
, т/ч составляет: ρМ
— плотность минерального порошка в насыпном виде, ρМ
=1,1 т/м3
; DШ
— диаметр шнека, принимаем 0,2 м; n — частота вращения шнека, об/мин ; kН
— коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера, kН
=1. Мощность привода шнека N, кВт определяется по формуле: где L —длина шнека, м L=4 м; ω — коэффициент, характеризующий абразивность материала, для минерального порошка принимается ω=3,2; k3
— коэффициент, характеризующий трансмиссию, k3
=0,15; VМ
=t·n/60= 0,1 — скорость перемещения материала, м/с; ωВ
— коэффициент трения, принимаемый для подшипников качения равным 0,08; Производительность элеватора QЭ
, т/ч определяется из выражения: где i — вместимость ковша, составляет 1,3 л; ε — коэффициент наполнения ковшей материалом, ε=0,8; t — шаг ковшей, м (0,16; 0,2; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,63); v
П
=1,0 м/с — скорость подъема ковшей. Необходимая мощность привода элеватора: где h — высота подъема материала, м, принимается 14 м; kК
— коэффициент, учитывающий массу движущихся элементов, kК
=0,6; А=1,1 — коэффициент, учитывающий форму ковша; С=0,65 — коэффициент, учитывающий потери на зачерпывание. Таблица 6. Тип элеватора и его характеристики.
Тип элеватора Ширина ковша, мм Вместимость ковша, л Шаг ковшей, мм Скорость цепи, м/с Шаг цепи, мм Мощность, кВт Произво-дительность м3
/ч ЭЦГ-200 200 2 300 0,8…1,25 100 2,0 12…18 8. Расчет потребности предприятия в электрической энергии и воде.
8.1. Расчет потребного количества электроэнергии.
Потребное количество электроэнергии NЭ
, кВт определяется: где kС
— коэффициент, учитывающий потери мощности, kС
=1,25…1,60; ∑РС
— суммарная мощность силовых установок, кВт; ∑РВ
— то же, внутреннего освещения, кВт, ∑РВ
=5∙269,89+15∙318+9∙132+20∙72=8,75; ∑РН
— то же, наружного освещения, кВт, ∑РН
=1∙644+3∙837+5∙50=3,41; Примечание:
нормы расхода электроэнергии на 1м2
берем по табл. 12 методических указаний. 8.2. Определение общего расхода воды.
где КУ
=1,2; КТ
=1,1…1,6; ВП
— расход воды на производственные нужды, м3
/ч, ВП
=10…30; 8.3. Определение расхода воды на восстановление запаса в пожарном резервуаре, ВПОЖ
, м3
/ч.
где qПОЖ
=5…10 л/с; Т — время заполнения резервуара, Т=24 ч. 8.4. Определение диаметра трубы водопроводной сети,
dТР
, м. где V — скорость движения воды, V=1,0…1,5 м/с. Принимаем диаметр трубы водопроводной сети равный 0,10 м. 9. Технологическая схема приготовления модифицированного битума.
Сама схема приводится в конце РПЗ. Модифицированный битум — органическое вяжущее, полученное путем смешивания битума с сыпучим модификатором и маслом. Его приготавливаю с целью получения органического вяжущего с наиболее лучшими характеристиками (прочность, морозостойкость, пластичность и др.) по сравнению с обычным битумом. Назначение масла — понизить эластичность битума, что повышает его сопротивление воздействию отрицательных температур. Сыпучий модификатор повышает прочностные характеристики битума и его сдвигоустойчивость. В технологическую схему приготовления модифицированного битума входят такие элементы как емкости для хранения материалов (масла, битума); емкость для хранения готового модифицированного битума; дозатор масла; четыре насоса; ленточный конвейер; диспергатор; дозатор. Масло из емкости подается в дозатор при помощи насоса. Из дозатора масло поступает в диспергатор. В него же по ленточному конвейеру подается сыпучий модификатор и из емкости битум. Для того чтобы все это качественно перемешать, необходимо затратить 6-8 часов. Поэтому для ускорения процесса перемешивания в технологическую схему включен дезинтегратор. С помощью насоса из диспергатора в дезинтегратор подается смесь битума с маслом и сыпучим модификатором. Потом эта смесь, прошедшая обработку в дезинтеграторе, снова подается в диспергатор, где опять подвергается перемешиванию. И так этот цикл повторяется в течение часа, после чего мы получаем модифицированный битум. Его мы можем по битумопроводам подавать на разлив в битумовозы, а при их отсутствии в емкость. 1. Проектирование производственных предприятий дорожного строительства: уч. пособие для ВУЗов: Высшая школа, 1975. –351 с. 2. Асфальтобетонные и цементобетонные заводы: Справочник/ В. И. Колышев, П. П. Костин. – М.: Транспорт, 1982. –207 с. 3. Вейцман М. И., Соловьев Б. Н. Битумные базы и цехи. – М.: Транспорт, 1977. –104 с. 4. Проектирование АБЗ: Методические указания/ М. Аннабердиев. – Ростов-на-Дону, 1972. –17 с.
|