Реферат АБЗ
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Министерство Общего и Профессионального Образования Российской Федерации
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.
Необходимо сравнить время остывания смеси t1, ч, со временем ее доставки к месту укладки t2, ч (t1≥t2).
где G — количество смеси в кузове самосвала, для самосвала ЗИЛ-ММЗ-555, G=4500 кг;
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;
ТВ — температура воздуха, ˚С.
где L — дальность транспортировки, км;
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.
2.1. Часовая производительность АБЗ, QЧ, т/ч.
где П — необходимое количество асфальтобетонной смеси, т;
Ф — плановый фонд времени.
где 8 ч — продолжительность смены;
n — количество смен;
22,3 — число рабочих дней в месяце;
m — количество месяцев укладки смеси;
0,9 — коэффициент использования оборудования в течение смены;
0,9 — коэффициент использования оборудования в течении m месяцев.
где k — коэффициент, учитывающий неравномерный расход смеси, k=1,1…1,5;
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.
Для приготовления горячей смеси применяются вязкие нефтяные битумы марок БНД 60/90, БНД 90/130. Щебень следует применять из естественного камня. Не допускается применение щебня из глинистых, известковых, глинисто-песчаных и глинистых сланцев. Пески применяются природные или дробленные. Минеральный порошок применяется активизированный и не активизированный. Допускается использовать в качестве минерального порошка измельченные металлургические шлаки и пылевые отходы промышленности. Активизированный минеральный порошок получают в результате помолки каменных материалов в присутствии активизирующих добавок, в качестве которых используются смеси состоящие из битума и ПАВ в принятом соотношении 1:1
Суточная потребность материалов:
где 8 ч — продолжительность смены;
n — число смен;
QЧ — часовая производительность завода, т/ч (м3/ч);
Nki — потребность в Ki компоненте на 100 т асфальтобетонной смеси.
Учитывая естественную убыль (2% для щебня, песка, битума и 0,5% для минерального порошка) получаем:
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;
ρщ — плотность щебня, ρщ=1,58 т/м3.
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.
На АБЗ для непрерывной подачи минерального материала используют ленточные и винтовые конвейеры. Ленточными конвейерами можно перемещать песок и щебень в горизонтальном направлении и под углом не превышающим 22˚. Выполняют ленточные конвейеры из нескольких слоев прорезиненной хлопчатобумажной ткани. Ширина ленты В, м, определяется по часовой производительности:
где Q — часовая производительность, т/ч;
v — скорость движения ленты, м/с;
ρ — плотность материала, т/м3.
Выбираем конвейер типа С-382А (Т-44).
4.3. Выбор типа бульдозера.
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,
здесь tН — время набора материала,
где LН — длина пути набора, LН=6…10 м;
v1 — скорость на первой передаче, v1=5…10 км/ч;
где L — дальность транспортировки, м, L=20 м;
v2 — скорость на второй передаче, v2=6…12 км/ч;
tХХ — время холостого хода, с,
где v3 — скорость на третьей передаче, v3=7…15 км/ч;
tВСП = 20 с;→ ТЦ = 3,84 + 7,2 + 9,16 + 20 = 40,2 с;
5. Битумохранилище.
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.
Значение запаса единовременного хранения битума округляем до 500, тогда средняя площадь F, м2 битумохранилища:
где Е — емкость битумохранилища, м3;
h — высота слоя битума, h = 1,5…4 м.
Затем, исходя из значения строительного модуля, равного трем, и отношения длины L к ширине В битумохранилища, равного L/B = 1,5, назначаем средние значения длин Lср и Вср.
Ввиду того что стенки битумохранилища устраивают с откосом:
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.
| Тип насоса | 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.
Рекомендуется хранить минеральный порошок в складах силосного типа с целью избежания дополнительного увлажнения, которое приводит к комкованию и снижению его качества, а также к затруднению транспортирования. Потребная суммарная вместимость силосов склада ∑Vс, м3 составляет:
где GП — масса минерального порошка;
ρП — плотность минерального порошка, ρП=1,8 т/м3;
kП — коэффициент учета геометрической емкости, kП=1,1…1,15.
Количество силосов рассчитывается по формуле:
где VC — вместимость одного силоса, м3; V=20, 30, 60, 120.
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;
ρВ — плотность воздуха равная 1,2 кг/м3.
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;
РР=НПОЛ+1 — рабочее давление в смесительной камере подающего агрегата, атм, НПОЛ — полное сопротивление пневмотранспортной системы, 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 vВ — скорость воздуха зависит от µ; при µ=20…50 соответственно vВ=12…20 м/с;
dТР — диаметр трубопровода, м:
λ — коэффициент трения чистого воздуха о стенки трубы:
где ν — коэффициент кинематической вязкости воздуха, м2/с, ν=14,9·10-6.
LПР — приведенная длина трубопроводов, м:
где ∑lГ — сумма длин горизонтальных участков пневмотрассы, м, ∑lГ=3+3+4+4+20+20=54;
∑lПОВ — длина, эквивалентная сумме поворотов (колен), м, ∑lПОВ=8·4=32 (каждое колено принимаем равным 8 м);
∑lКР — длина, эквивалентная сумме кранов, переключателей. Для каждого крана принимают 8 м, ∑lКР=8·2=16;
Потери давления на подъем:
где ρ΄В — 1,8 кг/м3 — средняя плотность воздуха на вертикальном участке;
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;
vВХ — скорость воздуха при вводе минерального порошка в трубопровод, м/с:
ρВХ — плотность воздуха при вводе минерального порошка, кг/м3:
Тогда:
По формуле (29) находим NК:
На основании проведенного расчета производится подбор подающего агрегата по табл. 11 [4].
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:
где φ — коэффициент заполнения сечения желоба, φ=0,3;
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;
qМ=80·DШ=16 кг/м — погонная масса винта.
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);
vП=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.
cosφ=0,75.
8.2. Определение общего расхода воды.
Общий расход воды определяется по формуле, м3:
где КУ=1,2;
КТ=1,1…1,6;
ВП — расход воды на производственные нужды, м3/ч, ВП=10…30;
ВБ — расход воды на бытовые нужды, потребление, м3/ч, ВБ=0,15…0,45.
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.
Литература.
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.
