Як спроектувати повну систему обробки бітуму для асфальтозмішувальної установки

Асфальтозмішувальна установка може бути розрахована на 80, 120, 160 або навіть 240 тонн асфальту на годину, але ця виробнича потужність мало що означає, якщо система постачання бітуму не може встигати за цим.

Цю проблему багато підрядників виявляють лише після встановлення.

Сам асфальтний завод може мати достатню виробничу потужність, тоді як бітумна система страждає від повільного плавлення бочок, недостатнього зберігання, заниженої теплоємності, холодних трубопроводів, нестабільного потоку насоса або поганої координації між різними одиницями обладнання.

Результат простий: Асфальтний завод чекає на бітум.

Тому надійна система обробки бітуму повинна бути спроектована як один комплексний процес:

Прийом бітуму → Плавлення або розвантаження → Нагрівання → Зберігання → Циркуляція → Перекачування → Асфальтозмішувальна установка

У цьому посібнику пояснюється, як підрядники, власники асфальтних заводів та EPC-компанії можуть налаштувати цю систему відповідно до виробничих потужностей асфальту, упаковки бітуму, умов нагрівання, вимог до зберігання та планування будівельного майданчика.

Що таке система обробки бітуму?

Система обробки бітуму – це група обладнання, що використовується для отримання, плавлення або розвантаження, нагрівання, зберігання, циркуляції та переміщення бітуму перед його потраплянням на асфальтозмішувальний завод або інший наступний технологічний процес.

Залежно від проекту, система може включати:

• Декантер для бітумних бочок
• Машина для плавлення бітуму в мішках
• Резервуари для зберігання підігрітого бітуму
• Тепловий масляний котел
• Насоси для перекачування бітуму
• Обігрів трубопроводів та клапанів
• Бітумні фільтри
• Циркуляційні трубопроводи
• Контроль температури та рівня
• Модифікований бітум або емульсійне обладнання

Не кожен проект вимагає кожної машини.

Правильна конфігурація залежить, перш за все, від як бітум потрапляє на будівельний майданчик.

Крок 1: Почніть з формату постачання бітуму

Перш ніж вибрати місткість резервуара або потужність нагріву, визначте формат вхідного бітуму.

Це рішення змінює майже всю систему видобутку.

Рідкий бітум насипом

Якщо гарячий рідкий бітум прибуває цистерною, плавильна машина зазвичай не потрібна.

Типова система стає:

Бітумний танкер → Резервуар для зберігання → Циркуляційна/насосна система → Асфальтний завод

Основні інженерні вимоги:

• Швидке розвантаження
• Достатня місткість для зберігання
• Надійне підтримання температури
• Підігріті насоси та трубопроводи
• Достатня місткість термомасляного бака

Постачання оптом є ефективним, коли проект має надійний доступ до нафтопереробного заводу, терміналу або місцевого постачальника бітуму.

Однак, це стає складнішим для віддалених проектів, куди гарячий бітум не може постачатися безперервно.

Бітум у бочці

Сталеві бочки залишаються поширеними для закордонних автомобільних проектів та віддалених будівельних майданчиків.

У цьому випадку процес стає таким:

Бітумні бочки → Декантер для бочок → Підігрівальний резервуар для зберігання → Насос → Асфальтний завод

A бочковий декантер бітуму нагріває бочки та відокремлює бітум від сталевої упаковки.

Залежно від місця розташування, підрядники можуть вибирати між:

• Самонагріваючі бочкові декантери бітуму
• Зовнішні декантерні барабани з підігрівом термомасляними бочками
• Системи автоматичного перекидання барабана або гідравлічної подачі

Важливо, щоб місткість декантера відповідала фактичному споживанню бітуму асфальтним заводом.

Великий асфальтний завод, що постачається з малорозмірного декантеру, зрештою зіткнеться з перебоями у виробництві.

Пов'язаний посібник: Самонагріваючийся проти зовнішнього термомасляного бочкового декантеру бітуму.

Бітум у великих мішках

Для бітуму, що постачається в мішках вагою 1 тонна, зазвичай потрібна спеціальна машина для плавлення бітуму в мішках.

Система стає:

Гігантські мішки → Плавильник бітуму в мішках → Резервуар для зберігання → Насос → Асфальтовий завод

Великі тверді бітумні блоки неможливо ефективно переробляти у звичайному резервуарі для зберігання, оскільки площа теплопередачі занадто обмежена.

Спеціальна плавильна камера збільшує контакт між твердим бітумом та поверхнями нагрівання, дозволяючи матеріалу безперервно плавитися перед потраплянням у систему зберігання.

Крок 2: Розрахунок потреби асфальтного заводу в бітумі

Наступне питання:

Скільки бітуму насправді споживає асфальтний завод?

Простий попередній розрахунок такий:

Погодинний попит на бітум = Виробництво асфальтного заводу × Вміст бітуму

Наприклад:

Якщо асфальтний завод виробляє:

160 тонн асфальту на годину

а суміш містить:

Бітум 5%

тоді:

160 × 5% = 8 тонн бітуму на годину

Тому бітумна система повинна підтримувати приблизно Витрата в'яжучого матеріалу 8 т/год під час роботи з повним навантаженням.

Цей розрахунок одразу впливає на:

• Потужність плавильної машини
• Потік насоса
• Діаметр трубопроводу
• Місткість сховища
• Теплова потужність

Приклад посилання

Ці цифри є попередніми інженерними орієнтирами, а не універсальними проектними значеннями.

Фактичний попит залежить від конструкції асфальтобетонної суміші та графіка виробництва.

Крок 3: Не встановлюйте точну відповідність між плавильною здатністю та споживанням

Припустимо, що асфальтний завод споживає 8 т/год бітуму.

Чи варто просто встановити декантер з бочки продуктивністю 8 т/год?

Не обов'язково.

Реальні виробничі умови рідко ідентичні умовам, зазначеним на табличці.

На плавлення може вплинути:

• Температура навколишнього середовища
• Початкова температура бітуму
• Розміри барабана
• Марка бітуму
• Температура теплоносія
• Ефективність оператора
• Перерви в годуванні
• Залишки всередині бочок
• Продуктивність термомасляного котла

З цієї причини резервуар для зберігання повинен виконувати функцію буфер між плавленням та споживанням.

Замість того, щоб змушувати плавильну машину слідкувати за кожним короткочасним коливанням роботи асфальтного заводу, система може безперервно плавити бітум у сховище, поки асфальтний завод відбирає бітум з резервуара за потреби.

Це значно покращує стабільність роботи.

Крок 4: Визначення розміру буфера для зберігання бітуму

Резервуар для зберігання бітуму виконує кілька завдань одночасно.

Він зберігає матеріал, підтримує температуру, забезпечує час відстоювання та циркуляції, а також відокремлює коливання поставок вище за течією від попиту на виробництво нижче за течією.

Для попереднього планування:

Необхідне зберігання = Добова витрата бітуму × Бажаний буферний період

Припустимо, що асфальтний завод виробляє:

• 1200 тонн асфальту на день
• Вміст бітуму: 5%

Добова витрата бітуму становить:

1200 × 5% = 60 тонн/день

Якщо проекту потрібен приблизно дводенний операційний буфер:

60 × 2 = 120 тонн

Тому в рамках проекту може бути розглянуто схему зберігання з урахуванням цієї вимоги, з урахуванням графіка поставок, робочого об'єму резервуара, обмежень на місці, розрахунків опалення та вимог безпеки.

Важливо, що номінальний об'єм резервуара не є тим самим, що корисна робоча місткість.

Система повинна залишати відповідний робочий простір та враховувати внутрішню нагрівальну структуру резервуара та безпечний рівень наповнення.

Щоб дізнатися більше про критерії проектування, орієнтовані на резервуари, див. посібник FEITENG. конструкція резервуара для зберігання бітуму і асортимент продукції для резервуарів для зберігання бітуму.

Крок 5: Один великий резервуар чи кілька менших резервуарів?

Це ще одне важливе дизайнерське рішення.

Наприклад, якщо проект встановлює:

1 × резервуар 120 м3

або:

3 × 40 м3 резервуари?

Універсальної відповіді не існує.

Один великий резервуар

Переваги:

• Менше трубопроводів
• Менше клапанів та інструментів
• Простіше встановлення
• Менша кількість обладнання

Потенційні недоліки:

• Менша операційна гнучкість
• Технічне обслуговування може вплинути на всю систему зберігання
• Важко розділити різні марки в'яжучих речовин

Кілька танків

Переваги:

• Різні марки бітуму можна зберігати окремо
• Один резервуар може обслуговуватися, поки інші залишаються в робочому стані
• Легше планування виробництва
• Краще резервування
• Простіша інтеграція з PMB Production

Потенційні недоліки:

• Більше клапанів та трубопроводів
• Більше контрольних точок
• Більша складність встановлення

Для заводів, що виробляють кілька асфальтових рецептур, кілька резервуарів часто забезпечують кращу експлуатаційну гнучкість.

Для заводів або терміналів з великим обсягом виробництва використовуються більші варіанти зберігання, такі як Вертикальні резервуари для зберігання бітуму об'ємом 500 м3 також може розглядатися, якщо дозволяють умови доставки, фундаменту, монтажу та опалення.

Крок 6: Визначте спосіб нагрівання

Бітум повинен залишатися придатним для перекачування по всій системі.

Це означає, що проектування опалення не може обмежуватися лише накопичувальним баком.

Наступні компоненти можуть потребувати нагрівання:

• Резервуар для зберігання
• Бітумний насос
• Фільтр
• Клапани
• Транспортні трубопроводи
• Обладнання для плавлення бочок або мішків
• Танки ПМБ
• Змішувальні посудини

Використовуються два поширені підходи.

Інтегроване обладнання для самонагріву

Деякі бітумні резервуари та плавильні машини мають власні пальники та системи нагрівання.

Таке розташування може бути привабливим для:

• Віддалені будівельні майданчики
• Тимчасові асфальтові заводи
• Мобільні проекти
• Майданчики без існуючої мережі термомасляних систем

Головна перевага — незалежність.

Кожна машина може працювати без залежності від центрального котла.

Центральна система термічного масляного опалення

Для великих асфальтових баз кілька машин можуть використовувати одну належним чином спроектовану систему термомасляного покриття.

Наприклад:

Термомасляний котел → Бочковий декантер → Резервуари для зберігання → Бітумні трубопроводи → Система PMB

Централізована система може спростити управління теплом, коли кілька одиниць обладнання потребують непрямого нагріву.

Однак, розмір котла має бути підібраний відповідно до загальне одночасне теплове навантаження, а не лише об'єм найбільшого резервуара.

Замалорозмірний термомасляний нагрівач може призвести до прийнятної температури в резервуарі під час очікування, але недостатньої рекуперації тепла при збільшенні виробництва.

FEITENG пропонує обидва рішення для котлів на термальному маслі та конкретні Конфігурації печей для теплообміну нафти для асфальтних заводівЛогіку розрахунків див. у посібнику з Потужність термомасляного підігрівача для резервуарів для зберігання бітуму.

Крок 7: Зверніть увагу на трубопровідну систему

Багато поломок бітумних систем трапляються поза основним обладнанням.

Бак гарячий.

Декантер працює.

Але бітум все одно не може потрапити до асфальтного заводу.

Чому?

Тому що трубопровід охолов.

Бітумні транспортні лінії слід оцінювати на предмет:

• Діаметр трубопроводу
• Відстань пересадки
• Теплове обведення
• Термомасляна куртка
• Ізоляція
• Кількість ліктів
• Розташування клапанів
• Дренаж
• Тираж
• Процедура вимкнення

Довгі ненагріті ділянки можуть стати точками затвердіння.

Насос і клапани особливо важливі, оскільки бітум, що залишається всередині них після зупинки, може охолонути та перешкодити наступному запуску.

З цієї причини трубопровід слід проектувати як частину теплової системи, а не розглядати як звичайну сантехніку.

Крок 8: Зіставте бітумний насос з реальним процесом

Вибір бітумного насоса лише за максимальною продуктивністю – ще одна поширена помилка.

Насос повинен витримувати в'язкість фактичного в'яжучого матеріалу за очікуваної робочої температури.

Дизайнеру слід врахувати:

• Необхідна швидкість потоку
• В'язкість бітуму
• Відстань пересадки
• Втрата тиску в трубопроводі
• Умови всмоктування
• Температура
• Потреба в кровообігу
• Необхідність зворотного відкачування
• Сумісність PMB

Система також повинна забезпечувати циркуляцію бітуму за потреби.

Безперервна або періодична циркуляція допомагає підтримувати більш рівномірну температуру та зменшує ризик виникнення холодних зон.

Крок 9: Розгляньте майбутнє виробництво ПМБ або емульсії

Система, розроблена лише для сьогоднішніх виробничих потреб, може стати дорогою для подальшої модифікації.

Якщо проєкт згодом передбачає виробництво полімермодифікованого бітуму, слід залишити з'єднання та простір для:

• Виробничий блок ПМБ
• Колоїдний млин з високим зсувом
• Система подачі полімерів
• Резервуар для зберігання модифікованого бітуму
• Система перемішування
• Додаткове завантаження термомасляної олії
• Окремий циркуляційний контур

ПМБ вимагає ретельнішого контролю температури та зберігання, ніж звичайний дорожній бітум, оскільки необхідно контролювати відділення полімерів та термічну деградацію.

Той самий принцип застосовується, якщо до асфальтової основи пізніше можуть додати установку з виробництва бітумної емульсії.

Планування цих інтерфейсів під час початкового планування може значно спростити розширення в майбутньому.

Для проектів з модифікованого асфальту порівняйте системні вимоги в посібнику FEITENG щодо як вибрати завод з виробництва полімермодифікованого бітуму.

Приклади системних схем

Приклад 1: Асфальтовий завод продуктивністю 120 т/год з використанням бочкового бітуму

Припустимо:

• Виробництво асфальту: 120 т/год
• Вміст бітуму: 5%
• Витрата бітуму: приблизно 6 т/год
• Сировина: сталеві бочки
• Віддалений будівельний майданчик

Можлива системна концепція буде такою:

Зона зберігання бочок → Автоматичний декантер бітуму для бочок → Буферний резервуар з підігрівом бітуму → Бітумний насос + підігрів трубопроводу → Асфальтозмішувальна установка

Якщо в проекті немає центрального термомасляного котла, самонагріваючийся бочковий декантер та незалежно нагрівальний резервуар-накопичувач можуть спростити монтаж.

Якщо вже існує відповідний термомасляний котел, зовнішній нагрівальний декантер може бути економічнішим.

Приклад 2: Асфальтний завод продуктивністю 200 т/год з подачею бітуму насипом

Припустимо:

• Виробництво асфальту: 200 т/год
• Вміст бітуму: 5%
• Максимальна витрата бітуму: приблизно 10 т/год
• Сировина: рідкий бітум насипом

Типовою концепцією може бути:

Бітумний танкер → Розвантажувальний насос → Кілька опалювальних резервуарів для зберігання → Циркуляційний колектор → Дозувальний/перевантажувальний насос → Асфальтозмішувальна установка

Оскільки твердий бітум не потрібно плавити, інженерний акцент зміщується в бік:

• Буфер зберігання
• Швидке розвантаження танкерів
• Теплова потужність
• Тираж
• Надійність трубопроводів
• Надмірність

Приклад 3: Проєкт віддаленого автомагістралі з використанням великих сумок

Для проекту, де постачання насипних вантажів з цистерн недоступне, 1-тонні гігантські мішки можуть спростити логістику на далекі відстані.

Система може стати:

Зберігання у великих мішках → Машина для плавлення бітуму в мішках → Резервуар для зберігання з підігрівом → Насос та трубопровід з підігрівом термомасляного масла → Асфальтовий завод

Для такого типу проектів контейнерне або модульне обладнання може зменшити складність міжнародних перевезень та встановлення на місці.

Кейс проекту FEITENG для Система плавлення та зберігання бітуму, доставлена до Південної Америки є корисним довідником для мислення в рамках цілісної системи.

Поширені помилки проектування бітумних систем

Помилка 1: Купівля кожної машини окремо

Підрядник купує декантер у одного постачальника, резервуари у іншого, котел на місці та насоси самостійно.

Кожен компонент може працювати коректно самостійно.

Але їхні можливості можуть не збігатися.

Результатом є незбалансований процес.

Перед замовленням окремих машин слід перевірити повний потік.

Помилка 2: Врахування лише потужностей асфальтового заводу

Асфальтний завод потужністю 160 т/год не є автоматичною ознакою того, яке обладнання для виробництва бітуму слід купувати.

Вам також потрібно:

• Відсоток бітуму
• Щоденні години роботи
• Формат постачання
• Частота доставки
• Температура навколишнього середовища
• Вимога до буфера зберігання

Помилка 3: Ігнорування втрат тепла в трубопроводах

Потужний котел не може вирішити всі проблеми з опаленням.

Погана ізоляція та довгі трубопроводи все ще можуть створювати холодні зони та високе споживання енергії.

Помилка 4: Відсутність буфера між плавленням та споживанням

Підключення плавильної машини безпосередньо до споживача установки без належного зберігання робить виробництво залежним від миттєвої продуктивності плавлення.

Підігрітий буферний бак створює операційне розділення між двома процесами.

Помилка 5: Вибір обладнання за ціною перед проектуванням процесу

Дешевша окрема машина може зробити загальний проект дорожчим, якщо пізніше знадобляться додаткові насоси, котли, резервуари, трубопроводи або модифікації.

Правильна послідовність така:

Процес → Продуктивність → Планування → Опалення → Обладнання → Ціна

не:

Ціна → Обладнання → Намагайтеся зробити все підходяще

Інформація, яку потрібно підготувати перед запитом цінової пропозиції на бітумну систему

Постачальник може надати набагато точнішу пропозицію, якщо має таку інформацію:

1. Продуктивність асфальтозмішувальної установки, т/год
2. Очікуване виробництво асфальту на добу
3. Відсоток бітуму в асфальтовій суміші
4. Марка бітуму
5. Упаковка бітуму: насипом, бочкою, великим мішком або блоком
6. Необхідні дні зберігання
7. Місцева мінімальна температура навколишнього середовища
8. Доступне паливо: дизельне паливо, бензин, електрика тощо.
9. Існуюча потужність термомасляного котла, якщо така є
10. Відстань між обладнанням та асфальтним заводом
11. Доступні розміри сайту
12. Блок живлення
13. Необхідний рівень автоматизації
14. Потреба у виробництві ПМБ або емульсії
15. Країна та порт призначення

Завдяки цим параметрам бітумну систему можна налаштувати відповідно до фактичного проекту, замість того, щоб вибирати обладнання зі стандартного каталогу.

Поширені запитання

Яке бітумне обладнання потрібне асфальтозмішувальній установці?

Як мінімум, асфальтний завод зазвичай потребує підігрітого сховища бітуму, насосів, клапанів, трубопроводів та відповідної системи опалення. Якщо бітум надходить у бочках або великих мішках, перед зберіганням також потрібна машина для плавлення бітуму.

Як розрахувати витрату бітуму для асфальтного заводу?

Для попереднього розрахунку:

Витрата бітуму = Виробництво асфальту × Відсоток бітуму

Наприклад, асфальтний завод продуктивністю 160 т/год, що використовує в'яжучу речовину марки 5%, потребує приблизно 8 т/год бітуму при повній потужності виробництва.

Фактична витрата завжди повинна відповідати затвердженому проекту асфальтової суміші.

Чи потрібен мені резервуар для зберігання бітуму після бочкового декантера?

У більшості систем безперервного виробництва асфальту, так.

Підігрітий резервуар для зберігання забезпечує буферну ємність між процесом плавлення та асфальтним заводом, а також допомагає підтримувати стабільну температуру та подачу бітуму.

Чи варто використовувати систему самонагріву чи термомасляний котел?

Обладнання з самонагрівом часто підходить для віддалених або тимчасових проектів, які потребують незалежної роботи.

Центральна система термомасляного нагрівання часто є більш практичною, коли потрібно одночасно нагрівати кілька резервуарів, плавильних машин, трубопроводів або технологічних установок.

Правильний вибір залежить від загального потреби в теплі та інфраструктури об'єкта.

Чи може один термомасляний котел обігрівати кілька бітумних резервуарів?

Так, за умови, що котел, циркуляційні насоси, трубопроводи та система теплопередачі розраховані на комбіноване теплове навантаження.

Розрахунок повинен включати резервуари, трубопроводи, плавильне обладнання та інших одночасних споживачів тепла.

Чи можна використовувати одні й ті ж резервуари для зберігання бочкового бітуму, бітуму в мішках та бітуму насипом?

Після того, як матеріал належним чином розплавлений та переведений у рідку форму, правильно налаштована система підігріву, як правило, може отримувати бітум з різних джерел подачі, за умови сумісності марок в'яжучих речовин та експлуатаційних вимог.

Побудуйте систему навколо асфальтного заводу, а не навколо однієї машини

Надійна бітумна система — це не просто набір резервуарів, насосів, пальників та плавильних машин.

Це система безперервного теплового та матеріального потоку.

Правильний дизайн починається з п'яти питань:

• Скільки бітуму споживає асфальтний завод?
• Як потрапляє бітум?
• Який обсяг буферної пам'яті потрібен?
• Звідки візьметься тепло?
• Як рідкий бітум надійно транспортуватиметься від пункту отримання до місця виробництва асфальту?

Після отримання відповідей на ці питання вибір обладнання стає набагато простіше.

Для бітуму, упакованого в бочки, рішення може поєднувати декантер бітуму в бочці з підігрітими резервуарами для зберігання.

Для великих мішків може знадобитися машина для плавлення бітуму в мішках.

Для оптових поставок пріоритет може зміститися в бік зберігання, циркуляції та нагрівання.

А для великих баз виробництва асфальту найкращим рішенням часто є повна системна схема, яка з'єднує обладнання для плавлення бітуму, резервуари для зберігання, нагрівання термомасляним маслом, насоси, трубопроводи та майбутнє обладнання для модифікованого бітуму з самого початку.

FEITENG проектує та виробляє бітумне обладнання для дорожньо-будівельних проектів, включаючи плавильні машини, резервуари для зберігання, термомасляні котли, установки для ПМБ, емульсійні системи та розпилювачі бітумуЯкщо ви плануєте новий асфальтний завод або модернізацію існуючої системи постачання бітуму, підготуйте параметри проекту та запросіть повну конфігурацію, а не порівнюйте окремі машини.

Пов'язані ресурси FEITENG

• Бітумне обладнання для дорожнього будівництва
• Машина для плавлення бітуму
• Резервуар для зберігання бітуму
• Термомасляний котел
• Завод з виробництва полімермодифікованого бітуму серії GLS
• Як розрахувати потужність термомасляного нагрівача для резервуара для зберігання бітуму
• Самонагріваючийся проти зовнішнього термомасляного бочкового декантеру бітуму