Как спроектировать комплексную систему обработки битума для асфальтосмесительного завода

Асфальтосмесительный завод может быть рассчитан на производительность 80, 120, 160 или даже 240 тонн асфальта в час, но эта производительность мало что значит, если система подачи битума не справляется с нагрузкой.

Многие подрядчики обнаруживают эту проблему только после завершения работ.

Сам асфальтобетонный завод может обладать достаточной производственной мощностью, в то время как система производства битума страдает от медленного плавления в барабанах, недостаточного объема хранения, недостаточной мощности нагрева, холодных трубопроводов, нестабильного потока насосов или плохой координации между различными элементами оборудования.

Результат прост: Асфальтобетоловый завод ждет битум.

Таким образом, надежная система обработки битума должна быть спроектирована как единый комплексный процесс:

Приём битума → Плавление или выгрузка → Нагрев → Хранение → Циркуляция → Перекачка → Асфальтосмесительный завод

В этом руководстве объясняется, как подрядчики, владельцы асфальтобетонных заводов и компании, занимающиеся проектированием, закупками и строительством (EPC), могут настроить эту систему в соответствии с производственной мощностью асфальта, упаковкой битума, условиями нагрева, требованиями к хранению и планировкой площадки.

Что такое система обработки битума?

Система обработки битума — это группа оборудования, используемого для приема, плавления или выгрузки, нагрева, хранения, циркуляции и транспортировки битума перед его поступлением на асфальтосмесительный завод или в другой технологический процесс.

В зависимости от проекта система может включать в себя:

• Битумный барабан-декантер
• Машина для плавки битума в мешках
• Резервуары для хранения битума с подогревом
• Мазутный котел
• Насосы для перекачки битума
• Нагреваемые трубопроводы и клапаны
• Битумные фильтры
• Циркуляционные трубопроводы
• Регулировка температуры и уровня
• Модифицированный битум или эмульсионное оборудование

Не для каждого проекта требуется каждая машина.

Правильная конфигурация зависит, прежде всего, от как битум доставляется на строительную площадку.

Шаг 1: Начните с формата поставки битума.

Перед выбором объема резервуара или мощности нагрева необходимо определить состав поступающего битума.

Это решение меняет практически всю систему добычи и переработки нефти и газа.

Жидкий битум в больших объемах

Если горячий жидкий битум доставляется цистернами, плавильная машина обычно не требуется.

Типичная система выглядит следующим образом:

Битумный танкер → Резервуар для хранения → Циркуляционная/насосная система → Асфальтобетонный завод

Основные инженерные требования:

• Быстрая разгрузка
• Достаточная емкость хранения
• Надежное поддержание температуры
• Нагреваемые насосы и трубопроводы
• Достаточная емкость термомасла

Эффективность оптовых поставок достигается тогда, когда проект имеет надежный доступ к нефтеперерабатывающему заводу, терминалу или местному поставщику битума.

Однако, ситуация усложняется для удаленных проектов, где непрерывная подача горячего битума невозможна.

Битум, утрамбованный в бочки

Стальные бочки по-прежнему широко используются в проектах строительства автомагистралей за рубежом и на удаленных строительных площадках.

В этом случае процесс выглядит следующим образом:

Битумные бочки → Декантер для бочек → Подогреваемый резервуар → Насос → Асфальтобетонный завод

A бочка битумный декантер нагревает бочки и отделяет битум от стальной упаковки.

В зависимости от объекта подрядчики могут выбирать из следующих вариантов:

• Самонагревающиеся барабанные декантеры для битума
• Внешние барабанные декантеры с подогревом термомаслом
• Автоматические системы опрокидывания барабанов или гидравлические системы подачи

Важно, чтобы производительность декантера соответствовала фактическому потреблению битума асфальтобетонным заводом.

Крупный асфальтобетонный завод, снабжаемый асфальтом из декантера недостаточной мощности, в конечном итоге столкнется с перебоями в производстве.

Сопутствующее руководство: Самонагревающийся против внешне нагревающегося битумного декантера в масляной бочке.

Битум в мешках большого размера

Для битума, поставляемого в мешках-бигбо объемом 1 тонна, обычно требуется специальная машина для плавки битума в мешках.

Система становится следующей:

Биг-бэги → Битумный плавильный цех → Резервуар для хранения → Насос → Асфальтобетонный завод

Крупные твердые блоки битума не могут быть эффективно переработаны в обычном резервуаре для хранения, поскольку площадь теплопередачи слишком ограничена.

Специальная плавильная камера увеличивает контакт между твердым битумом и нагревательными поверхностями, позволяя материалу непрерывно плавиться перед попаданием в систему хранения.

Шаг 2: Рассчитайте потребность асфальтобетонного завода в битуме.

Следующий вопрос:

Сколько битума фактически потребляет асфальтобетонный завод?

Простой предварительный расчет выглядит следующим образом:

Почасовая потребность в битуме = Производительность асфальтобетонного завода × Содержание битума

Например:

Если асфальтобетонный завод производит:

160 тонн асфальта в час

В состав микса входят:

5% битум

затем:

160 × 5% = 8 тонн битума в час

Таким образом, битумная система должна выдерживать приблизительно Расход вяжущего материала составляет 8 т/ч при работе на полной нагрузке..

Этот расчет немедленно влияет на:

• Производительность плавильной машины
• Производительность насоса
• Диаметр трубопровода
• Емкость хранилища
• Тепловая мощность

Пример ссылки

Эти цифры представляют собой предварительные инженерные ориентиры, а не универсальные проектные значения.

Фактический спрос зависит от состава асфальтобетонной смеси и графика производства.

Шаг 3: Не следует точно подбирать плавильную мощность в соответствии с потреблением.

Предположим, асфальтобетонный завод потребляет 8 т/ч битума.

Стоит ли просто установить барабанный декантер производительностью 8 т/ч?

Не обязательно.

Реальные условия производства редко совпадают с номинальными условиями.

На характеристики плавления могут влиять следующие факторы:

• Температура окружающей среды
• Начальная температура битума
• Размеры барабана
• Битумный сорт
• Температура нагревательной среды
• Эффективность оператора
• Перебои в кормлении
• Остатки внутри барабанов
• Производительность котлов на термическом масле

По этой причине резервуар для хранения должен выполнять функцию буфер между таянием и потреблением.

Вместо того чтобы заставлять плавильную машину следовать за каждым кратковременным колебанием работы асфальтобетонного завода, система может непрерывно плавить битум и загружать его в резервуар, в то время как асфальтобетонный завод будет отбирать битум из резервуара по мере необходимости.

Это значительно повышает стабильность работы.

Шаг 4: Определение размера буфера для хранения битума.

Резервуар для хранения битума выполняет несколько функций одновременно.

Она обеспечивает хранение материала, поддержание температуры, время отстаивания и циркуляции, а также позволяет отделить колебания поставок от спроса со стороны конечного потребителя.

Для предварительного планирования:

Необходимый объем хранения = Суточный расход битума × Желаемый буферный период

Предположим, асфальтобетонный завод производит:

• 1200 тонн асфальта в день
• Содержание битума: 5%

Ежедневное потребление битума составляет:

1200 × 5% = 60 тонн/день

Если для проекта требуется примерно два дня оперативного резерва:

60 × 2 = 120 тонн

Таким образом, в рамках проекта может быть рассмотрен вариант хранения, соответствующий этим требованиям, с учетом графика поставок, рабочего объема резервуара, ограничений на площадке, расчетов по нагреву и требований безопасности.

Важно отметить, что номинальный объем резервуара не совпадает с полезной рабочей вместимостью.

Система должна обеспечивать достаточное рабочее пространство, учитывать внутреннюю систему отопления резервуара и безопасный уровень заполнения.

Для получения более подробной информации о критериях проектирования, ориентированных на танки, см. руководство FEITENG. проектирование резервуаров для хранения битума и Ассортимент продукции для резервуаров для хранения битума.

Шаг 5: Один большой резервуар или несколько резервуаров меньшего размера?

Это еще одно важное дизайнерское решение.

Например, если проект должен установить:

1 × 120 м3 резервуар

или:

3 резервуара по 40 м3?

Универсального ответа нет.

Один большой резервуар

Преимущества:

• Меньше трубопроводов
• Меньше клапанов и инструментов
• Более простая установка
• Меньшее количество оборудования

Возможные недостатки:

• Меньшая операционная гибкость
• Техническое обслуживание может повлиять на всю систему хранения данных.
• Сложно различить разные сорта связующего вещества.

Несколько резервуаров

Преимущества:

• Различные марки битума можно хранить отдельно.
• Один резервуар может быть обслужен, в то время как другие остаются в рабочем состоянии.
• Упрощенное планирование производства
• Улучшенная отказоустойчивость
• Упрощенная интеграция с производством PMB.

Возможные недостатки:

• Больше клапанов и трубопроводов
• Больше контрольных точек
• Более высокая сложность установки

Для предприятий, производящих несколько составов асфальта, наличие нескольких резервуаров часто обеспечивает большую гибкость в эксплуатации.

Для предприятий или терминалов с большими объемами продукции предпочтительны более крупные варианты хранения, такие как... вертикальные резервуары для хранения битума объемом 500 м3 Также это может быть рассмотрено, если позволяют условия транспортировки, закладки фундамента, монтажа и отопления.

Шаг 6: Определите способ нагрева.

Битум должен оставаться пригодным для перекачки по всей системе.

Это означает, что проектирование системы отопления не может ограничиваться только накопительным баком.

Для нагрева следующих компонентов может потребоваться:

• резервуар для хранения
• Битумный насос
• Фильтр
• Клапаны
• Транспортные трубопроводы
• Плавильное оборудование в бочках или мешках
• танки ПМБ
• Смесительные емкости

Используются два распространенных подхода.

Встроенное самонагревающееся оборудование

Некоторые битумные резервуары и плавильные машины оснащены собственными горелками и системами отопления.

Такой вариант может быть привлекателен для:

• Удаленные строительные площадки
• Временные асфальтобетонные заводы
• Мобильные проекты
• Объекты, не имеющие действующей сети теплоносителя.

Главное преимущество — независимость.

Каждая машина может работать без использования центрального котла.

Центральная система отопления на мазуте

Для асфальтобетонных оснований большой площади несколько машин могут использовать одну правильно спроектированную систему термомасла.

Например:

Котел на термическом масле → Декантер для бочек → Резервуары для хранения → Битумные трубопроводы → Система PMB

Централизованная система может упростить управление тепловыми процессами, когда для нескольких единиц оборудования требуется косвенный нагрев.

Однако размер котла должен быть подобран в соответствии с его потребностями. суммарная одновременная тепловая нагрузкаа не просто объем самого большого резервуара.

Использование теплоносителя недостаточной мощности может обеспечить приемлемую температуру в резервуаре в режиме ожидания, но недостаточное рекуперацию тепла при увеличении объемов производства.

FEITENG предлагает оба варианта. решения для котлов на термическом масле и конкретные Конфигурации печей для теплопередачи масла на асфальтобетонных заводах. Информацию о логике вычислений см. в руководстве. Мощность тепловых масляных нагревателей для резервуаров хранения битума.

Шаг 7: Обратите внимание на трубопроводную систему

Многие отказы битумных систем происходят вне основного оборудования.

Резервуар горячий.

Графин работает.

Но битум по-прежнему не может попасть на асфальтобетонный завод.

Почему?

Потому что трубопровод остыл.

Необходимо провести оценку трубопроводов для перекачки битума по следующим параметрам:

• Диаметр трубопровода
• Расстояние передачи
• Обогрев трубопроводов
• Термомасляная рубашка
• Изоляция
• Количество локтей
• Расположение клапанов
• Дренаж
• Кровообращение
• Процедура выключения

Длинные необогреваемые участки могут стать очагами затвердевания.

Насос и клапаны особенно важны, поскольку битум, остающийся внутри них после остановки, может остыть и помешать следующему запуску.

По этой причине трубопровод следует проектировать как часть тепловой системы, а не рассматривать как обычную водопроводную систему.

Шаг 8: Подберите битумный насос в соответствии с реальным технологическим процессом.

Еще одна распространенная ошибка — выбор битумного насоса только по максимальной производительности.

Насос должен справляться с вязкостью фактического связующего вещества при ожидаемой рабочей температуре.

Дизайнеру следует учитывать следующее:

• Требуемая скорость потока
• вязкость битума
• Расстояние передачи
• Потеря давления в трубопроводе
• Условия всасывания
• Температура
• Необходимость кровообращения
• Необходимость обратной перекачки
• Совместимость с PMB

Система также должна обеспечивать циркуляцию битума при необходимости.

Непрерывная или периодическая циркуляция помогает поддерживать более равномерную температуру и снижает риск образования холодных зон.

Шаг 9: Рассмотрите возможность производства ПМБ или эмульсий в будущем.

Система, разработанная исключительно для удовлетворения текущих производственных потребностей, в дальнейшем может оказаться дорогостоящей в плане модификации.

Если в рамках проекта планируется производство битума, модифицированного полимерами, следует предусмотреть места и соединения для следующих элементов:

• производственное подразделение ПМБ
• Высокоскоростная коллоидная мельница
• Система подачи полимера
• Модифицированный резервуар для хранения битума
• Система перемешивания
• Дополнительная нагрузка на тепловое масло
• Отдельный циркуляционный контур

Для производства полиметилметакрилата (ПМБ) требуется более тщательный контроль температуры и условий хранения, чем для обычного дорожного битума, поскольку необходимо контролировать расслоение полимеров и термическую деградацию.

Тот же принцип применим и в том случае, если в асфальтовое основание впоследствии будет добавлена установка для производства битумной эмульсии.

Планирование этих интерфейсов на этапе первоначальной разработки может значительно упростить дальнейшее расширение.

Для проектов с модифицированным асфальтом сравните системные требования с руководством FEITENG. Как выбрать завод по производству битума, модифицированного полимерами.

Примеры компоновки системы

Пример 1: Асфальтобетонный завод производительностью 120 т/ч, использующий битум барабанного типа.

Предполагать:

• Производство асфальта: 120 т/ч
• Содержание битума: 5%
• Потребность в битуме: приблизительно 6 т/ч.
• Сырье: стальные бочки
• Удалённая строительная площадка

Возможный вариант концепции системы может выглядеть следующим образом:

Зона хранения бочек → Автоматический декантер битума для бочек → Буферный резервуар для битума с подогревом → Битумный насос + трубопровод с подогревом → Асфальтосмесительный завод

Если в проекте отсутствует центральный котел, работающий на мазуте, то установка самонагревающегося барабанного декантера и независимо нагреваемого накопительного бака может упростить монтаж.

Если подходящий котел на термическом масле уже имеется, то декантер с внешним подогревом может оказаться более экономичным вариантом.

Пример 2: Асфальтобетонный завод производительностью 200 т/ч с поставкой битума навалом.

Предполагать:

• Производство асфальта: 200 т/ч
• Содержание битума: 5%
• Максимальная потребность в битуме: приблизительно 10 т/ч.
• Сырье: жидкий битум в больших объемах.

Типичным примером может быть:

Битумный танкер → Разгрузочный насос → Несколько подогреваемых резервуаров для хранения → Циркуляционный коллектор → Дозирующий/перекачивающий насос → Асфальтосмесительная установка

Поскольку нет необходимости плавить твердый битум, основное внимание в инженерных расчетах переключается на:

• Буфер хранения
• Быстрая разгрузка танкеров
• Тепловая мощность
• Кровообращение
• Надежность трубопровода
• Избыточность

Пример 3: Проект строительства автомагистрали в отдаленном районе с использованием мешков большого размера.

В проектах, где поставки наливными цистернами недоступны, использование биг-бэгов объемом 1 тонна может упростить логистику на дальние расстояния.

Система может стать следующей:

Хранение биг-бэгов → Машина для плавки битума в мешках → Нагреваемый резервуар для хранения → Насос и трубопровод с подогревом от термомасла → Асфальтобетонный завод

Для проектов такого типа контейнерное или модульное оборудование может упростить международные перевозки и монтаж на площадке.

Проект компании FEITENG для Система плавки и хранения битума поставлена в Южную Америку. Это полезный справочник для тех, кто хочет мыслить системно.

Распространенные ошибки при проектировании битумных систем

Ошибка 1: Покупка каждой машины по отдельности.

Подрядчик закупает декантер у одного поставщика, резервуары у другого, котел на месте и насосы самостоятельно.

Каждый компонент может корректно работать и сам по себе.

Но их возможности могут не совпадать.

В результате возникает несбалансированный процесс.

Перед заказом отдельных машин необходимо проверить весь технологический процесс.

Ошибка 2: Ориентироваться только на мощность асфальтобетонного завода.

Наличие асфальтобетонного завода производительностью 160 т/ч само по себе не означает, какое битумное оборудование следует приобрести.

Вам также потребуется:

• Процентное содержание битума
• Ежедневные часы работы
• Формат поставки
• Частота доставки
• Температура окружающей среды
• Требования к буферу хранения

Ошибка 3: Игнорирование теплопотерь в трубопроводах.

Мощный котел не может решить все проблемы с отоплением.

Плохая теплоизоляция и длинные трубопроводы по-прежнему могут создавать холодные зоны и приводить к высокому энергопотреблению.

Ошибка 4: Отсутствие буфера между плавлением и потреблением

Прямое подключение плавильной машины к источнику потребления без надлежащего хранения делает производство зависимым от мгновенной скорости плавления.

Нагреваемый буферный резервуар обеспечивает разделение между двумя процессами.

Ошибка 5: Выбор оборудования по цене до проектирования технологического процесса.

Более дешевая отдельная машина может значительно увеличить общую стоимость проекта, если впоследствии потребуется приобретение дополнительных насосов, котлов, резервуаров, трубопроводов или внесение изменений.

Правильная последовательность:

Технологический процесс → Мощность → Планировка → Отопление → Оборудование → Цена

нет:

Цена → Оборудование → Постарайтесь, чтобы всё поместилось

Информация, которую необходимо подготовить перед запросом коммерческого предложения на битумную систему.

Поставщик сможет предоставить гораздо более точное предложение, если будет доступна следующая информация:

1. Производительность асфальтосмесительного завода в т/ч
2. Ожидаемый объем производства асфальта в сутки
3. Процентное содержание битума в асфальтобетонной смеси
4. Битумный сорт
5. Упаковка битума: насыпью, в бочках, биг-бэгах или блоками.
6. Требуемое количество дней хранения
7. Локальный минимум температуры окружающей среды
8. Доступные виды топлива: дизельное топливо, газ, электричество и т. д.
9. Существующая мощность котлов, работающих на термическом масле, если таковая имеется.
10. Расстояние между оборудованием и асфальтобетонным заводом
11. Доступные размеры участка
12. Источник питания
13. Требуемый уровень автоматизации
14. Необходимость в производстве ПМБ или эмульсий.
15. Страна назначения и порт

Благодаря этим параметрам, битумную систему можно сконфигурировать в соответствии с конкретным проектом, а не выбирать оборудование из стандартного каталога.

Часто задаваемые вопросы

Какое битумное оборудование необходимо асфальтосмесительному заводу?

Как минимум, асфальтобетонный завод должен включать в себя подогреваемые хранилища битума, насосы, клапаны, трубопроводы и соответствующую систему отопления. Если битум поступает в бочках или биг-бэгах, перед хранением также необходима машина для плавки битума.

Как рассчитать расход битума на асфальтобетонном заводе?

Для предварительного расчета:

Расход битума = Производство асфальта × Процентное содержание битума

Например, асфальтобетонному заводу производительностью 160 т/ч с содержанием вяжущего 5% требуется приблизительно 8 т/ч битума при полной загрузке.

Фактический расход всегда должен соответствовать утвержденному составу асфальтобетонной смеси.

Нужен ли мне резервуар для хранения битума после перегонного аппарата?

В большинстве систем непрерывного производства асфальта — да.

Нагреваемый резервуар для хранения обеспечивает буферную емкость между процессом плавления и асфальтобетонным заводом и помогает поддерживать стабильную температуру битума и его подачу.

Следует ли мне использовать систему самонагрева или котел на мазуте?

Самонагревающееся оборудование часто подходит для удаленных или временных проектов, требующих автономной работы.

Централизованная система с использованием термомасла часто оказывается более практичной в тех случаях, когда необходимо одновременно нагревать несколько резервуаров, плавильных машин, трубопроводов или технологических установок.

Правильный выбор зависит от общей потребности в тепле и инфраструктуры объекта.

Может ли один котел на термическом масле нагревать несколько резервуаров с битумом?

Да, при условии, что котел, циркуляционные насосы, трубопроводы и система теплопередачи рассчитаны на суммарную тепловую нагрузку.

Расчет должен включать резервуары, трубопроводы, плавильное оборудование и другие одновременно потребляемые тепловые ресурсы.

Можно ли использовать одни и те же резервуары для хранения битума в бочках, битума в мешках и битума навалом?

После того как материал должным образом расплавлен и переведен в жидкое состояние, правильно сконфигурированная система хранения с подогревом, как правило, может принимать битум, полученный различными способами из различных источников, при условии совместимости марок вяжущего и эксплуатационных требований.

Систему следует строить вокруг асфальтобетонного завода, а не вокруг одной конкретной машины.

Надежная битумная система — это не просто набор резервуаров, насосов, горелок и плавильных машин.

Это непрерывная система тепловых и материальных потоков.

Правильный дизайн начинается с пяти вопросов:

• Сколько битума потребляет асфальтобетонный завод?
• Как доставляется битум?
• Какой объем буферного хранилища необходим?
• Откуда возьмется тепло?
• Как обеспечить надежную транспортировку жидкого битума от пункта приема до места производства асфальта?

После того как будут даны ответы на эти вопросы, выбор оборудования значительно упростится.

В случае битума, упакованного в бочки, решение может сочетать в себе декантер для битума в бочках с подогреваемыми резервуарами для хранения.

Для производства биг-бэгов может потребоваться машина для плавки битума в мешках.

При оптовых поставках приоритеты могут сместиться в сторону хранения, циркуляции и отопления.

А для крупных предприятий по производству асфальта наилучшим решением зачастую является комплексная система, объединяющая различные компоненты. Оборудование для плавки битума, резервуары для хранения, нагрев термомасломнасосы, трубопроводы и будущее модифицированное битумное оборудование С самого начала.

Компания FEITENG занимается проектированием и производством. Оборудование для производства битума для дорожно-строительных проектов.включая плавильные машины, резервуары для хранения, котлы на термомасле, установки ПМБ, эмульсионные системы и битумные распылителиЕсли вы планируете строительство нового асфальтобетонного завода или модернизацию существующей системы подачи битума, подготовьте параметры проекта и запросите полную конфигурацию, а не сравнивайте отдельные машины.

Связанные ресурсы FEITENG

• Битумное оборудование для дорожного строительства
• Машина для плавления битума
• Резервуар для хранения битума
• Термический нефтяной котел
• Завод по производству полимерно-модифицированного битума серии GLS
• Как рассчитать мощность нагревателя термомасла для резервуара хранения битума
• Самонагревающийся против внешне нагревающегося битумного декантера в масляной бочке