Кліматична характеристика району. 4
1. Обґрунтування розміщення АБЗ. 5
1.1. Порівняння часу остигання асфальтобетонної суміші згодом її доставки до місця укладання. 5
1.2. Джерела забезпечення АБЗ водою і електроенергією. Нормативні вимоги. 5
2. Режим роботи заводу і його продуктивність. 5
2.1. Годинна продуктивність АБЗ, Q Ч. т / год. 5
2.2. Розрахунок витрат матеріалів. 6
3. Визначення довжини залізничної колії для прирейкових АБЗ. 7
3.1. Кількість транспортних одиниць N, що прибувають на добу. 7
3.2. Довжина фронту розвантаження L, м. 7
4. Склади мінеральних матеріалів. 7
4.1. Розрахунок щебеневих штабелів. 7
4.2. Вибір і розрахунок стрічкових конвеєрів. 7
4.3. Вибір типу бульдозера. 8
5. Бітумохраніліща. 9
5.1. Розрахунок розмірів битумохранилища. 9
5.2. Кількість тепла, необхідне для нагрівання бітуму у сховищі і приямку Q, кДж / ч. 9
5.3. Розрахунок електричної системи підігріву. 10
6. Визначення кількості бітумоплавільних установок. 11
6.1. Годинна продуктивність котла П К. м 3 / ч. 11
6.2. Розрахунок кількості котлів. 11
7. Розрахунок складу і устаткування для подачі мінерального порошку. 11
7.1. Розрахунок місткості силосу в склад. 12
7.2. Розрахунок пневмотранспортной системи. 12
8. Розрахунок потреби підприємства в електричній енергії і воді. 16
8.1. Розрахунок необхідної кількості електроенергії. 16
8.2. Визначення загальної витрати води. 16
8.3. Визначення витрати води на відновлення запасу в пожежному резервуарі, В ПОЖ. м 3 / ч. 16
8.4. Визначення діаметра труби водопровідної мережі, d ТР. м. 16
9. Технологічна схема приготування модифікованого бітуму. 17
Кемеровська область розташована в III-їй дорожньо-кліматичній зоні - зоні зі значним зволоженням грунтів в окремі періоди роки. Для району прокладання автомобільної дороги характерний клімат з холодною зимою і теплим літом, що видно з дорожньо-кліматичного графіка (рис 1.1).
За рік випадає 476 мм опадів; кількість опадів в рідкому і змішаному вигляді 362 мм за рік; добовий максимум 46 мм. Середня за зиму висота снігового покриву становить 51 см, а кількість днів зі сніговим покривом до 162 діб (період 03.11 - 13.04).
Завод буде розміщений поблизу залізничних колій, так як всі дорожньо-будівельні матеріали будуть доставлятися по ним.
1.1. Порівняння часу остигання асфальтобетонної суміші згодом її доставки до місця укладання.
Необхідно порівняти час охолодження суміші t 1. ч, з часом її доставки до місця укладання t 2. ч (t 1 ≥ t 2).
де G - кількість суміші в кузові самоскида, для самоскида ЗІЛ-ММЗ-555, G = 4500 кг;
З СМ - теплоємність гарячої суміші, С СМ = 1,1 кДж / (кг ∙ ˚ С);
F - площа стінок кузова самоскида, для самоскида ЗІЛ-ММЗ-555 F = 11 м 2;
h - коефіцієнт теплопередачі, h = 168 кДж / (м 2 ∙ год ∙ ˚ С);
Т АБЗ - температура суміші при відправці з АБЗ, ˚ С;
Т СМ - температура суміші при її укладанні, ˚ С;
Т В - температура повітря, ˚ С.
де L - дальність транспортування, км;
v - швидкість руху самоскида, v = 40 ... 60 км / год.
1.2. Джерела забезпечення АБЗ водою і електроенергією. Нормативні вимоги.
Забезпечення АБЗ водою відбувається шляхом водозабору з водопровідної мережі. Електроенергія надходить з міської мережі. АБЗ розміщують з підвітряного боку до населеного пункту, на відстані не ближче 500 м від нього. Майданчик АБЗ повинна бути досить рівною, з ухилом 25-30 ‰, що забезпечує відведення поверхневих вод. Коефіцієнт використання площі повинен бути не менше 0,6, а коефіцієнт забудови - не менше 0,4. Рівень грунтових вод - не вище 4 м.
При розміщенні будівель і споруд на території заводу слід враховувати наступне:
- Будинки і споруди з підвищеною пожежною небезпекою слід розміщувати з підвітряного боку по відношенню до інших будівель;
- Будинки і споруди допоміжного виробництва повинні розташовуватися в зоні цехів основного виробництва;
- Складські споруди потрібно розташовувати з урахуванням максимального використання залізничних та інших під'їзних шляхів для вантажних, розвантажувальних операцій і забезпечення подачі матеріалу до основних цехах найкоротшим шляхом;
- Енергетичні об'єкти потрібно розташовувати по відношенню до основних споживачів з найменшою довжиною трубопроводу і ЛЕП;
- При влаштуванні тупикових доріг необхідно в кінці глухого кута передбачати петльові об'їзди або майданчики розміром не менше 12х12 м для розвороту автомобілів.
2.1. Годинна продуктивність АБЗ, Q Ч. т / год.
де П - необхідна кількість асфальтобетонної суміші, т;
Ф - плановий фонд часу.
де 8 год - тривалість зміни;
n - кількість змін;
22,3 - число робочих днів у місяці;
m - кількість місяців укладання суміші;
0,9 - коефіцієнт використання устаткування протягом зміни;
0,9 - коефіцієнт використання обладнання протягом m місяців.
де k - коефіцієнт, що враховує нерівномірний витрата суміші, k = 1,1 ... 1,5;
F - площа укладання асфальтобетонної суміші, м 2. F = 10000 ∙ 7 = 70000 м 2;
h - товщина укладання асфальтобетонної суміші, м;
ρ - щільність суміші, ρ = 2,0 ... 2,4 т / м 3.
Отримане значення округляємо до цілого числа і приймаємо змішувач типу ДС-617.
Вимоги до матеріалів.
Для приготування гарячої суміші застосовуються в'язкі нафтові бітуми марок БНД 60/90, БНД 90/130. Щебінь слід застосовувати з природного каменю. Не допускається застосування щебеню з глинистих, вапняних, глинисто-піщаних і глинистих сланців. Піски застосовуються природні або подрібнені. Мінеральний порошок застосовується активізований і не активізований. Допускається використовувати в якості мінерального порошку подрібнені металургійні шлаки і пилові відходи промисловості. Активізований мінеральний порошок отримують в результаті помолки кам'яних матеріалів в присутності активізують добавок, в якості яких використовуються суміші складаються з бітуму і ПАР в прийнятому співвідношенні 1: 1
Добова потреба матеріалів:
де 8 год - тривалість зміни;
Q Ч - годинна продуктивність заводу, т / год (м 3 / год);
N ki - потреба в K i компоненті на 100 т асфальтобетонної суміші.
З огляду на природне зменшення (2% для щебеню, піску, бітуму та 0,5% для мінерального порошку) отримуємо:
Таблиця 1. Потреба АБЗ в мінеральних матеріалах.
Продуктивність П Е. т / ч обраного бульдозера:
де V - об'єм призми волочіння, V = 0,5BH 2 = 0,5 ∙ 3,64 ∙ (1,48) 2 = 3,987 м 3. тут В - ширина відвалу, м; Н - висота відвалу, м;
k Р - коефіцієнт розпушення, k Р = 1,05 ... 1,35.
k ПР - поправочний коефіцієнт до обсягу призми волочіння, залежить від співвідношення ширини У і висоти Н відвалу Н / В = 0,41, а також фізико-механічних властивостей грунту, що розробляється, k ПР = 0,77;
k В - коефіцієнт використання машин за часом, k В = 0,8;
Т Ц - тривалість циклу, с;
Т Ц = t Н + t РХ + t ХХ + t ВСП.
тут t Н - час набору матеріалу,
де L Н - довжина шляху набору, L Н = 6 ... 10 м;
v 1 - швидкість на першій передачі, v 1 = 5 ... 10 км / год;
t РХ - час переміщення грунту, с,
де L - дальність транспортування, м, L = 20 м;
v 2 - швидкість на другій передачі, v 2 = 6 ... 12 км / год;
t ХХ - час холостого ходу, с,
де v 3 - швидкість на третій передачі, v 3 = 7 ... 15 км / год;
t ВСП = 20 с; → Т Ц = 3,84 + 7,2 + 9,16 + 20 = 40,2 с;
5.1. Розрахунок розмірів битумохранилища.
Для прийому та зберігання в'яжучих влаштовують ямні постійні і тимчасові битумохранилища тільки закритого типу. Бітумохраніліща влаштовують на прирейкових АБЗ з бітумоплавильної установками. Сучасні закриті битумохранилища ямного типу повинні бути захищені від доступу вологи як зовнішньої, так і підземної шляхом влаштування спеціальних будівель, дренажів або навісів. Глибина ямного сховища допускається в межах 1,5-4 м залежно від рівня грунтових вод. Для досягнення робочої температури застосовують електронагрівачі. Найбільш перспективний спосіб нагріву бітуму - розігрів в рухливих шарах з використанням закритих нагрівачів. Для забору бітуму зі сховища влаштовують приймачі з боці або в центрі сховища. Таким чином, битумохранилище складається з власне сховища, приямка і обладнання для підігріву та передачі бітуму.
Значення запасу одноразового зберігання бітуму округляємо до 500, тоді середня площа F, м 2 битумохранилища:
де Е - ємність битумохранилища, м 3;
h - висота шару бітуму, h = 1,5 ... 4 м.
Потім, виходячи з значення будівельного модуля, рівного трьом, і відношення довжини L до ширини У битумохранилища, рівного L / B = 1,5, призначаємо середні значення довжин L ср і В пор.
З огляду на те що стінки битумохранилища влаштовують з укосом:
5.2. Кількість тепла, необхідне для нагрівання бітуму у сховищі і приямку Q, кДж / ч.
де Q 1 - кількість тепла, що витрачається на плавлення бітуму, кДж / ч.
де μ - прихована теплота плавлення бітуму, μ = 126 кДж / кг;
G - кількість підігрівається бітуму, кг / ч, G = 0,1 ∙ Q см. Де Q см - продуктивність обраного змішувача, кг / год.
Q 2 - кількість тепла, що витрачається на підігрів бітуму, кДж / год:
де K - коефіцієнт, що враховує втрати тепла через стінки сховища і дзеркало бітуму, K = 1,1;
З б - теплоємність бітуму, С б = 1,47 ... 1,66 кДж / (кг ∙ º С);
для сховища t 1 = 10º С; t 2 = 60 º С;
для приймача t 1 = 60º С; t 2 = 90 º С.
Бітумоплавильні агрегати призначені для плавлення, зневоднення і нагріву бітуму до робочої температури. Розігрів бітуму в битумохранилище проводиться в два етапи:
I етап: Розігрів бітуму донними нагрівачами, укладеними на дні сховища до температури плинності (60 º С), дно має ухил, бітум стікає в приямок в якому встановлено змійовик.
II етап: Розігрів бітуму в приямку до температури 90 º С. Нагрітий бітум за допомогою насоса перекачується по трубопроводах в бітумоплавильні котли.
5.3. Розрахунок електричної системи підігріву.
Потужність Р, кВт:
У кожному блоці по шість нагрівачів. Потужність одного блоку:
- кількість блоків нагрівачів, n = 3 ... 4 шт.
Приймаємо матеріал у спіралі нагрівача смугову сталь з ρ = 0,12 ∙ 10 -6 Ом ∙ м. Перетин спіралі S = 10 ∙ 10 -6 м 2.
Потужність фази, кВт:
Опір фази, Ом:
- Розрахунок складу і устаткування для подачі мінерального порошку.
Для подачі мінерального порошку використовують два види подачі: механічну і пневмотранспортную. Для механічної подачі мінерального порошку до видаткової ємності застосовують шнеко-елеваторну подачу. Застосування пневмотранспорту дозволяє значно збільшити продуктивність праці, збереження матеріалу, дає можливість подавати мінеральний порошок, як по горизонталі, так і по вертикалі. Недолік - велика енергоємність. Пневматична транспортування полягає в безпосередньому впливі стисненого повітря на переміщуваний матеріал. За способом роботи Пневмотранспортное обладнання ділиться на всмоктуючу, нагнітальні і всмоктувально-нагнітальні. У загальному випадку пневмотранспортного установка включає компресор з масло-і влагоотделителем, повітропроводи, контрольно-вимірювальні прилади, завантажувальні пристрої що подають матеріал до установки, розвантажувальні пристрої і системи фільтрів. Для транспортування мінерального порошку пневмоспособом використовують пневмогвинтові і Пневмокамерние насоси. Пневмогвинтові насоси використовують для транспортування мінерального порошку на відстань до 400 м. Недолік - низький термін служби швидкохідних напірних шнеків. Камерні насоси переміщують мінеральний порошок на відстань до 1000 м. Можуть застосовуватися в комплекті з силосними складами. Включають в себе кілька герметично закритих камер, у верхній частині якої є завантажувальний отвір з пристроєм для його герметизації. До складу лінії подачі входить склад, устаткування, що забезпечує переміщення мінерального порошку від складу до видаткової ємності та видаткова ємність.
Рекомендується зберігати мінеральний порошок в складах силосного типу з метою уникнення додаткового зволоження, яке призводить до комкованию і зниження його якості, а також до утруднення транспортування. Потрібна сумарна місткість силосів складу Σ Vс, м 3 становить:
де G П - маса мінерального порошку;
ρ П - щільність мінерального порошку, ρ П = 1,8 т / м 3;
k П - коефіцієнт обліку геометричній ємності, k П = 1,1 ... 1,15.
Кількість силосів розраховується за формулою:
де V C - місткість одного силосу, м 3; V = 20, 30, 60, 120.
Для транспортування мінерального порошку до видаткової ємності приймається механічна або пневматична система.
Для транспортування мінерального порошку можна використовувати пневмогвинтові або Пневмокамерние насоси. Подача в пневмотранспортную установку стисненого повітря здійснюється компресором. Потрібна продуктивність компресора Q К. м 3 / хв, становить:
де Q В - витрата, необхідний для забезпечення необхідної продуктивності пневмосистеми, м 3 / хв.
де Q М - продуктивність пневмосистеми, Q М = 0,21 · Q Ч = 0,21 · 34,6 = 7,3, т / год, Q Ч - годинна продуктивність АБЗ;
μ - коефіцієнт концентрації мінерального порошку, μ = 20 ... 50;
ρ В - щільність повітря рівна 1,2 кг / м 3.
Потужність на привід компресора N К. кВт:
де η = 0,8 - ККД приводу;
Р 0 - початковий тиск повітря, Р 0 = 1 атм;
Р К - тиск, який повинен створювати компресор, атм.
Р Р = Н ПОЛ +1 - робочий тиск в камері змішувача подає агрегату, атм, Н ПОЛ - повне опір пневмотранспортной системи, атм;
де Н П - шляхові втрати тиску в атм;
Н ПІД - втрати тиску на підйом, атм;
Н ВХ - втрати тиску на введення мінерального порошку в трубопровід, атм.
Колійні втрати тиску:
де k - досвідчений коефіцієнт опору:
де v В - швидкість повітря залежить від μ; при μ = 20 ... 50 відповідно v В = 12 ... 20 м / с;
d ТР - діаметр трубопроводу, м:
λ - коефіцієнт тертя чистого повітря об стінки труби:
де ν - коефіцієнт кінематичної в'язкості повітря, м 2 / с, ν = 14,9 · 10 -6.
L ПР - приведена довжина трубопроводів, м:
де Σ l Г - сума довжин горизонтальних ділянок пневмотрасси, м, Σ l Г = 3 + 3 + 4 + 4 + 20 + 20 = 54;
Σ l ПОВ - довжина, еквівалентна сумі поворотів (колін), м, Σ l ПОВ = 8 · 4 = 32 (кожне коліно приймаємо рівним 8 м);
Σ l КР - довжина, еквівалентна сумі кранів, перемикачів. Для кожного крана приймають 8 м, Σ l КР = 8 · 2 = 16;
Втрати тиску на підйом:
де ρ В - 1,8 кг / м 3 - середня щільність повітря на вертикальному ділянці;
h - висота підйому матеріалу, м. Приймається 12 ... 15 м, в залежності від типу асфальто-змішувальної установки.
Втрати тиску при введення мінерального порошку в трубопровід:
де χ - коефіцієнт, що залежить від типу завантажувального пристрою. Для гвинтових насосів слід приймати χ = 1, для пневмокамерний χ = 2;
v ВХ - швидкість повітря при введення мінерального порошку в трубопровід, м / с:
ρ ВХ - щільність повітря при введення мінерального порошку, кг / м 3.
Розрахунок механічної системи подачі мінерального порошку. Механічна система представлена у вигляді шнеко-елеваторної подачі. Подає агрегат - шнек.
Продуктивність шнека Q Ш. т / ч складає:
де φ - коефіцієнт заповнення перерізу жолоба, φ = 0,3;
ρ М - щільність мінерального порошку в насипному вигляді, ρ М = 1,1 т / м 3;
D Ш - діаметр шнека, приймаємо 0,2 м;
t - крок гвинта, t = 0,5D Ш = 0,1 м;
n - частота обертання шнека, об / хв;
k Н - коефіцієнт, що враховує кут нахилу конвеєра, k Н = 1.
Потужність приводу шнека N, кВт визначається за формулою:
де L - довжина шнека, м L = 4 м;
ω - коефіцієнт, що характеризує абразивность матеріалу, для мінерального порошку приймається ω = 3,2;
k 3 - коефіцієнт, що характеризує трансмісію, k 3 = 0,15;
V М = t · n / 60 = 0,1 - швидкість переміщення матеріалу, м / с;
ω В - коефіцієнт тертя, що приймається для підшипників кочення рівним 0,08;
q М = 80 · D Ш = 16 кг / м - погонна маса гвинта.
Продуктивність елеватора Q Е. т / ч визначається з виразу:
де i - місткість ковша, становить 1,3 л;
ε - коефіцієнт наповнення ковшів матеріалом, ε = 0,8;
t - крок ковшів, м (0,16; 0,2; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,63);
v П = 1,0 м / с - швидкість підйому ковшів.
Необхідна потужність приводу елеватора:
де h - висота підйому матеріалу, м, приймається 14 м;
k К - коефіцієнт, що враховує масу рухомих елементів, k К = 0,6;
А = 1,1 - коефіцієнт, що враховує форму ковша;
З = 0,65 - коефіцієнт, що враховує втрати на Зачерпивание.
Таблиця 6. Тип елеватора і його характеристики.