Wie berechnet man die Bitumenlagertankkapazität für eine Asphaltmischanlage?

Die Wahl der richtigen Bitumenlagerkapazität ist nicht einfach eine Frage der Auswahl des größten verfügbaren Tanks. Das Lagersystem muss auf die tatsächliche Produktionsrate, den täglichen Bitumenverbrauch, die Versorgungsfrequenz, die Heizleistung und den Betriebsplan der Asphaltmischanlage abgestimmt sein.

Ist der Tank zu klein, kann die Asphaltmischanlage stillstehen, weil sie auf neue Bitumenlieferungen warten muss oder festes Bitumen noch schmilzt. Ist der Tank zu groß, können die Kosten für Ausrüstung, Isolierung, Fundamente, Heizleistung und langfristige Temperaturhaltung unnötig hoch ausfallen.

Dieser Leitfaden erklärt, wie man die Kapazität eines Bitumenlagertanks für eine Asphaltmischanlage berechnet und wie man die Berechnung in eine praktische Tankkonfiguration umsetzt.

Warum die Kapazität von Bitumentanks der Asphaltanlagenproduktion entsprechen muss

Eine Asphaltmischanlage verbraucht während der Produktion kontinuierlich Bitumen. Die benötigte Lagerkapazität hängt daher primär davon ab, wie viele Tonnen Asphalt die Anlage produziert und wie viel Bitumen in jeder Tonne Asphaltmischung enthalten ist.

Die Nennleistung einer Anlage allein reicht jedoch nicht aus. Eine Anlage mit einer Nennleistung von 160 Tonnen pro Stunde arbeitet selten in jeder geplanten Stunde mit voller Kapazität. Materialzufuhr, Feuchtigkeitsgehalt des Zuschlagstoffs, Mischungswechsel, Lkw-Verfügbarkeit, Wartungsarbeiten und Produktionsunterbrechungen beeinflussen die tatsächliche Betriebsrate.

Eine zuverlässige Berechnung sollte daher Folgendes berücksichtigen:

• Nennleistung der Asphaltmischanlage
• Tatsächliche Anlagenauslastung
• Bitumengehalt in der Asphaltmischung
• Tägliche Öffnungszeiten
• Erforderliche Lagertage
• Liefer- und Versorgungssicherheit
• Sicherheitsreserve
• Maximal nutzbares Tankvolumen
• Anzahl der verwendeten Bitumensorten

Schritt 1: Berechnung des stündlichen Bitumenverbrauchs

Im ersten Schritt muss berechnet werden, wie viel Bitumen die Asphaltmischanlage während einer Produktionsstunde verbraucht.

Formel:

Stündlicher Bitumenverbrauch = Asphaltmischanlagenleistung × Bitumengehalt

Nehmen wir beispielsweise an, eine Asphaltmischanlage hat eine Nennleistung von 160 Tonnen pro Stunde und die Asphaltmischung enthält 5% Bitumen.

160 t/h × 5% = 8 Tonnen Bitumen pro Stunde

Bei kontinuierlichem Volllastbetrieb verbraucht die Anlage etwa 8 Tonnen Bitumen pro Stunde.

Der tatsächliche Bitumenanteil muss stets der genehmigten Asphaltmischungsrezeptur entsprechen. Unterschiedliche Deckschichten, Tragschichten, Splittmastixasphaltmischungen und modifizierte Asphaltmischungen können unterschiedliche Bindemittelgehalte aufweisen.

Schritt 2: Anpassung an die tatsächliche Anlagenauslastung

Die Verwendung der Nennleistung einer Anlage ohne Anpassung kann den Tagesbedarf überschätzen. Ein Auslastungsfaktor liefert eine realistischere Schätzung der tatsächlichen Produktion.

Formel:

Tatsächliche stündliche Asphaltproduktion = Nennproduktion × Auslastungsfaktor

Angenommen, die Anlage mit einer Kapazität von 160 t/h arbeitet mit einer durchschnittlichen Auslastung von 80%.

160 t/h × 80% = 128 t/h tatsächliche durchschnittliche Ausbringungsmenge

Der entsprechende durchschnittliche Bitumenverbrauch beträgt:

128 t/h × 5% = 6,4 Tonnen Bitumen pro Stunde

Für vorläufige Berechnungen können Auftragnehmer einen geschätzten Auslastungsfaktor auf Basis früherer Projekte verwenden. Für die endgültige Geräteauswahl sind jedoch tatsächliche Produktionsdaten oder der vom Anlagenbetreiber erwartete Zeitplan verlässlicher.

Schritt 3: Täglichen Bitumenbedarf berechnen

Der tägliche Bitumenverbrauch hängt vom durchschnittlichen Stundenverbrauch und der Anzahl der produktiven Betriebsstunden ab.

Formel:

Täglicher Bitumenbedarf = Nennleistung der Anlage × Auslastungsgrad × Betriebsstunden × Bitumengehalt

Am vorherigen Beispiel:

• Asphaltmischanlage: Leistung 160 t/h
• Auslastungsfaktor: 80%
• Betriebszeit: 10 Stunden pro Tag
• Bitumengehalt: 5%

160 × 0,80 × 10 × 0,05 = 64 Tonnen Bitumen pro Tag

Die Anlage sollte daher pro Produktionstag etwa 64 Tonnen Bitumen empfangen, schmelzen, lagern und liefern.

Schritt 4: Ermitteln Sie die erforderliche Anzahl an Lagertagen

Die Lagerdauer ist eine der wichtigsten Planungsvariablen. Ein Projekt, das täglich mit Bitumen in großen Mengen versorgt wird, benötigt möglicherweise weniger Lagerkapazität als ein abgelegenes Straßenbauprojekt, das mit Fässern oder Big Bags beliefert wird.

Typische Fragen sind beispielsweise:

• Wie häufig kann Bitumen geliefert werden?
• Handelt es sich beim Lieferanten um einen lokalen Anbieter oder um einen Importeur?
• Können Wetter- oder Straßenverhältnisse den Transport verzögern?
• Wird das Projekt in einem abgelegenen Gebiet durchgeführt?
• Wird Bitumen lose, in Fässern oder in Säcken geliefert?
• Wie lange dauert der Schmelzprozess?
• Würde eine Lieferverzögerung die Asphaltproduktion stoppen?

Für ein Werk mit zuverlässigen täglichen Lieferungen von Schüttgut können ein bis zwei Tage Lagerbestand ausreichen. Projekte mit instabiler Logistik, importiertem Bitumen, Fasslieferungen oder langen Transportwegen erfordern möglicherweise einen Vorrat für mehrere Tage.

Formel:

Grundlagerbedarf = Täglicher Bitumenbedarf × Erforderliche Lagertage

Für die Anlage mit einer Kapazität von 160 t/h, die 64 Tonnen pro Tag verbraucht und einen Lagerbestand für zwei Tage benötigt:

64 Tonnen/Tag × 2 Tage = 128 Tonnen

Schritt 5: Sicherheitsreserve hinzufügen

Der berechnete Verbrauch sollte normalerweise nicht den gesamten verfügbaren Lagerbestand widerspiegeln. Eine Reserve dient dazu, Lieferverzögerungen, Produktionsschwankungen, unerwartete Änderungen im Produktmix und Messabweichungen auszugleichen.

Formel:

Erforderlicher nutzbarer Speicherplatz = Basisspeicherbedarf × (1 + Sicherheitsreserve)

Wenn eine 15%-Reserve verwendet wird:

128 Tonnen × 1,15 = 147,2 Tonnen nutzbarer Lagerraum

Die erforderliche Reserve hängt von der Zuverlässigkeit der Lieferkette ab. Ein Projekt in der Nähe einer Raffinerie oder eines Terminals benötigt möglicherweise eine geringere Reserve als ein abgelegenes Projekt, das auf importierte Bitumenfässer angewiesen ist.

Schritt 6: Bitumengewicht in Tankvolumen umrechnen

Bitumenlagertanks werden üblicherweise nach Volumen spezifiziert, während der Projektverbrauch in der Regel nach Gewicht berechnet wird.

Formel:

Erforderliches Volumen = Erforderliches Bitumengewicht ÷ Bitumendichte

Die Bitumendichte variiert je nach Güteklasse und Temperatur. Für eine erste Dimensionierung kann eine Schätzdichte verwendet werden, die endgültige Berechnung sollte jedoch auf den tatsächlichen Produktdaten des Lieferanten basieren.

Unter der Annahme einer vorläufigen Dichte von 0,98 Tonnen pro Kubikmeter:

147,2 Tonnen ÷ 0,98 t/m³ = ca. 150,2 m³ nutzbares Volumen

Schritt 7: Maximalen Füllstand berücksichtigen

Ein Lagertank darf nicht bis zu 100% seines Nennvolumens befüllt werden. Es muss Platz für die Wärmeausdehnung, den sicheren Betrieb, Füllstandsschwankungen und die interne Zirkulation verbleiben.

Formel:

Nenntankkapazität = Erforderliches Nutzvolumen ÷ Maximaler Füllgrad

Wenn das zulässige Füllverhältnis 90% beträgt:

150,2 m³ ÷ 0,90 = ungefähr 166,9 m³

Bei der praktischen Auswahl der Ausrüstung könnte für dieses Projekt eine Gesamtnennkapazität von etwa 180 bis 200 m³ in Betracht gezogen werden, abhängig von den verfügbaren Standardtankgrößen und der erforderlichen Betriebsreserve.

Formel zur Berechnung des vollständigen Bitumentankvolumens

Die vollständige Vorrechnung kann wie folgt geschrieben werden:

Nennvolumen des Tanks = Anlagenleistung × Auslastungsgrad × Betriebsstunden × Bitumengehalt × Lagerdauer in Tagen × Sicherheitsfaktor ÷ Bitumendichte ÷ Füllgrad

Wo:

• Anlagenleistung wird in Tonnen Asphalt pro Stunde gemessen
• Auslastungsfaktor stellt die tatsächliche durchschnittliche Produktion dar
• Öffnungszeiten sind produktive Stunden pro Tag
• Bitumengehalt wird aus der Asphaltmischungszusammensetzung entnommen
• Lagertage die erforderliche Lagerperiode darstellen
• Sicherheitsfaktor beinhaltet die zusätzliche Reserve
• Bitumendichte wandelt Gewicht in Volumen um
• Füllverhältnis berücksichtigt die nutzbare Kapazität des Tanks

Kapazitätsbeispiele für verschiedene Asphaltmischanlagen

Die folgenden Beispiele basieren auf denselben Vorannahmen:

• Auslastungsfaktor: 80%
• Betriebszeit: 10 Stunden pro Tag
• Bitumengehalt: 5%
• Lagerdauer: 2 Tage
• Sicherheitsreserve: 15%
• Bitumendichte: 0,98 t/m³
• Maximaler Füllgrad: 90%

Diese Konfigurationen sind Beispiele und keine festen Empfehlungen. Die tatsächliche Tankdimensionierung hängt von Standardtankabmessungen, Bitumenqualitäten, Lieferbedingungen, Heizmethode, Projektlayout und erforderlicher Redundanz ab.

Sollten Sie einen großen Tank oder mehrere kleinere Tanks verwenden?

Die berechnete Gesamtkapazität lässt sich oft auf mehrere Tanks aufteilen. Für viele Asphaltmischanlagen bieten mehrere Tanks eine höhere betriebliche Flexibilität als ein einzelner großer Tank.

Vorteile mehrerer Tanks

• Unterschiedliche Bitumensorten können getrennt gelagert werden.
• Ein Tank versorgt die Anlage mit Material, während ein anderer neues Material aufnimmt oder erhitzt.
• Die Wartungsarbeiten können durchgeführt werden, ohne das gesamte Speichersystem abzuschalten.
• Heizung und Umwälzung können unabhängig voneinander gesteuert werden.
• Das Projekt behält eine Teilspeicherung bei, falls ein Tank vorübergehend nicht verfügbar ist.
• Eine zukünftige Systemerweiterung könnte einfacher sein.

Wann ein großer Tank geeignet sein kann

• Das Werk verwendet nur eine Bitumensorte.
• Die Bitumenlieferungen sind stabil und häufig.
• Der Platz auf dem Gelände ist begrenzt.
• Der Betriebsprozess ist einfach und kontinuierlich.
• Ein separater Reserve- oder Puffertank ist bereits vorhanden.

Bei Anlagen, die sowohl Penetrationsbitumen als auch polymermodifiziertes Bitumen verwenden, sind normalerweise separate Tanks erforderlich, da die Produkte nicht vermischt werden dürfen.

Die Tankkapazität muss der Heizleistung entsprechen.

Eine große Speicherkapazität ist nur dann sinnvoll, wenn das Heizsystem das einströmende Bitumen auf die erforderliche Betriebstemperatur bringen und Wärmeverluste ausgleichen kann.

Das Heizsystem sollte nach folgenden Kriterien ausgewählt werden:

• Bitumen-Liefertemperatur
• Erforderliche Lagertemperatur
• Tankvolumen
• Erforderliche Aufheizzeit
• Umgebungstemperatur
• Isolierungsdicke und -qualität
• Heizmethode
• Wärmeverluste in Rohrleitungen und Pumpen

Ein Tank, der lediglich zur Temperaturhaltung ausgelegt ist, benötigt weniger Heizleistung als ein Tank, der kaltes oder teilweise verfestigtes Bitumen schnell erhitzen soll.

Eine Überdimensionierung des Speichers ohne Erhöhung der Heizleistung kann zu einem langsamen Anlauf, einer ungleichmäßigen Temperaturverteilung, einem höheren Kraftstoffverbrauch und einer unzureichenden Bitumenversorgung während der Spitzenzeiten der Asphaltproduktion führen.

Besondere Überlegungen für Bitumen in Fässern und Big Bags

Wenn Bitumen in Fässern oder Ein-Tonnen-Säcken angeliefert wird, muss die Schmelzanlage auch dem täglichen Verbrauch entsprechen.

Verbraucht beispielsweise eine Asphaltmischanlage 64 Tonnen Bitumen pro Tag, die Schmelzanlage verarbeitet aber nur 40 Tonnen pro Tag, behebt eine Erhöhung der Speicherkapazität den Versorgungsengpass nicht. Schmelzanlage, Speichersystem, Pumpen, Rohrleitungen und Asphaltmischanlage müssen als ein zusammenhängender Prozess dimensioniert werden.

Das System sollte auf Folgendes überprüft werden:

• Tägliche Schmelzkapazität für Fässer oder Säcke
• Pufferkapazität für geschmolzenes Bitumen
• Heizung und Umwälzung des Speichertanks
• Fördermenge der Bitumenförderpumpe
• Rohrleitungsdurchmesser und Begleitheizung
• Spitzenverbrauch der Asphaltanlage

Häufige Fehler bei der Dimensionierung von Bitumenlagertanks

Nutzung ausschließlich der Nennleistung der Asphaltmischanlage

Die auf dem Typenschild angegebene Leistung entspricht nicht der tatsächlichen Tagesproduktion. Betriebsstunden und Auslastung müssen ebenfalls berücksichtigt werden.

Das nutzbare Volumen ignorieren

Ein Tank mit einem Nennvolumen von 100 m³ bietet nicht zwangsläufig 100 m³ nutzbaren Speicherinhalt. Sicherheitsbeschränkungsgrenzen und der verfügbare Platz reduzieren das nutzbare Volumen.

Die Sicherheitsreserve vergessen

Ein System, das für den exakten theoretischen Verbrauch ausgelegt ist, bietet keinen Schutz vor Lieferverzögerungen oder Produktionssteigerungen.

Verwendung eines Tanks für verschiedene Bitumensorten

Unterschiedliche Bitumensorten, insbesondere konventionelles und modifiziertes Bitumen, sollten getrennt gelagert werden, um Verunreinigungen und Leistungsprobleme zu vermeiden.

Den Tank überdimensionieren, aber die Heizung unterdimensionieren

Der Tank mag zwar genügend Bitumen fassen, aber er erhitzt es trotzdem nicht schnell genug für die Asphaltproduktion.

Ignorieren des Bitumenlieferformulars

Schüttgutbitumen, Fässer und Big Bags erfordern unterschiedliche Annahme- und Schmelzverfahren. Die Lagerkapazität sollte mit der vorgelagerten Versorgungsmethode abgestimmt werden.

Informationen, die bei der Angebotsanfrage anzugeben sind

Um eine genaue Konfiguration des Bitumentanks zu erhalten, übermitteln Sie dem Gerätehersteller bitte die folgenden Projektdaten:

• Kapazität der Asphaltmischanlage in Tonnen pro Stunde
• Voraussichtliche tägliche Betriebszeiten
• Durchschnittlicher Bitumenanteil in der Asphaltmischung
• Erforderliche Lagertage
• Anzahl und Art der Bitumensorten
• Bitumen wird lose, in Fässern oder Big Bags geliefert.
• Bitumen-Liefertemperatur
• Erforderliche Lager- und Pumptemperatur
• Lokale minimale Umgebungstemperatur
• Verfügbarer Brennstoff oder elektrische Energie
• Einschränkungen bei der Standortplanung und Installation
• Erforderliche vertikale oder horizontale Tankkonstruktion

Die Bereitstellung dieser Informationen ermöglicht es dem Hersteller, nicht nur die gesamte Speicherkapazität, sondern auch das Heizsystem, die Pumpenleistung, die Rohrleitungsanordnung, die Isolierung, das Steuerungssystem und den Installationsplan zu berechnen.

Häufig gestellte Fragen

Wie viele Tage sollte eine Asphaltmischanlage Bitumenvorrat vorhalten?

Die optimale Lagerdauer hängt von der Lieferzuverlässigkeit und dem Projektstandort ab. Werke mit stabilen lokalen Lieferungen benötigen möglicherweise weniger Lagerbestand, während Projekte in abgelegenen Gebieten oder Projekte mit importierten Fässern eine mehrtägige Lagerung erfordern können.

Ist ein 100 m³ großer Bitumentank für eine Asphaltmischanlage mit einer Kapazität von 160 t/h ausreichend?

Es hängt von den Betriebsstunden, dem Bindemittelanteil, dem Auslastungsgrad und der Lieferhäufigkeit ab. Unter den in diesem Artikel verwendeten Beispielbedingungen benötigt eine Anlage mit einer Kapazität von 160 t/h mehr als 160 m³ nominalen Speicher für zwei Produktionstage zuzüglich einer Sicherheitsreserve.

Kann ein Tank sowohl normales Bitumen als auch modifiziertes Bitumen lagern?

Es wird empfohlen, separate Tanks zu verwenden. Das Mischen von herkömmlichem und polymermodifiziertem Bitumen kann die Materialeigenschaften und die Leistungsfähigkeit des Asphalts beeinträchtigen.

Soll das Fassungsvermögen von Bitumentanks in Tonnen oder Kubikmetern berechnet werden?

Der Verbrauch wird üblicherweise in Tonnen berechnet, während das Tankvolumen in Kubikmetern angegeben wird. Für die Umrechnung sollte die tatsächliche Bitumendichte bei der jeweiligen Temperatur verwendet werden.

Führt ein größerer Bitumentank zu niedrigeren Betriebskosten?

Nicht automatisch. Ein größerer Tank kann zwar das Lieferrisiko verringern, erhöht aber auch die Investitionskosten, den Bedarf an Isolierfläche, Heizenergie und die Kosten für die Temperaturhaltung. Die Kapazität sollte an die tatsächliche Produktion und Logistik angepasst werden.

Wie wähle ich zwischen vertikalen und horizontalen Bitumentanks?

Die Entscheidung hängt von den Gegebenheiten vor Ort, Transportbeschränkungen, Fundamentbeschaffenheit, Installationsmethode, Wartungszugänglichkeit und der benötigten Kapazität ab. Beide Bauweisen bieten bei fachgerechter Planung zuverlässigen Stauraum.

Schlussfolgerung

Die korrekte Kapazität des Bitumenlagertanks sollte anhand der tatsächlichen Asphaltproduktion berechnet und nicht durch Schätzung ausgewählt werden.

Das grundlegende Verfahren besteht darin, den täglichen Bitumenbedarf zu berechnen, ihn mit der erforderlichen Anzahl an Lagertagen zu multiplizieren, eine Sicherheitsreserve hinzuzufügen, das Gewicht in Volumen umzurechnen und den maximal nutzbaren Füllstand des Tanks zu berücksichtigen.

Das endgültige Speichersystem muss außerdem auf die Bitumenerhitzungsanlage, die Schmelzkapazität, die Pumpen, die Rohrleitungen, die Bitumensorten und die Versorgungsmethode abgestimmt sein.

FEITENG kann komplette Bitumenschmelz-, Erhitzungs-, Lagerungs-, Zirkulations- und Zufuhrsysteme für Asphaltmischanlagen und Straßenbauprojekte entwerfen.

Für eine empfohlene Tankkapazität und technische Konfiguration senden Sie uns bitte Ihre Asphaltanlagenleistung, die täglichen Betriebsstunden, den Bitumenanteil, die Versorgungsmethode, den Projektstandort und die erforderliche Lagerdauer.

WhatsApp: +86 15335447006
Webseite: www.bitumenmachine.com

Weitere Informationen zu Investitions- und Konfigurationsfaktoren für Ausrüstung finden Sie in unserem Preisleitfaden für Bitumenlagertanks.