В даному курсовому проекті розглядається битумохранилище з вогневої системою нагріву бітуму.
Бітум є в'язкопружним матеріалом, володіє склеюючими властивостями і широко застосовується в промисловості та будівництві. Споживачеві бітум видається в рідкому вигляді, а так як в звичайних умовах він є тверде тіло, необхідний попередній нагрів. Спочатку бітум нагрівають до температури плинності (50 - 60 0С), далі здійснюється прогрів до температури перекачування насосом (90 - 95 0С). Для зневоднення температуру піднімають до робочої (140 - 160 0С) і потім відбувається видача бітуму споживачеві.
Зберігання бітумінозних матеріалів здійснюється в Бітумохраніліща. Для забезпечення можливості викачування бітуму зі сховища їх обладнають нагрівальними пристроями і насосами. Нагрівальні пристрої можуть бути розділені на донні і занурюються нагрівальних-перекачують пристрої.
Жарова труба, розташована по дну битумохранилища, забезпечує нагрів бітуму і стікання по похилому дну в додатковий відсік. Тут додаткові секції змійовиків забезпечують більш інтенсивний нагрів бітуму і можливість його перекачування. Складність ремонту та огляду донних змійовиків призводить до того, що за останній час все більш широкого поширення набули жарові труби.
Метою даного курсового проекту є розрахунок для нагріву і зневоднення бітуму. Так само виконання наступних завдань:
Тепловий Рачет битумохранилища і бітумонагревателя.
Розрахунок горіння палива.
Вибір відповідного теплоносія і розрахунок його витрати.
Розрахунок площі поверхні нагрівачів і сумарної довжини змійовиків.
Вибір матеріалу для елементів агрегату:
бітумного шестерневого насоса.
Класифікація бітумохраніліща
Устаткування для зберігання бітумів
Для зберігання бітумів використовуються битумохранилища. Вони призначені для довготривалого або короткочасного зберігання бітуму, нагріваючи його до стану плинності і видачі в установки зневоднення і нагріву. Одне з найважливіших вимог до зберігання бітуму - виключити забруднення і попадання в нього атмосферної та ґрунтової води.
Бітумохраніліще є резервуар місткістю 100. 3000 т. Бітумохраніліща місткістю понад 500 т виконують секційними, що складаються з 2. 6 відсіків для можливості зберігання бітуму різних марок і зниження витрат на розігрів бітуму. Місткість битумохранилища визначається добовим витратою бітуму і періодичністю поставок.
Перекачування бітуму або видача його з битумохранилища проводиться шестеренними насосами з обігрівається корпусом. Трубопроводи для подачі бітуму і запірну арматуру випускають з системою обігріву і теплоізоляцією [1], [2].
Бітумохраніліща класифікують по місткості резервуара і призначенням, по положенню резервуара, наявності нагрівачів, типу нагрівачів бітуму і конструкції.
За місткості резервуара і призначенням:
битумохранилища з місткістю резервуара до 100 т:
тимчасові, 2) закриті, 3) відкриті;
битумохранилища з місткістю резервуара до 500 т:
перехідні, 2) рідше відкриті;
битумохранилища з місткістю резервуара понад 500 т:
1) постійні, 2) закриті;
битумохранилища з місткістю однієї цистерни 30-100 т (металеві цистерни з системою теплоізоляції) - переносні, які мають у своєму розпорядженні горизонтально або вертикально.
Відповідно до положення резервуара щодо поверхні землі:
Мал. 1 - Бітумохраніліща: а) Ямне; б) полуямное; в) наземне; г) підземне; д) інвентарна
Бітумохраніліща ямного, полуямного і наземного типів споруджують в залежності від рівня грунтових вод. Стінки виконують бетонними, залізобетонними, цегляними і дерев'яними.
За наявності нагрівачів битумохранилища можуть бути без нагріву, з місцевим і загальним нагріванням. У Бітумохраніліща без нагріву для забору бітуму застосовують переносні нагрівачі. Місцевий нагрів застосовують в Бітумохраніліща місткістю до 500 т, загальний нагрів - в капітальних і переносних Бітумохраніліща.
В основних відсіках капітального битумохранилища температура маси бітуму становить 50. 60 ° С, завдяки чому забезпечується перетікання бітуму в додатковий відсік, в якому проводиться його нагрівання до температури 80. 95 ° С, потім бітум перекачується насосами в бітумонагревательние котли, де доводиться до робочого стану . У переносних Бітумохраніліща маса бітуму постійно підтримується в робочому стані [1], [2].
За типом нагрівачів:
битумохранилища з паровим нагріванням;
битумохранилища з масляним нагріванням;
битумохранилища з вогневим нагріванням;
битумохранилища з електричним нагрівом.
Паровий нагрів здійснюється шляхом здачі змеевикам і трубах пара тиском 0,6. 1,2 МПа. Гідність цього теплоносія - м'який режим нагріву (максимальна температура теплоносія 270 ° С). Недоліки - велика площа змійовиків, можливість обводнення бітуму теплоносієм при порушенні герметичності змійовиків.
При масляному (рідинному) нагріванні теплоносієм служать різні мінеральні масла з високою температурою спалаху або спеціальні високотемпературні теплоносії. Перші - нешкідливі, але пожежонебезпечні; другі - менш пожежонебезпечний, але дуже токсичні. Нагрівання теплоносія виробляється гарячим газом в котлах екранного типу і рідше - електричними нагрівачами. Недолік масляного нагріву - можливість коксування масла в теплогенераторі, пожежонебезпека, необхідність установки додаткового насоса для примусової циркуляції масла. Переваги масляного нагріву - компактність обладнання і м'який нагрів бітуму. Найбільшого поширення масляний обігрів знаходить в пересувних установках.
Вогневої нагрів бітуму здійснюється шляхом здачі газів від спалювання дизельного палива по трубах діаметром 400. 500 мм, покладеним по днищу битумохранилища. Цей спосіб застосовують для нагріву бітуму в основних відсіках Бітумохраніліща до температури перекачування (95 ° С). Вогневої спосіб простий і економічний, але пожежонебезпечний.
При електричному нагріванні тепло передається бітуму від електричних нагрівачів. Електричні нагрівачі з матеріалу з низькою провідністю бувають відкриті пластинчасті, закриті (ТЕНи) і інфрачервоні; з матеріалу з високою провідністю - пластинчасті, коаксіальні і ін. Електронагрівачі прості за конструкцією, мають низьку вартість, надійні, але мають низькі економічні показники і погіршують якість бітуму при тривалому нагріванні.
Конструкцію Бітумохраніліща вибирають виходячи з місткості і призначення. Резервуар тимчасових і перехідних Бітумохраніліща повинен бути облицьований дошками, цеглою або іншим матеріалом для зниження втрат і забруднення бітуму. Над Бітумохраніліща бажано мати навіс для захисту від атмосферних опадів. Тимчасові і перехідні битумохранилища ямного, полуямного і наземного типів застосовують дуже рідко. Основна складність зберігання бітуму в таких сховищах - велике обводнення бітуму, забруднення механічними домішками, значні втрати тепла.
В даний час найбільшого поширення набули битумохранилища лінійної планування з паралельним або послідовним розташуванням основних і додаткових відсіків (Рис. 2)
Мал. 2 - Схема розташування Бітумохраніліща: а) паралельне розташування основних і додаткових відсіків; б) послідовне розташування основних і додаткових відсіків; 1 - основний відсік; 2 - шиберная засувка; 3 - додатковий відсік; 4 - насосне відділення
Виконують їх із збірних залізобетонних елементів, рідше з монолітного бетону. Днище основних відсіків має ухил у бік додаткових відсіків. Перекриття резервуара виконують із збірних залізобетонних конструкцій, покриття повинне виключати потрапляння всередину атмосферних опадів. Загальний обігрів основних відсіків (включається по черзі) -Парові, рідше - масляний. Для місцевого нагріву бітуму застосовують паровий, вогневої та електричний нагрів. При лінійної плануванні Бітумохраніліща скорочуються простої залізничного транспорту під розвантаженням. Капітальні битумохранилища з бетону та залізобетону не виключають обводнення бітуму ґрунтовими водами, яке може досягати 30%.
В останні роки для зберігання бітуму використовують стаціонарні або переносні металеві цистерни з теплоізоляцією. Їх переваги в повній відсутності обводнення бітуму і забруднення механічними домішками, невеликі втрати тепла, а отже, незначні витрати тепла на підтримку робочої температури бітуму. Для обігріву інвентарних Бітумохраніліща найбільш часто застосовують масляний нагрів, рідше парової і електричний. Перевага масляного і парового нагріву бітуму складається в сприятливому режимі розігріву бітуму. Максимальна температура теплоносія рідко перевищує 320 ° С, а частіше становить 270. 300 ° С, і бітум при розігріві і зберіганні не втрачає своїх властивостей, але з огляду на невелику перепаду температур між теплоносієм і бітумом (200. 150 ° С) площа нагрівачів (труб) повинна бути 0,5. 1 м2 на 1 м3 бітуму.
Електричні нагрівачі застосовують тільки для підтримки робочої температури бітуму, оскільки при малій площі нагріву і високій температурі нагрівачів в бітумі утворюються смоловидна з'єднання - карб і карбоіди, що негативно впливають на якість бітуму [1], [2].