пневмотранспортное оборудование делится на всасывающее, нагнетательное и всасывающе-нагнетательное. В общем случае пневмотранспортная установка включает компрессор с масло- и влагоотделителем, воздухопроводы, контрольно-измерительные приборы, загрузочные устройства подающие материал к установке, разгрузочные устройства и системы фильтров. Для транспортирования минерального порошка пневмоспособом используют пневмовинтовые и пневмокамерные насосы. Пневмовинтовые насосы используют для транспортирования минерального порошка на расстояние до 400 м. Недостаток — низкий срок службы быстроходных напорных шнеков. Камерные насосы перемещают минеральный порошок на расстояние до 1000 м. Могут применяться в комплекте с силосными складами. Включают в себя несколько герметично закрытых камер, в верхней части которой имеется загрузочное отверстие с устройством для его герметизации. В состав линии подачи входит склад, оборудование, обеспечивающее перемещение минерального порошка от склада до расходной емкости и расходная емкость.
7.1. Расчет вместимости силоса в склад.
Рекомендуется хранить минеральный порошок в складах силосного типа с целью избежания дополнительного увлажнения, которое приводит к комкованию и снижению его качества, а также к затруднению транспортирования. Потребная суммарная вместимость силосов склада ∑Vс, м3 составляет:
где GП — масса минерального порошка;
ρП — плотность минерального порошка, ρП=1,8 т/м3;
kП — коэффициент учета геометрической емкости, kП=1,1…1,15.
Количество силосов рассчитывается по формуле:
где VC — вместимость одного силоса, м3; V=20, 30, 60, 120.
7.2. Расчет пневмотранспортной системы.
Для транспортирования минерального порошка до расходной емкости принимается механическая или пневматическая система.
Для транспортирования минерального порошка можно использовать пневмовинтовые или пневмокамерные насосы. Подача в пневмотранспортную установку сжатого воздуха осуществляется компрессором. Потребная производительность компрессора QК, м3/мин, составляет:
где QВ — расход, необходимый для обеспечения требуемой производительности пневмосистемы, м3/мин.
где QМ — производительность пневмосистемы, QМ = 0,21·QЧ = 0,21·34,6 = 7,3, т/ч, QЧ — часовая производительность АБЗ;
µ — коэффициент концентрации минерального порошка, µ=20…50;
ρВ — плотность воздуха равная 1,2 кг/м3.
Мощность на привод компрессора NК, кВт:
где η=0,8 — КПД привода;
Р0 — начальное давление воздуха, Р0=1 атм;
РК — давление, которое должен создавать компрессор, атм.
где α=1,15…1,25;
РВ=0,3 атм;
РР=НПОЛ+1 — рабочее давление в смесительной камере подающего агрегата, атм, НПОЛ — полное сопротивление пневмотранспортной системы, атм;
где НП — путевые потери давления в атм;
НПОД — потери давления на подъем, атм;
НВХ — потери давления на ввод минерального порошка в трубопровод, атм.
Путевые потери давления:
где k — опытный коэффициент сопротивления:
где vВ — скорость воздуха зависит от µ; при µ=20…50 соответственно vВ=12…20 м/с;
dТР — диаметр трубопровода, м:
λ — коэффициент трения чистого воздуха о стенки трубы:
где ν — коэффициент кинематической вязкости воздуха, м2/с, ν=14,9·10-6.
LПР — приведенная длина трубопроводов, м:
где ∑lГ — сумма длин горизонтальных участков пневмотрассы, м, ∑lГ=3+3+4+4+20+20=54;
∑lПОВ — длина, эквивалентная сумме поворотов (колен), м, ∑lПОВ=8·4=32 (каждое колено принимаем равным 8 м);
∑lКР — длина, эквивалентная сумме кранов, переключателей. Для каждого крана принимают 8 м, ∑lКР=8·2=16;
Потери давления на подъем:
где ρ΄В — 1,8 кг/м3 — средняя плотность воздуха на вертикальном участке;
h — высота подъема материала, м. Принимается 12…15 м, в зависимости от типа асфальто-смесительной установки.
Потери давления при вводе минерального порошка в трубопровод:
где χ — коэффициент, зависящий от типа загрузочного устройства. Для винтовых насосов следует принимать χ = 1, для пневмокамерных χ = 2;
vВХ — скорость воздуха при вводе минерального порошка в трубопровод, м/с:
ρВХ — плотность воздуха при вводе минерального порошка, кг/м3:
Тогда:
По формуле (29) находим NК:
На основании проведенного расчета производится подбор подающего агрегата по табл. 11 [4].
Таблица 5. Тип подающего агрегата и его характеристики.
Тип и марка насоса Производи-тельность, м3/ч Дальность транспортирования, м Расход сжатого воздуха Диаметр трубопровода, мм Установленная мощность, кВт
по горизонтали по вертикали
К-2305 10 200 35 22 100
Расчет механической системы подачи минерального порошка. Механическая система представлена в виде шнеко-элеваторной подачи. Подающий агрегат — шнек.
Производительность шнека QШ, т/ч составляет:
где φ — коэффициент заполнения сечения желоба, φ=0,3;
ρМ — плотность минерального порошка в насыпном виде, ρМ=1,1 т/м3;
DШ — диаметр шнека, принимаем 0,2 м;
t — шаг винта, t=0,5DШ=0,1 м;
n — частота вращения шнека, об/мин ;
kН — коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера, kН=1.
Мощность привода шнека N, кВт определяется по формуле:
где L —длина шнека, м L=4 м;
ω — коэффициент, характеризующий абразивность материала, для минерального порошка принимается ω=3,2;
k3 — коэффициент, характеризующий трансмиссию, k3=0,15;
VМ=t·n/60= 0,1 — скорость перемещения материала, м/с;
ωВ — коэффициент трения, принимаемый для подшипников качения равным 0,08;
qМ=80·DШ=16 кг/м — погонная масса винта.
Производительность элеватора QЭ, т/ч определяется из выражения:
где i — вместимость ковша, составляет 1,3 л;
ε — коэффициент наполнения ковшей материалом, ε=0,8;
t — шаг ковшей, м (0,16; 0,2; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,63);
vП=1,0 м/с — скорость подъема ковшей.
Необходимая мощность привода элеватора:
где h — высота подъема материала, м, принимается 14 м;
kК — коэффициент, учитывающий массу движущихся элементов, kК=0,6;
А=1,1 — коэффициент, учитывающий форму ковша;
С=0,65 — коэффициент, учитывающий потери на зачерпывание.
Таблица 6. Тип элеватора и его характеристики.
Тип элеватора Ширина ковша, мм Вместимость ковша, л Шаг ковшей, мм Скорость цепи, м/с Шаг цепи, мм Мощность, кВт Произво-дительность м3/ч
ЭЦГ-200 200 2 300 0,8…1,25 100 2,0 12…18
8. Расчет потребности предприятия в электрической энергии и воде.
8.1. Расчет потребного количества электроэнергии.
Потребное количество электроэнергии NЭ, кВт определяется:
где kС — коэффициент, учитывающий потери мощности, kС=1,25…1,60;
∑РС — суммарная мощность силовых установок, кВт;
∑РВ — то же, внутреннего освещения, кВт, ∑РВ=5∙269,89+15∙318+9∙132+20∙72=8,75;
∑РН — то же, наружного освещения, кВт, ∑РН=1∙644+3∙837+5∙50=3,41;
Примечание: нормы расхода электроэнергии на 1м2 берем по табл. 12 методических указаний.
cosφ=0,75.
8.2. Определение общего расхода воды.
Общий расход воды определяется по формуле, м3:
где КУ=1,2;
КТ=1,1…1,6;
ВП — расход воды на производственные нужды, м3/ч, ВП=10…30;
ВБ — расход воды на бытовые нужды, потребление, м3/ч, ВБ=0,15…0,45.
8.3. Определение расхода воды на восстановление запаса в пожарном резервуаре, ВПОЖ, м3/ч.
Расход ВПОЖ определяем по формуле:
где qПОЖ=5…10 л/с;
Т — время заполнения резервуара, Т=24 ч.
8.4. Определение диаметра трубы водопроводной сети, dТР, м.
где V — скорость движения воды, V=1,0…1,5 м/с.
Принимаем диаметр трубы водопроводной сети равный 0,10 м.
9. Технологическая схема приготовления модифицированного битума.
Сама схема приводится в конце РПЗ. Модифицированный битум — органическое вяжущее, полученное путем смешивания битума с сыпучим модификатором и маслом.