Студент _____________ ______________________

^{( підпис, прізвище та ініціали)}

Керівник проекту _____________ ______________________

^{( підпис, прізвище та ініціали)}

ЗМІСТ

суміш мінеральний екологія захист

Реферат

Вступ

1. Загальна характеристика виробничої діяльності Андрушівського асфальтобетонного заводу

2. Розрахунок продуктивності заводу в готовій продукції

2.1 Розрахунок продуктивності підприємства

2.2 Розрахунок потреби в готовій продукції

2.3 Розрахунок продуктивності підприємства після реконструкції

2.4 Розрахунок потреби в готовій продукції

3. Проектування складу суміші

3.1 Вимоги до складових компонентів асфальтобетонних сумішей

3.2 Визначення гранулометричного складу мінеральної частини асфальтобетонної суміші

3.3 Розрахунок повного складу асфальтобетонної суміші

3.4 Потреба АБЗ в матеріалах до реконструкції

3.5 Потреба АБЗ в матеріалах після реконструкції

4. Проектування складського господарства

4.1 Склади кам'яних матеріалів. Класифікація складів кам'яних матеріалів

4.2 Визначення необхідної місткості складу кам'яних матеріалів

4.3 Визначення форми штабелю для відкритого складу

4.4 Визначення довжини фронту розвантаження

5. Склад мінерального порошку

6. Бітумне господарство

6.1 Технологічні розрахунки бітумосховища на стаціонарних АБЗ

6.2 Доставка і злив бітуму

6.3 Тепловий розрахунок бітумосховища

6.4 Розрахунок бітумоплавильних агрегатів

7. Екологічні аспекти виробництва асфальтобетонних сумішей на АБЗ

7.1 Характеристика основних джерел забруднення атмосфери на заводі

7.2 Розрахунок забруднення атмосфери асфальтобетонним заводом

7.2.1 Розрахунок викидів шкідливих речовин - продуктів згорання палива

7.2.2 Визначення викидів шкідливих домішок - продуктів випаровування нафтопродуктів

7.3 Розробка плану заходів з поліпшення екологічної ситуації на заводі

8. Економічні аспекти впровадження природоохоронних заходів на асфальтобетонному заводі

8.1 Економічне обґрунтування вибору технологічного обладнання

8.1.1. Вибір комплексу асфальтозмішувального обладнання

8.1.2. Визначення варіантів типу технологічного обладнання та кількості асфальтозмішувачів

8.2 Визначення основних технічних характеристик

технологічного обладнання

9. Цивільний захист та охорона праці при виробництві асфальтобетонних сумішей на асфальтобетонному заводі

9.1 Охорона праці і навколишнього середовища на АБЗ

9.2 Охорона природи

Перелік посилань

Реферат

Дипломна робота містить: 83 аркушів, 19 таблиц, 11 посилань, 10 листів формату А1 графічного матеріалу.

Об'єктом дипломної роботи є проект реконструкції Андрушівського асфальтобетонного заводу.

В процесі роботи проведені: огляд Андрушівського АБЗ; загальна характеристика виробничої діяльності Андрушівського АБЗ; розрахунок продуктивності підприємства та його потреби в готовій продукції до і після реконструкції; проектування складу суміші Андрушівського АБЗ та його потреби в матеріалах до і після реконструкції; визначення потрібного об'єму для складського господарства; проектування складу мінерального порошку; технологічні розрахунки бітумосховища; проект генплану Андрушівського АБЗ після реконструкції ; розрахунок викидів шкідливих речовин; розробка плану заходів з поліпшення екологічної ситуації на заводі.

Проведення реконструкції на Андрушівському АБЗ дозволить виробляти більш ніж на 50 % готової продукції , при цьому менше забруднювати навколишнє середовище, що є важливим фактором для місцевого населення та робітників асфальтобетонного заводу. Також поліпшаться умови праці на АБЗ при використанні нових комп'ютеризованих технологій, що спростить деякі дії для робочого персоналу.

Вступ

У цьому дипломному проекті проводяться розрахунки щодо реконструкції Андрушівського асфальтобетонного заводу в Житомирській області.

В наш час потреби щодо якості та кількості продукції українських асфальтобетонних заводів зростають. Застарілі АБЗ вже не можуть виробляти потрібну кількість асфальтобетонної суміші, тим паче їх виробництво не досить забезпечує екологічно чистий стан навколишнього середовища із-за шкідливих викидів, що попадають в атмосферу.

Далі приведемо причини та мотиви, що визначають необхідність модернізації та реконструкції АБЗ:

1. зниження витрат на виробництво асфальту;

2. вимога ринку на отримання сучасного асфальту високої якості, не нижче діючих стандартів;

3. прагнення до зниження енергоємності виробництва сумішей.

4. прагнення уникнути впливу людського фактору на процес виробництва сумішей, тобто підвищення ступеня автоматизації роботи установок;

5. прагнення до підвищення надійності (безвідмовності) і довговічності установок;

6. прагнення до забезпечення захисту навколишнього середовища, екології виробництва, зниження пилових і шкідливих викидів в атмосферу, що можливо досягти заміною на сучасні, більш досконалі пальники, системи фільтрації газів, що відходять.

Тому проведення реконструкції на Андрушівського АБЗ є на наш час актуальною темою.

Модернізація асфальтозмішувальних установок ДС-158

В Україні найчастіше використовуються асфальтозмішувальні установки ДС-158, ДС-185, ДС-185У, ДС 117-2К, ДС117-2Е та інші. Асфальтозмішувальні установки ДС-158 на сьогоднішній день технічно і морально застаріли. Випуск на них асфальтозмішувальних сумішей, відповідних сучасним вимогам з якості утруднений. Крім цього, очищення димових газів не завжди відповідає вимогам по екології.

У цих установках застосовується система важеля вагового дозування кам'яних матеріалів та мінерального порошку, об'ємний (з поплавком) дозатор бітуму. Вживаний в цих установках агрегат мокрої газоочистки барбатажного типу має невисоку ступінь ефективності. Крім цього багато встановлень не комплектувалися агрегатом готової суміші.

Враховуючи все це, у цьому дипломному проекті запропоновано провести модернізацію наявної установки і довести ії до рівня установки ДС-185У: для стабілізації роботи установки запропоновано в кабіні оператора встановити ДС-185У-10.01.290 Ч систему управління живильника, яка дозволяє регулювати продуктивність живильників дистанційно з кабіни оператора і виконувати попереднє дозування в агрегаті харчування. Або при комплексній модернізації можливе замовлення ДС-185У-15.00.000 Е установки кабіни оператора, що включає в себе комплект частотних перетворювачів;

для зменшення втрат тепла запропоновано теплоізолювати сушильний барабан з матеріалів, придбаних на місці експлуатації;

для поліпшення якості згоряння палива і підбору найбільш оптимальної температури кам'яних матеріалів і відхідних газів рекомендовано придбати ДС-185У-23.06.000 ЧЕ агрегат топковий (більш вдосконалений в порівнянні з застосовуваним в ДС-158);

для автоматичного контролю найбільш оптимального положення відкриття заслінок направляючого апарату рекомендовано застосувати ДС-185У-23.00.850 Ч комплект перетворювача різниці тисків.

1. Загальна характеристика виробничої діяльності Андрушівського асфальтобетонного заводу

Стаціонарний Андрушівський асфальтобетонний завод продуктивністю 40 тонн на годину

Технічні характеристики

Стаціонарний Андрушівський асфальтобетонний завод продуктивністю 64 тонн на годину (після реконструкції)

Технічні характеристики

ДС-185У (64 т/ч)

2. Розрахунок продуктивності заводу та потреби в готовій продукції

2.1 Розрахунок продуктивності підприємства

2.2 Розрахунок потреби в готовій продукції

Визначаємо кількість асфальтобетонної суміші кожного типу:

для гарячої дрібнозернистої асфальтобетонної суміші типу Б:

для гарячої грубозернистої суміші типу А:

Таблиця 2.1 -- Необхідна кількість кожного типу асфальтобетонної суміші.

2.3 Розрахунок продуктивності підприємства після реконструкції

Підрахуємо плановий фонд робочого часу

, (2.2)

де -- тривалість зміни, год;

-- кількість робочих змін на добу, ;

-- кількість робочих днів на місяць, (25 днів літом, 21 -- взимку);

-- кількість місяців у літній () або зимовий() період;

-- коефіцієнт використання обладнання протягом зміни (у літній період -- 0,9; у зимовий -- 0,7);

-- коефіцієнт використання обладнання протягом періоду (0,7ч0,9)

Для стаціонарних АБЗ річний плановий фонд робочого часу:

Визначаємо годинну, змінну та добову (літню та зимову) продуктивності:

2.4 Розрахунок потреби в готовій продукції

Визначаємо кількість асфальтобетонної суміші кожного типу:

для гарячої дрібнозернистої асфальтобетонної суміші типу Б:

для гарячої грубозернистої суміші типу А:

Таблиця 2.2 -- Необхідна кількість кожного типу асфальтобетонної суміші.

3. Проектування складу суміші

3.1 Вимоги до складових компонентів асфальтобетонних сумішей

3.4 Потреба АБЗ в матеріалах до реконструкції

Таблиця 3.4 -- Потреба АБЗ в матеріалах.

3.5 Потреба АБЗ в матеріалах після реконструкції

Таблиця 3.5 -- Потреба АБЗ в матеріалах.

4. Проектування складського господарства

4.1 Склади кам'яних матеріалів. Класифікація складів кам'яних матеріалів

Складське господарство - важлива ланка дорожнього будівництва, оскільки будівництво потребує велику кількість різноманітних матеріалів і виробів, які перед тим як потрапити на виробництво або в переробку, проходять низку переміщень і перевантажень. У зв'язку з цим на будівництві, для приймання, розвантаження, зберігання і обліку матеріалів, влаштовують склади.

Затрати на організацію і утримання складів є накладними витратами для будівництва, тому вартість складських приміщень і операцій повинна бути мінімальною. Разом з тим, необхідно максимально механізувати трудомісткі складські роботи з найбільш повним використанням місткості складів і найменшими втратами матеріалів при їх зберіганні і перевантаженнях.

Склади кам'яних матеріалів (щебеню, гравію і піску) класифікують за способом розвантаження матеріалів з транспортних засобів, способом зберігання, видом транспортних засобів, що доставляють кам'яні матеріали на склад, типом ємностей. На склади повинні бути завезені матеріали, що забезпечують роботу заводу протягом перших 2 - 3 тижнів з організацією наступного регулярного підвезення складових.

За способом розвантажування матеріалів із транспортних засобів склади кам'яних матеріалів поділяють на склади, в які матеріали потрапляють під дією гравітаційних сил і склади з примусовим розвантажуванням матеріалів за допомогою спеціальних розвантажувальних машин.

Залежно від способу зберігання склади поділяють на відкриті, напівзакриті і закриті.

За видом транспортних засобів, що постачають склад матеріалами: із залізничною гілкою і без неї (рейкові і безрейкові).

Залежно від типу ємностей для зберігання щебеню (гравію), піску та мінерального порошку (цементу) склади поділяють на штабельні, бункерні, напівбункерні та силосні, а також склади у вигляді різного поєднання перелічених варіантів.

Великий вплив на організацію складського господарства має рівень ґрунтових вод або можливість затоплення ділянки поверхневими водами. Тому при високому рівні ґрунтових вод (великій ймовірності затоплення території складу поверхневими водами) всі склади необхідно розташовувати на поверхні землі із прийняттям відповідних запобіжних заходів або на додаткових фундаментах.

При доставці щебеню залізничними платформами найбільш доцільно використовувати розвантажувачі з відвалом типу бульдозера. Щебінь з платформи надходить у бункер, який розташований під полотном залізниці. Керування розвантажувачем дистанційне. Для пересування платформ встановлена лебідка, яка керується з того ж пульту керування. Щебінь за фракціями надходить у бункер, на дні якого встановлені віброживильники, що подають матеріал на розвантажувальний транспортер із стрічкою шириною не менше 800 мм. Розвантажувальний транспортер перевантажує щебінь на транспортер, що вкладає матеріал у відсіки відкритого сховища за фракціями. Кожна фракція зберігається окремо. Для збільшення запасів на складі до 9 - 18 тис. м3 на деяких заводах використовують бульдозери.

На стаціонарних заводах застосовують транспортери, які встановлюють на естакадах. При цьому обсяг матеріалів, які зберігаються, збільшується за рахунок використання більшої висоти штабелів і щебінь менше засмічується ніж при подачі його бульдозером. Цим же обладнанням можна розвантажувати пісок, що прибуває залізницею.

Після вивантаження кам'яні матеріали потрапляють у приймальний бункер, з нього через течки переміщуються похилим стрічковим транспортером розподільний конвеєр, який розміщений на горизонтальній естакаді складу. Скидний візок зсуває кам'яні матеріали з транспортера у відповідний відсік напівбункера або штабелю складу. Штабелі різних фракцій кам'яних матеріалів розділені окремими стінками.

Можливе також розвантаження кам'яних матеріалів з використанням пересувної розвантажувальної машини типу ТР-2 і стаціонарної установки типу Т-182 А. Робочий орган розвантажувача ТР-2 багатоківшевий елеватор, а установки Т-182 А - скребковий штовхач. Годинна продуктивність цих розвантажувачів складає 300 т. У зимовий період для вивантажування кам'яних матеріалів, що позмерзалися, використовують вібраційні або бурофрезові машини.

Ще один спосіб розвантаження - це влаштування стаціонарних вузлів розвантаження матеріалів із транспортних засобів. Ці вузли зазвичай складаються з бункера місткістю 3 - 5 м3 із віброживильником, пандуса, по якому автомобіль під'їжджає заднім ходом до місця розвантаження та транспортера, що транспортує матеріали в склад. Такі вузли розвантаження можуть ефективно працювати на заводах при регулярному підвезенні матеріалів необхідної кількості і при використанні автомобільного транспорту. Даний спосіб розвантаження виключає участь бульдозера при подачі Матеріалів, а отже, зменшує їхнє забруднення.

Зі складу кам'яні матеріали видаються через течки під штабельної галереї на горизонтальний конвеєр, що перемішує їх вздовж складу, а потім через Похилий конвеєр в агрегати живлення змішувальних установок. Для даної мети можуть застосовуватись також і фронтальні одноківшові навантажувачі. У такому випадку на заводі транспортні галереї не влаштовують.

Відсіки складу піску доцільно розташовувати в задній частині складу, так щоб він першим лягав на транспортерну стрічку, що подає матеріали зі складу до змішувальних установок.

На пересувних заводах дорожнього будівництва, а також на стаціонарних Заводах у районах з м'яким і помірним кліматом склади кам'яних матеріалів влаштовують відкритого типу.

4.2 Визначення необхідної місткості складу кам'яних матеріалів

Нормативний запас піску та щебеню при транспортуванні залізничним транспортом складає 15 діб.

Місткість складів Vскл. щ (п) визначається за формулою:

Vскл. щ (п) = Qщ(п)доб.ЧТкзЧkвтр, (4.1)

деQщ(п)доб.-- добова потреба в щебені (піску), сумарна по всім фракціям, розраховується за максимальною добовою потребою в суміші в літній період, м3/добу;

Ткз -- нормативний строк зберігання, для щебеню -15 діб; для піску -10 діб;

kвтр-- коефіцієнт втрат, kвтр=1,04;

Vскл. щ = 176,72Ч15Ч1,04 = 2756,83 м3

Vскл. щ = 228,2Ч15Ч1,04 = 3559.92 м3

Vскл. п =64,8Ч 10Ч1,04 = 673,92 м3

Vскл. п =104,64Ч 10Ч1,04 = 1088,256 м3

Повний запас щебеню та піску на складі (4.2):

Vскл. пов = Vскл. щ + Vскл. п (6.2)

Vскл. пов=2756,83+673,92 = 3430 м3

Vскл. пов=3232,32 +1088,26 = 4320 м3

Всі розрахунки по визначенню необхідної місткості складу камяних матеріалів заносимо у таблицю 4.1:

Таблиця 4.1- Необхідна місткість складу камяних матеріалів

4.3 Визначення форми штабелю для відкритого складу

Вибираємо форму штабелю для відкритого складу та визначаємо основні параметри складу.

Для штабелю у вигляді кругового конусу для щебеню (піску) за формулою:

(4.3)

де - кут природного укосу щебеню і піску при відсипанні в штабель, 40°.

=8,9 м (пісок)

=11,2м (фр.5-10 мм)

=8,5 м (фр.10-20 мм)

=6.7 м (фр20-40 мм)

Розрахункові величини 8,5 м(фр.10-20 мм), 11,2 м(фр.5-10 мм) і 8,9 м(пісок) перевищують максимальну висоту штабелю при вільному падінні матеріалу, тому необхідно запроектувати склад у вигляді прямолінійного або кругового штабеля :

Призначаємо і і підрахуємо за (6.4) величину :

(4.4)

Lп=(1046,4 0,8391/49) - 3,14 7/12=16,08 м (пісок)

Lш.фр.5-10 мм= (2076 0,8391/64) - 3,14 9/12=24,9 м

Lщ. фр 10-20 мм=( 900 0,8391/64) - 3,14 9/12=9,4 м

Lщ. фр 20-40 мм=( 446.4 0,8391/64) - 3,14 9/12=3.5 м

Для кругового штабеля визначаємо величину D”шт:

D”шт(п)щ = (Vскл. щ (п).tgп.у./h2щ(п) - р.hщ(п)/12) . 360/ (р) (4.5)

де - кут між площинами що проходять через вісь повороту конвеєра і вісь конусів на кінцях штабеля, 270°.

- для щебеню:

D”шт(щ) = (2076 0,8391/64 - 3,14 9/12) 360/(270 3,14) = 10,6 м (фр.5-10мм)

D”шт(щ) = (900 0,8391/64 - 3,14 9/12) 360/(270 3,14) = 4,0 м (фр.10-20мм)

D”шт(щ) = (446.4 0,8391/64 - 3,14 9/12) 360/(270 3,14) = 1.5 м (фр.20-40мм)

- для піску:

D”пісок = (1046,4 0,8391/49 - 3,14 7/12) 360/(270 3,14) = 6,8 м

Визначаємо ширину прямолінійного та кругового штабелів:

Dшт = Вшт = 2 . hщ(п)/ tgп.у (4.6)

для щебеню:

Вшт= 2 . 9/0,8391 = 21,45 м

- для піску:

Вшт= 2 . 7/0,8391 = 16,69 м.

Визначаємо корисну площу основи штабеля:

прямолінійного:

F'о.ш. = Вшт. Lп.ш. + (р . В2шт)/4 (4.7)

піску:

F'о.ш.(п) = 16,69 .16,08+ (3,14 . 16,692)/4 =487,0 м2

щебеню:

F'о.ш.(щ) = 21,45.24,9 + (3,14 .21,452)/4 =895,0 м2(фр.5-10 мм)

F'о.ш.(щ) = 21,45.9,4 + (3,14 .21,452)/4 =563,0 м2 (фр.10-20 мм)

F'о.ш.(щ) = 21,45.3.5 + (3,14 .21,452)/4 =436,3 м2 (фр.20-40 мм)

кругового:

F'о.ш. = ((.(Dшт + Вшт)2)/(4 . 360)) + (р . В2шт)/4 (4.8)

піску:

F'о.ш.(п) = ((270 . 3,14(6,8 + 16,69)2)/(4 . 360)) + (3,14 . 16,692)/4 =543,5 м2

щебеню:

(фр.5-10 мм)

F'о.ш.(щ) = ((270 . 3,14(10,6 + 21,45)2)/(4 . 360)) + (3,14 . 21,452)/4 = 966,0 м2

(фр.10-20 мм)

F'о.ш.(щ) = ((270 . 3,14(4,0 + 21,45)2)/(4 .360)) + (3,14 . 21,452)/4 = 742,5 м2

(фр. 20-40 мм)

F'о.ш.(щ) = ((270 . 3,14(1.5 + 21,45)2)/(4 .360)) + (3,14 . 21,452)/4 = 671.3 м2

Визначаємо загальну площу складу:

Fс.заг = F'о.ш.. Кпр, (4.9)

де Кпр - коефіцієнт, що враховує збільшення площі складу за рахунок влаштування проходів і проїздів (Кпр = 1,5)

прямолінійного штабелю:

Fс.заг = (1940 +487) 1,5= 3652,5 м2

- кругового штабелю:

Fс.заг = (2410,2 + 543,5) 1,5=4430,55 м2

На основі проведених розрахунків - склад влаштовуємо у формі прямокутного штабелю.

4.4 Визначення довжини фронту розвантаження

(4.10)

де, -- відповідно кількість та довжина транспортних одиниць, що поступають у зміну;

D -- відстань між транспортними одиницями, приймається для автотранспорту 2,5 м, залізниці -- 1,5 м;

-- число подач під розвантаження у зміну;

-- коефіцієнт нерівномірності подачі транспорту, = 1,1-1,3.

Кількість транспортних одиниць приймається (для залізниці):

(4.11)

де, -- добова витрата матеріалу;

-- вантажопідйомність залізничних вагонів.

для залізничних вагонів -- 15 м.

Число подач за добу:

(4.12)

Довжина фронту розвантаження для щебеню:

Довжина фронту розвантаження для піску:

Таблиця 4.2 -- Основні параметри складу кам'яних матеріалів.

Підраховуємо площу:

11. Майданчик для злива битуму из автобитумовоза S = 20 м2;

12. Склад піску S = 487 м2;

13. Склад щебня S = 1894 м2;

14. Склад ГСМ и заправна S = 68 м2;

15. Туалет S = 4 м2;

16. Пожежний сарай S = 9 м2;

17. Котельня S = 24 м2;

18. Гардероб и душ S = 40 м2;

19. Трансформатор S = 18 м2;

20. Майданчик для відпочинку S = 108 м2;

21. Охорона S = 20 м2;

22. Ремонтна майстерня S = 30 м2;

23. Контора S = 40 м2;

24. Пересувний контрольный пункт S = 32 м2;

25. Лабораторія S = 30 м2;

S=(20+273.4+215+68+9+9+24+36+18+108+20+30+20+32+30)= 2870

*1,4 = 3953м2

Асфальтобетонний завод має розміри: 80 * 50 (м * м).

5. Склад мінерального порошку

Мінеральний порошок дуже чутливий до вологи, а також сильно пилить. Через що втрати при перевезенні з одним-двома перевантаженнями складають в середньому до 3-4%. Якщо ж його перевантажують декілька разів, то його втрати можуть сягати 7-10%. Тому при транспортуванні даного матеріалу слід уникати частого перевантаження із однієї ємності в іншу.

На АБЗ мінеральний порошок прибуває, як правило, розсипом у напівбункерних або в критих вагонах. Найбільш доцільно перевозити у вагонах для перевезення цеме-нту, тому що це спрощує процес розвантаження і подачу його на склад.

Для розвантаження цементу з вагонів-цементовозів улаштовують два приямки між рейками залізниці. Відстань центрів приямків повинна дорівнювати відстані між центрами розвантажу-вальних люків вагону. Приямки обладнують герметичними при-ймальними пристроями, що прикріплюються до розвантажувальних горловин вагонів. У нижній частині приямків встановлюють транспортуючі засоби: шнеки, транспортери, пневмотранспортери. Транспортуюче обладнання розміщується перпендикулярно вісі залізниці вбік складу мінерального порошку.

З розвантажувальних транспортних засобів мінеральний порошок подається до при-ямку ківшового елеватора, що піднімає його наверх і розподіляє по ємностях складу.

Силоси в залежності від матеріалу конструкції бувають металевими або залізобе-тонними, а в залежності від способу керування -- механізованими або автоматизова-ними. В залежності від кількості, силоси можуть розміщуватися в один або декілька рядів. Силосні склади мають місткість 240, 360, 480, 720, 1000, 1700, 2500 та 4000 т.

Подача матеріалу із силосного складу в агрегати змішувальних установок відбува-ється пневматичними або механічним способом.

Місткість складу мінерального порошку визначають з урахуванням: добової продуктивності заводу; орієнтованого складу продукцій, що випускається; потрібного запасу (мінерального порошку), залежно від способу його доставки; ступеня запов-нення об'єму силосу матеріалом.

Виходячи з добової потреби в мінеральному порошку та зберігання нормативного запасу матеріалу, місткість складу визначається за формулою:

(5.1)

де, -- добова потреба в мінеральному порошку;

-- коефіцієнт втрат, (1,01);

-- нормативний строк зберігання, (8-25 діб);

-- коефіцієнт ступеня заповнення ємності матеріалом (0,9).

Для зберігання розрахункового запасу мінерального порошку приймаємо склад місткістю 480 т з 4 силосами.

6. Бітумне господарство

6.1 Технологічні розрахунки бітумосховища на стаціонарних АБЗ

6.1.1 Доставка і злив бітуму

Необхідна витрата теплоти для розігрівання бітуму в цистернах, ккал/год:

(6.1)

де -маса бітуму,що розігріваеться в одній цистерні при заливі,кг (вантажопідйомність однієї залізничної цистерни 50-60 т).

- теплоємність бітуму (=0,4).

- температура відповідно початкова (влітку=10°С,взимку=-10°С) і кінцева (=80°С).

- коефіцієнт тепловтрат,=1,2.

- кількість вагонів,що розвантажуються.

- час розвантаження,=2год(по нормам МШС)

GТ.ц =

Витрата пари при необхідній кількості теплоти розраховуємо за формулою ,кг/год

Gпор.ц= (6.2)

е - питома ентальпія пари,визначувана за довідковими даними в залежності від температури або тиску пари

Gпор.ц =кг/год

Кількість пароутворювачів ,необхідних для нагрівання бітуму

Nпу= (6.3)

де - коефіцієнт нерівномірності використання,=1,1……1,2.

- паспортна продуктивність пароутворювачів кг/год.

Nпу=.

Необхідна кількість залізничних цистерн за добу:

Nц= (6.4)

Nц==2.

Розрахунок основних параметрів бітумосховища:

потрібна місткість бітумосховища:

=80·30=2400 м3 (6.5)

Приймаємо 5 секції об'ємом по 500 т, відповідно об'єм бітумосховища 2500 т, середню товщину шару бітуму приймаємо h=2,0 м.

Площа секції:

(6.6)

Визначимо необхідну середню площу бітумосховища, м2:

(6.7)

Виходячи з умов забезпечення розвантаження чотирьохвісного бункерного піввагону довжиною ? 14,2 м, мінімальна довжина секції повинна бути не менше за 15 метрів.

Ширина секції бітумосховища:

(6.8)

Ширину секції бітумосховища в розрахунках округлюємо: В'сек=18 м.

Мінімальна довжина бітумосховища :

(6.9)

Стінки бітумосховища влаштовуються з укосом 1:1,5. Тому довжина і ширина по дну повинні бути зменшені на 1,5•2/2=1,5 м, а по брівці - більше на 1,5•(2/2+0,2)= 1,8м

- по дну:

 (6.10)

(6.11)

Lсек =15-1,5·2/2 = 13,5м

Всек, =18-1,5·2/2 = 16,5 м

-по брівці:

(6.12)

(6.13)

Lсек, =15 + 1,8 = 16,8 м

Всек =18 + 1,8 = 19,8 м

Загальна довжина бітумосховища визначається за (6.14):

(7.14)

Lбс=5•16,8 = 84м

Площа бітумосховища Fбс визначається по брівці за (6.15):

(6.15)

Fбс =84•19,8 = 1663,2м2

6.2 Тепловий розрахунок бітумосховища

Тепловий розрахунок нагрівального обладнання бітумосховища включає, в себе визначення необхідної кількостітеплоти для нагрівання бітуму;втрат теплоти при розігріванні, бітуму в бітумосховищі; площі поверхні нагріву нагрівальних приладів і необхідної довжини труб; витрати пари або електроенергії, а також вибір джерела теплоти.

При двоступеневій схемі підігріванні бітуму розрахунок виконують по кожному етапу окремо. На першому етапі визначають витрату теплота , на попереднє розігрівання (плавлення) бітуму в бітумосховищі для забезпечення надходження його в приямок. На другому етапі визначають витрату теплота на розігрівання в приямку для можливого перекачування його по трубопроводах. Загальна годинна витрата теплоти, ккал (Дж):

(6.16)

Початкові дані для розрахунку бітумосховища з двоступеневою схемою підігрівання:

- витрата бітуму за годину, 6600 кг,

- питома теплоємність бітуму, що залежить від температури:

при t=30...50°С= 0,30...0,35ккал/(кг °С);

при t=70...80°С = 0,35...0,40ккал/(кг °С);

при t=110...130°С= 0,40...0,50ккал/(кг °С).

- вологість бітуму, у відповідності з ТУ = 2 %.

У загальному вигляді витрата теплоти на розігріванні бітуму, ккал/год

(6.17)

де - годинна витрата теплоти, відповідно на плавлення і попередній нагрів бітуму, ккал

(6.18)

де м - прихована питома теплота плавлення бітуму, м=30 ккал/кг

G1=6600·30=198000 ккал

(6.19)

де - температура бітуму при нагріванні, відповідно кінцева та початкова, для сховищ =60°С, =10°С;

G2=6600·0,35·(60-10)=115500 ккал

- годинна витрата теплоти, яка затрачується на нагрівання вологи, що знаходиться в бітумі, ккал

(6.20)

де - питома теплоємність води, =1 ккал/(кг*°С);

G3=6600·1·0,02·(60-10)=6600 ккал

- годинна витрата теплоти на розігрівання бітуму в приямку, ккал

(6.21)

де - температура бітуму при нагріванні, відповідно початкова і кінцева, для приямку =60°С, =90°С;

G4=6600·0,35·(90-60)=69300 ккал

- годинні втрати теплоти в довкілля при нагріванні бітуму вприямку, ккал/(кг*°С)

(6.22)

де - коефіцієнт теплопередачі бітуму до дна сховища, =0,4 ккал/(м2*год*°С);

- площа, відповідно дна і стінок приямка, які примикають до ґрунту, =10 м2, =2 м2;

- температура дна і стінок приямка, 10°С;

- коефіцієнт теплопередачі через стінку приямка, =6,1 ккал/(м2*год*°С);

- коефіцієнт теплопередачі від дзеркала бітуму до повітря, =0,057 ккал/(м2*год*°С);

- площа дзеркала бітуму в приямку, =4 м2;

- температура повітря, 20°С.

Загальна годинна витрата теплоти, ккал:

- на попереднє розігрівання бітуму (перший етап)

(6.23)

де - коефіцієнт неврахованих втрат, 1,1;

Gпер=(198000+115500+6600)·1,1=352110 ккал

- на розігрівання бітуму в приямку (другий етап)

(6.24)

Gдр=(69300+1192)·1,1=77541,2 ккал

Загальну витрати теплоти, потрібної для нагрівання бітуму у відсіку бітумосховища, визначаємо за (7.20):

Gсх.заг=352110+77541,2=429651,2 ккал

Щоб забезпечити потрібну кількість теплоти, потрібна пара з робочою температурою 170°С і тиском 8 атм. Витрата пари обчислюємо:

Gпар.сх=429651,2/662.3=648,72 кг/год

Беремо два пароутворювачі Д-563 паропродуктивністю 690 кг/год.

Площа поверхні нагрівання парових труб для підігріву дна бітумосховища, м2

(6.25)

де - температура, відповідно, насиченої пари при робочому тиску =169,6°С і відпрацьованої пари =119,6°С;

- коефіцієнт тепловіддачі від нагрівача до бітуму, =40 ккал/год м град;

Площа поверхні нагрівальних елементів при паровому розігріванні приямку визначаємо аналогічно:

Необхідна довжина труби, м

(6.26)

де - площа поверхні =1 м погонної довжини труби, м2.

(6.27)

де - зовнішній діаметр труби, =0,2-0,3 м, для приямка =0,125-0,2 м.

- для підігріву дна бітумосховища

- для підігріву приямку

6.3 Розрахунок бітумоплавильних агрегатів

Технологічний процес розігрівання бітуму до робочої температури наступний:

1) Бітум зі сховища відкачується у котел, де зневоднюється та нагрівається до робочої температури.

2) Бітум насосом перекачується у теплообмінник, сюди ж перекачується бітум з бітумосховища. У теплообміннику гарячий бітум інтенсивно перемішується з холодним.

3) Через паровідокремлювач циклонного типу бітум стікає на лоток випаровувальної камери, де також інтенсивно виділяється пар.

4) З лотка бітум тече в основний відсік котла, що відокремлений від допоміжного відсіку перегородкою, в якому підтримується необхідна робоча температура бітуму.

За годинною витратою бітуму та температурою нагрівання його в бітумосховищі, а також в залежності від прийнятого типу асфальтобетонної установки, приймається тип і кількість бітумних котлів

(6.28)

де - коефіцієнт, який враховує підігрівання бітуму у бітумосховищі,=1,6-2,0;

- продуктивність бітумного котла, т/год.

До складу комплекту стаціонарної установки ДС-185 входить бітумоплавильний агрегат продуктивністю 3 т/год. Тоді за (7.24) визначаємо кількість котлів:

Nб.к=1,6·6,6/3=4

Приймаємо 4 бітумоплавильних агрегати ДС-17.

7. Екологічні аспекти виробництва асфальтобетонних сумішей на АБЗ

7.1 Характеристика основних джерел забруднення атмосфери на заводі

Серед виробничих підприємств дорожньо-транспортного комплексу АБЗ і одними з найбільш небезпечних забруднювачів навколишнього середовища.

На території АБЗ присутні як організовані так і неорганізовані джерела викидів. До організованих джерел викидів відносяться труби асфальтозмішувальних установок, димові труби бітумних котлів та котлів-реакторів для виробництва бітуму з гудрону (якщо на АБЗ виробляється бітум), труби котельні. До неорганізованих джерел викидів на АБЗ відносяться люки котлів-ректорів для виробництва бітуму з гудрону та гудроносховище (якщо на АБЗ виробляється бітум), люки бітумних котлів, бітумосховище, вузли розвантаження мінеральних матеріалів, склади мінеральних матеріалів, конвеєри, дробарки та грохоти (якщо на АБЗ проводиться додаткове подрібнення та сортування кам'яних матеріалів), дихальні клапани резервуарів для зберігання паливо-мастильних матеріалів (ПММ), пости зварювання металу, пости зарядження акумуляторів.

Основними забруднюючими речовинами, що виділяються в атмосферу під час виробництва асфальтобетонних сумішей є:

неорганічний пил;

продукти згорання палива;

продукти випаровування нафтопродуктів.

Пил виділяється практично на всіх етапах виробництва асфальтобетонної суміші та характеризується широкодіапазонним дисперсним складом (табл. 7.1). Найбільша його кількість виділяється на вузлах розвантаження матеріалів, при транспортуванні матеріалів з вузлів розвантаження на склади або в приймальні бункери, при роботі дробарок, грохотів та сушильних барабанів.

Таблиця 7.1 - Дисперсний склад пилу у викидах асфальтозмішувальних установок

Найбільш небезпечним для організму людини є пил, який містить вільний оксид кремнію (кремнезем). Кількість вільного оксиду кремнію SіO2 в складі неорганічного пилу залежить від типу перероблюваної гірської породи: в кварцитах його вміст складає 57 - 92%, в пісковиках 30 - 75%, в гнейсах 27-74%, в гранітах 25 - 65%, в вапняках 30 - 74%.

При переробці гірських порід, в складі яких міститься більш ніж 70% SіO2, ГДК пилу в зоні установок допускається не вище ніж 1 мг/м3 (для вапняків 6 мг/м3).

Хімічний склад газів, що відходять від асфальтозмішувальних установок, бітумних котлів, реакторних окислювальних установок, котелень та інших об'єктів, що використовують теплову енергію палива залежить в першу чергу від виду палива та технологічних особливостей його спалювання. При згоранні твердого палива та мазуту основними забруднюючими речовинами, що виділяються в атмосферу є тверді частинки легкої золи, сірчистий ангідрид SO2, оксид вуглецю СО, діоксид азоту NO2, оксид ванадію V2O5; при згоранні газу - оксид вуглецю СО, та діоксид азоту NO2.

Найбільша кількість діоксиду сірки утворюється при спалюванні високосірчистих мазутів. При цьому майже вся сірка, що міститься у мазуті окислюється до сірчистого ангідриду SO2, шкідлива дія якого посилюється взаємодією з киснем і водою. Взаємодіючи з киснем, діоксид сірки утворює сірчаний ангідрид SO2, який при взаємодії з водою утворює сірчану кислоту H2SO4:

2SO2+O2>2SO3

SO3+H2O> H2SO4

Якщо ж сірчистий ангідрид вступає в реакцію з водяною парою, то утворюється сірчиста кислота H2SO3:

SO2+H2O> H2SO3

Тому наявність в повітрі SO2, шкідливо впливає на організм людини, прискорює корозію металів, руйнуючи будівельні конструкції і устаткування, знижує родючість ґрунтів внаслідок закислення.

Шкідлива дія діоксиду азоту NO2, проявляється в першу чергу в тому, що вступаючи в різні хімічні реакції він утворює фотохімічний смог.

Утворення твердих частинок леткої золи С при згоранні палива пов'язане з термічним розкладом (піролізом) вуглеводнів палива під впливом високих температур і недостачі кисню. Вступаючи в реакцію з оксидом вуглецю CO2 зола утворює, оксид вуглецю СО, який негативно впливає на роботу мозку і серця людини.

При зберіганні нафтопродуктів (дорожніх бітумів, гудронів, мазуту, бензину і т.д.) через люки бітумних котлів, котлів-ректорів для виробництва бітуму з гудрону, дихальні клапани резервуарів для зберігання ПММ виділяються в атмосферу вуглеводні, серед яких значна кількість ароматичних - бензол C6H6, ксилол C8H10, толуол C7H8, м-крезол C7H8O, фенол C6H6O, бензапірен C20H12, пари бензину та мінеральних масел. Ароматичні вуглеводні, зокрема фенол негативно впливає на шкіру людини, викликаючи опіки.

В кінці даного розділу необхідно навести еколого-технологічну схему виробництва асфальтобетонної суміші на АБЗ.

7.2 Розрахунок забруднення атмосфери асфальтобетонним заводом