एस्फाल्ट संयंत्रों के लिए बिटुमेन पंप प्रवाह दर की गणना

एस्फाल्ट मिक्सिंग प्लांट सपोर्ट सिस्टम को डिजाइन करते समय बिटुमेन पंप के महत्व को अक्सर कम आंका जाता है। स्टोरेज टैंक पर्याप्त बड़ा हो सकता है और बिटुमेन सही ऑपरेटिंग तापमान पर भी हो सकता है, फिर भी एस्फाल्ट प्लांट को बाइंडर के लिए इंतजार करना पड़ सकता है यदि ट्रांसफर पंप वास्तविक परिचालन स्थितियों में आवश्यक प्रवाह प्रदान करने में सक्षम न हो।

इसलिए, केवल कैटलॉग में दी गई प्रवाह दर के आधार पर सही पंप का चयन नहीं किया जाना चाहिए। पंप का आकार तय करते समय सबसे पहले बिटुमेन की वास्तविक मांग को ध्यान में रखना चाहिए और फिर स्थानांतरण समय, घनत्व, चिपचिपाहट, पाइपलाइन प्रतिरोध, स्थिर ऊंचाई, तापमान, परिसंचरण आवश्यकताओं और पंप के संचालन वक्र जैसे कारकों को भी ध्यान में रखना चाहिए।

यह मार्गदर्शिका बताती है कि एस्फाल्ट मिक्सिंग प्लांट के लिए प्रारंभिक बिटुमेन पंप प्रवाह दर की गणना कैसे करें और अंतिम पंप चयन से पहले किन अतिरिक्त इंजीनियरिंग स्थितियों की जांच की जानी चाहिए।

बिटुमेन पंप की प्रवाह दर क्यों मायने रखती है?

एस्फाल्ट उत्पादन के दौरान, गर्म बिटुमेन को भंडारण प्रणाली से एस्फाल्ट मिश्रण संयंत्र तक विश्वसनीय रूप से पहुँचाना आवश्यक है। यदि आपूर्ति प्रणाली संयंत्र की खपत की तुलना में बाइंडर की आपूर्ति धीमी गति से करती है, तो उत्पादन की निरंतरता एस्फाल्ट संयंत्र की नाममात्र क्षमता के बजाय स्थानांतरण प्रणाली पर निर्भर हो जाती है।

छोटे आकार के पंप के कारण निम्नलिखित समस्याएं हो सकती हैं:

• उत्पादन के चरम समय के दौरान बिटुमेन की अपर्याप्त आपूर्ति
• टैंक से टैंक में ईंधन स्थानांतरित करने में लंबा समय लगता है
• अस्थिर कार्यशील टैंक स्तर
• टैंकर से माल उतारने में अधिक समय लगना
• एस्फाल्ट प्लांट में प्रतीक्षा समय

हालांकि, अनावश्यक रूप से बड़ा पंप चुनना अपने आप में बेहतर नहीं होता। अधिक प्रवाह से पाइपलाइन की गति, हाइड्रोलिक हानि, मोटर की मांग और वाल्व और फिल्टर पर दबाव बढ़ सकता है।

इसका उद्देश्य पंप की क्षमता को वास्तविक प्रक्रिया के अनुरूप समायोजित करना है।

चरण 1: प्रति घंटा बिटुमेन की मांग की गणना करें

पहली गणना एस्फाल्ट मिक्सिंग प्लांट में बाइंडर की खपत की है।

प्रति घंटा बिटुमेन की मांग = एस्फाल्ट संयंत्र का उत्पादन × बिटुमेन की मात्रा

मान लीजिए:

• एस्फाल्ट संयंत्र की क्षमता: 160 टन/घंटा
• बिटुमेन की मात्रा: 5%

बिटुमेन की सैद्धांतिक मांग इस प्रकार है:

160 × 0.05 = 8 टन/घंटा

इसलिए, 5% बाइंडर सामग्री के साथ प्रति घंटे 160 टन डामर का उत्पादन करने के लिए संयंत्र को प्रति घंटे लगभग 8 टन बिटुमेन की आवश्यकता होती है।

बाइंडर का प्रतिशत स्वीकृत मिश्रण डिज़ाइन से ही निर्धारित होना चाहिए। बेस कोर्स, वियरिंग कोर्स, एसएमए और संशोधित डामर मिश्रणों में बाइंडर की मात्रा भिन्न-भिन्न हो सकती है।

चरण 2: द्रव्यमान प्रवाह को आयतन प्रवाह में परिवर्तित करें

एस्फाल्ट उत्पादन को आमतौर पर टन प्रति घंटे में व्यक्त किया जाता है, जबकि पंप क्षमता को आमतौर पर घन मीटर प्रति घंटे में व्यक्त किया जाता है।

रूपांतरण इस प्रकार है:

आयतनिक प्रवाह = बिटुमेन द्रव्यमान प्रवाह ÷ बिटुमेन घनत्व

यदि बिटुमेन का घनत्व 0.98 t/m³ के उदाहरण के तौर पर लिया जाए:

8 ÷ 0.98 ≈ 8.16 m³/h

इसलिए सैद्धांतिक सतत आयतन की आवश्यकता लगभग है 8.16 घन मीटर/घंटा.

ऊपर दिया गया घनत्व मान केवल प्रारंभिक गणना का अनुमान है। वास्तविक घनत्व बाइंडर की गुणवत्ता और तापमान के अनुसार बदलता रहता है। अंतिम गणनाओं में परियोजना-विशिष्ट सामग्री डेटा का उपयोग किया जाना चाहिए।

चरण 3: बैच स्थानांतरण आवश्यकताओं की जाँच करें

पंप के आकार को निर्धारित करने वाला कारक हमेशा एस्फाल्ट संयंत्र की निरंतर खपत नहीं होती है।

एक पंप को सीमित समय के भीतर टैंकों के बीच बिटुमेन स्थानांतरित करने, टैंकर को खाली करने या पिघलने वाली मशीन से भंडारण तक सामग्री को स्थानांतरित करने की भी आवश्यकता हो सकती है।

मान लीजिए कि 20 टन गर्म बिटुमेन को 45 मिनट के भीतर स्थानांतरित करना होगा।

0.98 t/m³ के उदाहरण स्वरूप घनत्व का उपयोग करते हुए:

20 ÷ 0.98 ≈ 20.41 मीटर³

45 मिनट 0.75 घंटे के बराबर होते हैं:

20.41 ÷ 0.75 ≈ 27.2 m³/h

अतः आवश्यक बैच-स्थानांतरण प्रवाह लगभग है 27.2 घन मीटर/घंटा.

यह 8.16 m³/h की निरंतर डामर उत्पादन की मांग से कहीं अधिक है।

एक व्यावहारिक प्रारंभिक नियम यह है:

आवश्यक पंप प्रवाह = निरंतर प्रक्रिया मांग या आवश्यक बैच-स्थानांतरण प्रवाह में से जो भी अधिक हो

चरण 4: परिचालन आरक्षित निधि का मूल्यांकन करें

सैद्धांतिक प्रवाह मान परिचालन भिन्नता के लिए कोई गुंजाइश नहीं छोड़ता है। परियोजना के आधार पर, डिज़ाइनर निम्नलिखित के लिए अतिरिक्त क्षमता पर विचार कर सकता है:

• उत्पादन में उतार-चढ़ाव
• भविष्य में संयंत्र का विस्तार
• तापमान भिन्नता
• फ़िल्टर प्रतिरोध
• पाइपलाइन में गंदगी
• पंप पहनना
• विभिन्न बाइंडर ग्रेड

केवल उदाहरण के लिए, 8.16 m³/h पर 20% डिज़ाइन रिज़र्व लागू करने पर निम्नलिखित परिणाम प्राप्त होता है:

8.16 × 1.20 ≈ 9.8 m³/घंटा

इसका यह अर्थ नहीं है कि 20% एक सार्वभौमिक आवश्यकता है। वास्तविक प्रक्रिया और संचालन नीति के अनुसार सही रिजर्व का चयन किया जाना चाहिए।

पंप प्रवाह गणनाओं का उदाहरण

निम्नलिखित तालिका में 5% बाइंडर सामग्री, 0.98 t/m³ का एक उदाहरण घनत्व और 20% का एक उदाहरण भंडार माना गया है।

ये प्रवाह की गणनाएं हैं, अंतिम पंप चयन नहीं।

केवल प्रवाह दर ही पर्याप्त नहीं है

10 m³/h की क्षमता वाला पंप जरूरी नहीं कि हर इंस्टॉलेशन में 10 m³/h की क्षमता वाला पानी ही पहुंचाए।

वास्तविक परिचालन बिंदु पंप वक्र और संपूर्ण प्रणाली के प्रतिरोध पर निर्भर करता है।

पंप को निम्नलिखित बाधाओं को पार करने की आवश्यकता हो सकती है:

• सीधी पाइप घर्षण
• कोहनी और टीज़
• वाल्व
• फिल्टर
• प्रवाहमापी
• स्थिर ऊंचाई
• हीट एक्सचेंजर्स
• उपकरण प्राप्त करने पर प्रतिबंध

इसलिए अंतिम पंप चयन में निम्नलिखित दोनों बातों का निर्धारण होना चाहिए:

आवश्यक प्रवाह + आवश्यक अंतर दबाव

बिटुमेन की चिपचिपाहट महत्वपूर्ण है

तापमान के साथ बिटुमेन की चिपचिपाहट में काफी बदलाव आता है। तापमान कम होने पर बाइंडर को पंप करना अधिक कठिन हो जाता है और हाइड्रोलिक प्रतिरोध बढ़ जाता है।

इसके परिणामस्वरूप निम्नलिखित हो सकता है:

• वास्तविक वितरित प्रवाह कम करें
• उच्च पंप टॉर्क
• उच्चतर विभेदक दबाव
• स्टार्टअप अधिक कठिन है
• अवरोध का अधिक खतरा

अतः पंप के प्रदर्शन का मूल्यांकन वास्तविक परिचालन तापमान पर अपेक्षित श्यानता के आधार पर किया जाना चाहिए।

पाइपलाइन का व्यास पंप के प्रवाह के अनुरूप होना चाहिए।

गलत आकार की पाइपलाइन की समस्या को बड़ा पंप भी हल नहीं कर सकता। छोटी पाइप से अत्यधिक प्रवाह होने पर उच्च वेग और दबाव में कमी आ सकती है।

सिस्टम डिजाइन के अगले चरण के लिए, देखें:

एस्फाल्ट मिक्सिंग प्लांट के लिए बिटुमेन पाइपलाइन का व्यास कैसे गणना करें

पंप और पाइपलाइन का चयन एक ही हाइड्रोलिक गणना के रूप में पूरा किया जाना चाहिए।

स्थानांतरण पंप बनाम परिसंचरण पंप

स्थानांतरण पंप

एक ट्रांसफर पंप बिटुमेन को उपकरणों के बीच स्थानांतरित करता है, उदाहरण के लिए:

• टैंकर से भंडारण टैंक तक
• ड्रम डिकैंटर से स्टोरेज टैंक तक
• बैग पिघलाने वाले यंत्र से भंडारण टैंक तक
• मुख्य टैंक से कार्यशील टैंक तक
• एस्फाल्ट संयंत्र के लिए भंडारण टैंक

परिसंचरण पंप

एक परिसंचरण पंप सामग्री को एक लूप के माध्यम से वापस भेजता है ताकि गति बनी रहे, तापमान स्थिर रहे और स्थानांतरण मार्ग संचालन के लिए तैयार रहे।

परिसंचरण शुल्क आवश्यक रूप से डामर संयंत्र की खपत दर के बराबर नहीं होता है।

संशोधित बिटुमेन के लिए विशेष विचार

एसबीएस मॉडिफाइड बिटुमेन और क्रम्ब-रबर मॉडिफाइड बिटुमेन की चिपचिपाहट और प्रवाह विशेषताएँ पारंपरिक पेनिट्रेशन-ग्रेड बिटुमेन से काफी भिन्न हो सकती हैं।

मूल्यांकन करना:

• परिचालन तापमान पर वास्तविक श्यानता
• पॉलिमर या क्रम्ब-रबर सामग्री
• जहां प्रासंगिक हो, कणों की विशेषताएं
• आवश्यक परिसंचरण दर
• पंप हीटिंग
• सील अनुकूलता
• मोटर टॉर्क
• पाइपलाइन हीटिंग

पारंपरिक बिटुमेन के लिए उपयुक्त पंप को स्वचालित रूप से हर संशोधित बाइंडर के लिए उपयुक्त नहीं मान लेना चाहिए।

पंप के प्रवाह को भंडारण और तापन के साथ समन्वित करें

पंप की क्षमता को भंडारण प्रणाली में पर्याप्त गर्म सामग्री द्वारा समर्थित होना चाहिए।

भंडारण के आकार के लिए, देखें:

एस्फाल्ट मिक्सिंग प्लांट के लिए बिटुमेन स्टोरेज टैंक की क्षमता की गणना कैसे करें

ताप गणनाओं के लिए, देखें:

बिटुमेन भंडारण टैंकों के लिए थर्मल ऑयल हीटर की क्षमता की गणना कैसे करें

इस प्रणाली का मूल्यांकन इस प्रकार किया जाना चाहिए:

भंडारण क्षमता → तापन क्षमता → पंप प्रवाह → पाइपलाइन

पंप के चयन के लिए आवश्यक जानकारी

• एस्फाल्ट संयंत्र क्षमता
• बिटुमेन का औसत और अधिकतम प्रतिशत
• बिटुमेन का प्रकार और ग्रेड
• परिचालन तापमान
• निरंतर प्रवाह आवश्यक है
• बैच-स्थानांतरण मात्रा
• आवश्यक स्थानांतरण समय
• पाइपलाइन की लंबाई और व्यास
• स्थिर ऊंचाई अंतर
• प्रमुख वाल्व, एल्बो और फिल्टर
• आवश्यक परिसंचरण
• बिजली की आपूर्ति
• परिवेश का तापमान

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

160 टन प्रति घंटा की क्षमता वाले एस्फाल्ट संयंत्र के लिए पंप की प्रवाह दर कितनी होनी चाहिए?

5% बाइंडर सामग्री पर, 160 टन/घंटा की क्षमता वाला संयंत्र सैद्धांतिक रूप से 8 टन/घंटा बिटुमेन की खपत करता है। 0.98 टन/मी³ के अनुमानित घनत्व का उपयोग करने पर लगभग 8.16 मी³/घंटा की खपत होती है। अंतिम पंप क्षमता स्थानांतरण क्षमता, दबाव हानि, श्यानता और परिचालन रिजर्व पर भी निर्भर करती है।

क्या 8 m³/h की मांग के लिए 10 m³/h का पंप पर्याप्त है?

जरूरी नहीं। पंप के निर्धारित प्रवाह की जांच आवश्यक अंतर दाब और बिटुमेन की वास्तविक श्यानता के आधार पर की जानी चाहिए।

क्या एक ही पंप का उपयोग स्थानांतरण और परिसंचरण दोनों के लिए किया जा सकता है?

कुछ प्रणालियों में, हाँ। वाल्व व्यवस्था, संचालन क्रम, आवश्यक प्रवाह और अतिरेक का मूल्यांकन पहले किया जाना चाहिए।

क्या बिटुमेन का तापमान पंप की क्षमता को प्रभावित करता है?

जी हाँ। तापमान कम होने से आमतौर पर श्यानता बढ़ती है, जिससे पंप पर भार और पाइपलाइन का प्रतिरोध बढ़ जाता है।

निष्कर्ष

बिटुमेन पंप के आकार का निर्धारण एस्फाल्ट प्लांट की खपत से शुरू होना चाहिए, लेकिन इसमें संपूर्ण स्थानांतरण प्रक्रिया को भी ध्यान में रखना चाहिए।

प्रारंभिक इंजीनियरिंग अनुक्रम इस प्रकार है:

एस्फाल्ट प्लांट का उत्पादन → बिटुमेन की मांग → आयतन प्रवाह → स्थानांतरण समय → दबाव हानि → पंप की कार्यक्षमता

FEITENG बिटुमेन भंडारण टैंक, पिघलने के उपकरण, थर्मल ऑयल सिस्टम, पंप, गर्म पाइपलाइन और बिटुमेन हैंडलिंग के संपूर्ण समाधान प्रदान करता है।

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