Cách tính toán dung tích bể chứa bitum cho nhà máy trộn nhựa đường

Việc lựa chọn dung tích bể chứa nhựa đường phù hợp không chỉ đơn thuần là chọn bể có dung tích lớn nhất hiện có. Hệ thống lưu trữ phải phù hợp với tốc độ sản xuất thực tế của nhà máy trộn nhựa đường, lượng tiêu thụ nhựa đường hàng ngày, tần suất cung cấp, công suất gia nhiệt và lịch trình hoạt động.

Nếu bể chứa quá nhỏ, nhà máy sản xuất nhựa đường có thể phải ngừng hoạt động trong khi chờ nhận nguồn nhựa đường mới hoặc trong khi nhựa đường rắn vẫn đang được làm tan chảy. Nếu bể chứa quá lớn, dự án có thể phải chi nhiều tiền hơn mức cần thiết cho thiết bị, vật liệu cách nhiệt, móng, công suất sưởi ấm và duy trì nhiệt độ lâu dài.

Hướng dẫn này giải thích cách tính toán dung tích bể chứa bitum cho nhà máy trộn nhựa đường và cách chuyển đổi kết quả tính toán thành cấu hình bể chứa thực tế.

Vì sao dung tích bể chứa bitum phải phù hợp với sản lượng của nhà máy sản xuất nhựa đường

Nhà máy trộn nhựa đường tiêu thụ bitum liên tục trong quá trình sản xuất. Do đó, dung lượng kho chứa cần thiết phụ thuộc chủ yếu vào số tấn nhựa đường mà nhà máy sản xuất và lượng bitum có trong mỗi tấn hỗn hợp nhựa đường.

Tuy nhiên, công suất định mức của nhà máy thôi là chưa đủ. Một nhà máy có công suất định mức 160 tấn/giờ hiếm khi hoạt động hết công suất trong suốt thời gian dự kiến. Việc cấp liệu, độ ẩm cốt liệu, thay đổi hỗn hợp, sự sẵn có của xe vận chuyển, bảo trì và gián đoạn sản xuất đều ảnh hưởng đến tốc độ hoạt động thực tế.

Do đó, một phép tính đáng tin cậy cần xem xét các yếu tố sau:

• Công suất định mức của nhà máy sản xuất nhựa đường
• Tỷ lệ sử dụng thực tế của nhà máy
• Hàm lượng bitum trong hỗn hợp nhựa đường
• Giờ hoạt động hàng ngày
• Số ngày lưu trữ cần thiết
• Độ tin cậy của nguồn cung và giao hàng
• Dự trữ an toàn
• Thể tích bình chứa tối đa có thể sử dụng
• Số lượng loại nhựa đường được sử dụng

Bước 1: Tính toán lượng tiêu thụ nhựa đường mỗi giờ

Bước đầu tiên là tính toán lượng nhựa đường mà nhà máy sản xuất nhựa đường tiêu thụ trong một giờ sản xuất.

Công thức:

Lượng tiêu thụ bitum mỗi giờ = Sản lượng nhà máy nhựa đường × Hàm lượng bitum

Ví dụ, giả sử một nhà máy sản xuất nhựa đường có công suất định mức là 160 tấn/giờ và hỗn hợp nhựa đường chứa bitum 5%.

160 tấn/giờ × 5% = 8 tấn nhựa đường mỗi giờ

Nếu nhà máy hoạt động liên tục ở công suất tối đa, nó sẽ tiêu thụ khoảng 8 tấn nhựa đường mỗi giờ.

Tỷ lệ bitum thực tế luôn phải được xác định từ thiết kế hỗn hợp nhựa đường đã được phê duyệt. Các lớp mặt đường, lớp nền, hỗn hợp nhựa đường đá dăm và hỗn hợp nhựa đường biến tính có thể sử dụng hàm lượng chất kết dính khác nhau.

Bước 2: Điều chỉnh theo mức độ sử dụng thực tế của nhà máy

Việc sử dụng công suất định mức của nhà máy mà không điều chỉnh có thể dẫn đến ước tính quá cao nhu cầu hàng ngày. Hệ số sử dụng cung cấp ước tính thực tế hơn về sản lượng thực tế.

Công thức:

Sản lượng nhựa đường thực tế mỗi giờ = Sản lượng định mức × Hệ số sử dụng

Giả sử nhà máy có công suất 160 tấn/giờ hoạt động với tỷ lệ sử dụng trung bình là 80%.

160 t/h × 80% = 128 t/h sản lượng trung bình thực tế

Lượng tiêu thụ nhựa đường trung bình tương ứng là:

128 tấn/giờ × 5% = 6,4 tấn nhựa đường mỗi giờ

Đối với các tính toán sơ bộ, nhà thầu có thể sử dụng hệ số sử dụng ước tính dựa trên các dự án trước đó. Đối với việc lựa chọn thiết bị cuối cùng, hồ sơ sản xuất thực tế hoặc lịch trình dự kiến của người vận hành nhà máy sẽ đáng tin cậy hơn.

Bước 3: Tính toán nhu cầu nhựa đường hàng ngày

Lượng nhựa đường tiêu thụ hàng ngày phụ thuộc vào mức tiêu thụ trung bình mỗi giờ và số giờ hoạt động sản xuất.

Công thức:

Nhu cầu nhựa đường hàng ngày = Công suất định mức của nhà máy × Hệ số sử dụng × Số giờ hoạt động × Hàm lượng nhựa đường

Sử dụng ví dụ trước đó:

• Sản lượng nhà máy nhựa đường: 160 tấn/giờ
• Hệ số sử dụng: 80%
• Thời gian hoạt động: 10 giờ mỗi ngày
• Hàm lượng bitum: 5%

160 × 0,80 × 10 × 0,05 = 64 tấn nhựa đường mỗi ngày

Do đó, nhà máy cần tiếp nhận, nấu chảy, lưu trữ và cung cấp khoảng 64 tấn nhựa đường cho mỗi ngày sản xuất đầy đủ.

Bước 4: Xác định số ngày lưu trữ cần thiết

Thời gian lưu trữ là một trong những biến số thiết kế quan trọng nhất. Một dự án nhận nhựa đường số lượng lớn mỗi ngày có thể cần ít thời gian lưu trữ hơn so với một dự án đường bộ ở vùng xa được cung cấp bằng thùng phuy hoặc bao jumbo.

Các câu hỏi thường gặp bao gồm:

• Có thể giao nhựa đường với tần suất như thế nào?
• Nhà cung cấp là hàng nội địa hay hàng nhập khẩu?
• Thời tiết hoặc điều kiện đường xá có thể gây chậm trễ vận chuyển không?
• Dự án này có đang hoạt động ở khu vực hẻo lánh không?
• Nhựa đường được cung cấp dưới dạng hàng rời, thùng phuy hay bao tải?
• Quá trình nấu chảy cần bao lâu?
• Liệu một lần giao hàng bị chậm trễ có làm gián đoạn việc sản xuất nhựa đường không?

Đối với nhà máy có nguồn cung cấp hàng hóa số lượng lớn hàng ngày ổn định, lượng hàng dự trữ từ một đến hai ngày có thể là đủ. Các dự án có hậu cần không ổn định, sử dụng nhựa đường nhập khẩu, nguồn cung cấp dạng thùng hoặc quãng đường vận chuyển dài có thể cần lượng hàng dự trữ trong vài ngày.

Công thức:

Lượng dự trữ cơ bản = Nhu cầu nhựa đường hàng ngày × Số ngày dự trữ cần thiết

Đối với nhà máy có công suất 160 tấn/giờ, tiêu thụ 64 tấn mỗi ngày và cần lượng hàng tồn kho trong hai ngày:

64 tấn/ngày × 2 ngày = 128 tấn

Bước 5: Thêm khoản dự trữ an toàn

Lượng tiêu thụ được tính toán thường không phản ánh toàn bộ lượng hàng tồn kho hiện có. Lượng dự trữ giúp bù đắp cho sự chậm trễ giao hàng, biến động sản lượng, thay đổi hỗn hợp sản phẩm bất ngờ và sai lệch về đo lường.

Công thức:

Dung lượng lưu trữ khả dụng cần thiết = Dung lượng lưu trữ cơ bản cần thiết × (1 + Lượng dự trữ an toàn)

Nếu sử dụng bộ dự phòng 15%:

128 tấn × 1,15 = 147,2 tấn dung tích lưu trữ hữu ích

Lượng dự trữ cần thiết phụ thuộc vào độ tin cậy của chuỗi cung ứng. Một dự án nằm gần nhà máy lọc dầu hoặc kho chứa có thể cần lượng dự trữ nhỏ hơn so với một dự án ở xa phụ thuộc vào nhựa đường nhập khẩu.

Bước 6: Chuyển đổi trọng lượng nhựa đường thành thể tích bể chứa

Các bể chứa nhựa đường thường được quy định theo thể tích, trong khi lượng tiêu thụ của dự án thường được tính theo trọng lượng.

Công thức:

Thể tích cần thiết = Khối lượng nhựa đường cần thiết ÷ Mật độ nhựa đường

Mật độ nhựa đường thay đổi tùy thuộc vào loại và nhiệt độ. Để tính toán kích thước sơ bộ, có thể sử dụng mật độ ước tính, nhưng phép tính cuối cùng nên sử dụng dữ liệu sản phẩm thực tế của nhà cung cấp.

Giả sử mật độ ban đầu là 0,98 tấn trên mét khối:

147,2 tấn ÷ 0,98 tấn/m³ = khoảng 150,2 m³ thể tích sử dụng được

Bước 7: Tính toán mức độ đầy tối đa

Không nên đổ đầy bể chứa đến mức vượt quá thể tích danh nghĩa. Phải chừa lại không gian cho sự giãn nở nhiệt, vận hành an toàn, sự thay đổi mực nước và sự tuần hoàn bên trong.

Công thức:

Dung tích danh nghĩa của bình chứa = Thể tích sử dụng cần thiết ÷ Tỷ lệ đổ đầy tối đa

Nếu tỷ lệ đổ đầy cho phép là 90%:

150,2 m³ ÷ 0,90 = xấp xỉ 166,9 m³

Trong việc lựa chọn thiết bị thực tế, dự án này có thể xem xét tổng dung tích danh nghĩa khoảng 180 đến 200 m³, tùy thuộc vào kích thước bể chứa tiêu chuẩn hiện có và lượng dự trữ vận hành cần thiết.

Công thức tính dung tích bể chứa nhựa đường hoàn chỉnh

Phương trình tính toán sơ bộ đầy đủ có thể được viết như sau:

Thể tích bể chứa danh nghĩa = Sản lượng nhà máy × Hệ số sử dụng × Giờ hoạt động × Hàm lượng bitum × Số ngày lưu trữ × Hệ số an toàn ÷ Mật độ bitum ÷ Tỷ lệ đổ đầy

Ở đâu:

• Sản lượng nhà máy được đo bằng tấn nhựa đường mỗi giờ.
• Hệ số sử dụng thể hiện sản lượng trung bình thực tế
• Giờ hoạt động là số giờ làm việc hiệu quả mỗi ngày
• Hàm lượng bitum được lấy từ thiết kế hỗn hợp nhựa đường.
• Ngày lưu trữ thể hiện thời gian dự trữ cần thiết
• Hệ số an toàn bao gồm khoản dự trữ bổ sung
• Mật độ bitum chuyển đổi trọng lượng thành thể tích
• Tỷ lệ lấp đầy Tính đến dung tích sử dụng được của bể chứa.

Ví dụ về công suất của các nhà máy trộn nhựa đường khác nhau

Các ví dụ sau đây sử dụng cùng những giả định ban đầu:

• Hệ số sử dụng: 80%
• Thời gian hoạt động: 10 giờ mỗi ngày
• Hàm lượng bitum: 5%
• Thời gian bảo quản: 2 ngày
• Mã dự phòng an toàn: 15%
• Khối lượng riêng của bitum: 0,98 tấn/m³
• Tỷ lệ đổ đầy tối đa: 90%

Các cấu hình này chỉ là ví dụ chứ không phải là khuyến nghị cố định. Kích thước bể chứa thực tế phụ thuộc vào kích thước bể chứa tiêu chuẩn, loại nhựa đường, điều kiện vận chuyển, phương pháp gia nhiệt, bố cục dự án và mức độ dự phòng cần thiết.

Nên sử dụng một bể chứa lớn hay nhiều bể chứa nhỏ hơn?

Tổng dung tích tính toán thường có thể được chia cho nhiều bể chứa. Đối với nhiều nhà máy sản xuất nhựa đường, nhiều bể chứa mang lại tính linh hoạt trong vận hành tốt hơn so với một bể chứa lớn duy nhất.

Ưu điểm của việc sử dụng nhiều bể chứa

• Các loại nhựa đường khác nhau có thể được lưu trữ riêng biệt.
• Một bể chứa có thể cung cấp nguyên liệu cho nhà máy trong khi bể khác tiếp nhận hoặc làm nóng nguyên liệu mới.
• Việc bảo trì có thể được hoàn tất mà không cần phải tắt toàn bộ hệ thống lưu trữ.
• Hệ thống sưởi và tuần hoàn có thể được điều khiển độc lập.
• Dự án vẫn duy trì khả năng lưu trữ một phần nếu một bể chứa tạm thời không hoạt động.
• Việc mở rộng hệ thống trong tương lai có thể sẽ dễ dàng hơn.

Khi nào nên sử dụng một bể chứa lớn?

• Nhà máy chỉ sử dụng một loại nhựa đường duy nhất.
• Việc cung cấp nhựa đường diễn ra ổn định và thường xuyên.
• Diện tích mặt bằng có hạn.
• Quy trình vận hành đơn giản và liên tục.
• Đã có sẵn một bể chứa dự phòng hoặc bể đệm riêng biệt.

Đối với các nhà máy sử dụng cả nhựa đường có khả năng thẩm thấu và nhựa đường biến tính polymer, thông thường cần có các bể chứa riêng biệt vì hai sản phẩm này không được trộn lẫn với nhau.

Dung tích bình chứa phải phù hợp với công suất làm nóng.

Dung tích lưu trữ lớn chỉ hữu ích khi hệ thống gia nhiệt có thể đưa nhựa đường đầu vào đạt đến nhiệt độ hoạt động cần thiết và bù đắp cho lượng nhiệt bị mất.

Hệ thống sưởi cần được lựa chọn theo các tiêu chí sau:

• Nhiệt độ vận chuyển nhựa đường
• Nhiệt độ bảo quản yêu cầu
• Thể tích bể chứa
• Thời gian làm nóng cần thiết
• Nhiệt độ môi trường xung quanh
• Độ dày và chất lượng vật liệu cách nhiệt
• Phương pháp gia nhiệt
• Tổn thất nhiệt đường ống và bơm

Bể chứa chỉ được thiết kế để duy trì nhiệt độ cần ít năng lượng gia nhiệt hơn so với bể chứa được thiết kế để làm nóng nhanh nhựa đường lạnh hoặc đã đông cứng một phần.

Việc thiết kế kho chứa quá lớn mà không tăng công suất sưởi ấm có thể dẫn đến khởi động chậm, phân bố nhiệt độ không đồng đều, tiêu thụ nhiên liệu cao hơn và nguồn cung cấp nhựa đường không đủ trong thời kỳ sản xuất nhựa đường cao điểm.

Những lưu ý đặc biệt đối với nhựa đường đóng trong thùng phuy và bao jumbo.

Khi nhựa đường được vận chuyển đến bằng thùng phuy hoặc bao tải một tấn, thiết bị nấu chảy cũng phải phù hợp với lượng tiêu thụ hàng ngày.

Ví dụ, nếu một nhà máy sản xuất nhựa đường tiêu thụ 64 tấn bitum mỗi ngày nhưng máy nấu chảy chỉ xử lý được 40 tấn mỗi ngày, việc tăng dung lượng kho chứa sẽ không giải quyết được tình trạng thiếu hụt nguồn cung. Hệ thống nấu chảy, hệ thống kho chứa, máy bơm, đường ống và nhà máy sản xuất nhựa đường phải được tính toán kích thước như một quy trình hoàn chỉnh.

Hệ thống cần được kiểm tra các vấn đề sau:

• Công suất nấu chảy hàng ngày của thùng hoặc bao
• Khả năng đệm của bitum nóng chảy
• Hệ thống sưởi và tuần hoàn nước trong bể chứa
• lưu lượng bơm chuyển bitum
• Đường kính ống và gia nhiệt
• Mức tiêu thụ cao điểm của nhà máy nhựa đường

Những sai lầm thường gặp khi tính toán kích thước bể chứa nhựa đường

Chỉ sử dụng công suất định mức của nhà máy sản xuất nhựa đường.

Sản lượng ghi trên nhãn không phản ánh sản lượng thực tế hàng ngày. Giờ hoạt động và tỷ lệ sử dụng cũng cần được xem xét.

Bỏ qua dung lượng sử dụng được

Một bồn chứa có dung tích danh nghĩa 100 m³ không nhất thiết cung cấp 100 m³ dung tích sử dụng được. Giới hạn đổ đầy an toàn và không gian vận hành sẽ làm giảm thể tích khả dụng.

Quên mất khoản dự trữ an toàn

Hệ thống được thiết kế dựa trên mức tiêu thụ lý thuyết chính xác không có khả năng bảo vệ trước các trường hợp chậm giao hàng hoặc tăng sản lượng.

Sử dụng một bể chứa cho các loại nhựa đường khác nhau

Các loại nhựa đường khác nhau, đặc biệt là nhựa đường thông thường và nhựa đường biến tính, cần được bảo quản riêng biệt để tránh nhiễm bẩn và các vấn đề về hiệu suất.

Chọn bể chứa nước quá lớn nhưng lại chọn máy sưởi quá nhỏ.

Bể chứa có thể chứa đủ bitum nhưng vẫn không làm nóng đủ nhanh để sản xuất nhựa đường.

Bỏ qua mẫu đơn cung cấp nhựa đường.

Nhựa đường dạng rời, dạng thùng phuy và dạng bao jumbo đòi hỏi các phương án tiếp nhận và nấu chảy khác nhau. Dung lượng lưu trữ cần được phối hợp với phương thức cung ứng ở khâu đầu nguồn.

Thông tin cần cung cấp khi yêu cầu báo giá

Để nhận được cấu hình bể chứa nhựa đường chính xác, vui lòng cung cấp cho nhà sản xuất thiết bị các dữ liệu dự án sau:

• Công suất nhà máy trộn nhựa đường (tấn/giờ)
• Giờ hoạt động dự kiến hàng ngày
• Tỷ lệ bitum trung bình trong hỗn hợp nhựa đường
• Số ngày lưu trữ cần thiết
• Số lượng và loại nhựa đường cấp
• Hình thức cung cấp nhựa đường: dạng rời, thùng phuy hoặc bao jumbo.
• Nhiệt độ vận chuyển nhựa đường
• Nhiệt độ bảo quản và bơm yêu cầu
• nhiệt độ môi trường tối thiểu tại địa phương
• Nguồn nhiên liệu hoặc điện năng sẵn có
• Các hạn chế về bố trí mặt bằng và lắp đặt
• Yêu cầu thiết kế bể chứa thẳng đứng hoặc nằm ngang

Việc cung cấp thông tin này cho phép nhà sản xuất tính toán không chỉ tổng dung tích lưu trữ mà còn cả hệ thống sưởi, công suất bơm, bố trí đường ống, vật liệu cách nhiệt, hệ thống điều khiển và sơ đồ lắp đặt.

Những câu hỏi thường gặp

Nhà máy sản xuất nhựa đường cần dự trữ nhựa đường trong bao nhiêu ngày?

Thời gian lưu trữ thích hợp phụ thuộc vào độ tin cậy của việc giao hàng và vị trí dự án. Các nhà máy có nguồn cung cấp hàng hóa số lượng lớn ổn định tại địa phương có thể cần ít hàng tồn kho hơn, trong khi các dự án ở vùng xa hoặc các dự án sử dụng thùng chứa nhập khẩu có thể cần lưu trữ trong vài ngày.

Liệu bể chứa bitum 100 m³ có đủ cho một nhà máy sản xuất nhựa đường công suất 160 tấn/giờ không?

Điều này phụ thuộc vào số giờ hoạt động, tỷ lệ chất kết dính, tỷ lệ sử dụng và tần suất giao hàng. Theo các điều kiện ví dụ được sử dụng trong bài viết này, một nhà máy có công suất 160 tấn/giờ cần hơn 160 m³ dung tích kho chứa danh nghĩa cho hai ngày sản xuất và một lượng dự trữ an toàn.

Một bể chứa có thể chứa cả nhựa đường thông thường và nhựa đường biến tính không?

Nên sử dụng các bể chứa riêng biệt. Việc trộn nhựa đường thông thường và nhựa đường biến tính polymer có thể ảnh hưởng đến các đặc tính vật liệu và hiệu suất của nhựa đường.

Dung tích bể chứa nhựa đường nên được tính bằng tấn hay mét khối?

Lượng tiêu thụ thường được tính bằng tấn, trong khi dung tích bể chứa được quy định bằng mét khối. Việc chuyển đổi cần sử dụng mật độ bitum thực tế ở nhiệt độ thích hợp.

Liệu bể chứa nhựa đường lớn hơn có giúp giảm chi phí vận hành?

Không hẳn vậy. Bồn chứa lớn hơn có thể giảm rủi ro vận chuyển, nhưng cũng làm tăng chi phí đầu tư, diện tích cách nhiệt, nhu cầu sưởi ấm và chi phí duy trì nhiệt độ. Dung tích phải phù hợp với sản lượng thực tế và hậu cần.

Tôi nên chọn loại bể chứa nhựa đường nào giữa loại đặt đứng và loại đặt nằm ngang?

Quyết định lựa chọn phương án nào phụ thuộc vào diện tích mặt bằng, hạn chế về vận chuyển, điều kiện nền móng, phương pháp lắp đặt, khả năng tiếp cận để bảo trì và dung lượng yêu cầu. Cả hai thiết kế đều có thể cung cấp khả năng lưu trữ đáng tin cậy nếu được thiết kế đúng cách.

Kết luận

Dung tích bể chứa nhựa đường chính xác nên được tính toán dựa trên sản lượng nhựa đường thực tế chứ không phải lựa chọn một cách phỏng đoán.

Quy trình cơ bản là tính toán nhu cầu nhựa đường hàng ngày, nhân với số ngày lưu trữ cần thiết, cộng thêm lượng dự trữ an toàn, chuyển đổi trọng lượng thành thể tích và tính đến mức chứa tối đa có thể sử dụng của bể.

Hệ thống lưu trữ cuối cùng cũng phải phù hợp với thiết bị gia nhiệt nhựa đường, công suất nấu chảy, máy bơm, đường ống, mác nhựa đường và phương thức cung cấp.

FEITENG có thể thiết kế hệ thống nấu chảy, gia nhiệt, lưu trữ, tuần hoàn và cung cấp nhựa đường hoàn chỉnh cho các nhà máy trộn nhựa đường và các dự án xây dựng đường bộ.

Để được tư vấn về dung tích bể chứa và cấu hình kỹ thuật phù hợp, vui lòng cung cấp cho chúng tôi sản lượng nhà máy sản xuất nhựa đường, số giờ hoạt động hàng ngày, tỷ lệ bitum, phương thức cung cấp, vị trí dự án và thời gian lưu trữ cần thiết.

WhatsApp: +86 15335447006
Trang web: www.bitumenmachine.com

Để biết thêm thông tin về đầu tư thiết bị và các yếu tố cấu hình, hãy đọc bài viết của chúng tôi. Bảng giá bể chứa nhựa đường.