Битумохранилища. Назначение и классификация
Битумохранилища предназначены для долговременного или кратковременного хранения битума, нагрева его до температуры текучести и выдачи в битумонагревательные котлы или для поддержания битума при рабочей температуре и выдачи его потребителю. Битумохранилища должны предохранять битум от обводнения и загрязнения.
Битумохранилище представляет собой резервуар вместимостью 1003000 т. Битумохранилища вместимостью свыше 500 т выполняют секци
онными, состоящими из 2-6 отсеков, для хранения битума разных марок и снижения затрат на его разогрев. Вместимость битумохранилища определяется суточным расходом битума и периодичностью поставок.
Оборудование для нагрева битума, используемое в битумохранили — щах длительного хранения, состоит из оборудования для нагрева битума до температуры текучести (50-60°С), которое устанавливают непосредственно в хранилище; оборудования для нагрева битума до температуры перекачивания насосом (90-95°С) внутри хранилища или в дополнительном отсеке; битумонагревательных котлов, обеспечивающих обезвоживание битума, нагрев его до рабочей температуры 140-160°С и выдачу потребителям (асфальтосмесительные установки, автораспределители, эмульсионные установки и пр.).
Перекачивание битума или выдача его из битумохранилища производится шестеренными насосами с обогреваемым корпусом. Трубопроводы для подачи битума и запорную арматуру выпускают с системой обогрева и теплоизоляцией.
Битумохранилища классифицируют по вместимости резервуара и назначению, по положению резервуара, наличию нагревателей, типу нагревателей битума и конструкции.
По вместимости резервуара и назначению битумохранилища с вместимостью резервуара до 100 т бывают временные, закрытые или открытые (рис. 11.31, а, б, в); вместимостью резервуара до 500 т — переходные, реже открытые (рис. 11.31, а, б, в); с вместимостью резервуара свыше 500 т — постоянные, закрытые (рис. 11.31, г); с вместимостью одной цистерны, 30-100 т (металлические цистерны с системой теплоизоляции), — переносные, которые располагают горизонтально или вертикально (рис. 11.31, д).
По положению резервуара относительно поверхности земли различают битумохранилища ямного (рис. 11.31, а), полуямного (рис. 11.31,
б), наземного (рис. 11.31, в), подземного типа (капитальные) (рис. 11.31, г) и передвижные (рис. 11.31, д).
Битумохранилища ямного, полуямного и наземного типов сооружают в зависимости от уровня грунтовых вод. Стенки выполняют бетонными, железобетонными, кирпичными и деревянными.
По наличию нагревателей битумохранилища могут быть без нагрева, с местным и общим нагревом. В битумохранилищах без нагрева для забора битума применяют переносные нагреватели. Местный нагрев применяют в битумохранилищах вместимостью до 500 т, общий — в капитальных и переносных битумохранилищах.
г) д)
Рис. И.31. Битумохранилище: а — ямное; б — полуямное;
в — наземное; г — подземное; д ~ переносное инвентарное.
В основных отсеках капитального битумохранилища температура массы битума составляет 50-60°С, благодаря чему обеспечивается перетекание битума в дополнительный отсек, в котором производится его нагрев до температуры 80-95°С, затем он перекачивается насосами в битумонагревательные котлы, где доводится до рабочего состояния. В переносных битумохранилищах масса битума постоянно поддерживается в рабочем состоянии.
11о типу нагревателей различают битумохранилища с паровым, масляным, огневым и электрическим нагревом.
Паровой нагрев производится подачей по змеевикам и трубам пара давлением 0,6-1,2 МПа. Достоинство этого теплоносителя — мягкий режим нагрева (максимальная температура теплоносителя 270°С). Недостатки — большая площадь змеевиков, возможность обводнения битума теплоносителем при нарушении герметичности змеевиков.
При масляном (жидкостном) нагреве теплоносителем служат различные минеральные масла с высокой температурой вспышки или специальные высокотемпературные теплоносители. Первые — безвредны, но пожароопасны; вторые — менее пожароопасны, но очень токсичны. Нагрев теплоносителя производится горячим газом в котлах экранного типа и реже — электрическими нагревателями. Недостаток масляного нагрева — возможность коксования масла в теплогенераторе, пожароопасность, необходимость установки дополнительного насоса для принудительной циркуляции масла. Достоинства масляного нагрева — компактность оборудования и мягкий нагрев битума. Наибольшее распространение масляный обогрев находит в передвижных установках.
Огневой нагрев битума производится подачей газов от сжигания дизельного топлива по трубам диаметром 400-500 мм, уложенным по днищу битумохранилища. Этот способ применяют для нагрева битума в основных отсеках битумохранилищ до температуры перекачивания (95°С). Огневой способ прост и экономичен, но пожароопасен.
При электрическом нагреве тепло передается битуму от электрических нагревателей. Электрические нагреватели из материала с низкой проводимостью бывают открытые пластинчатые, закрытые (ТЭНы) и инфракрасные; из материала с высокой проводимостью — пластинчатые, коаксиальные и др. Электронагреватели просты по конструкции, имеют низкую стоимость, надежны, но имеют низкие экономические показатели и ухудшают качество битума при длительном нагреве.
Конструкцию битумохранилищ выбирают исходя из вместимости и назначения. Резервуар временных и переходных битумохранилищ должен быть облицован досками, кирпичом или другим материалом для снижения потерь и загрязнения битума. Над битумохранилищем желательно иметь навес для защиты от атмосферных осадков. Временные и переходные битумохранилища ямного, полуямного и наземного типов применяют очень редко. Основная сложность хранения битума в таких хранилищах — большое обводнение битума, загрязнение механическими примесями, значительные потери тепла.
Капитальные и постоянные битумохранилища ранее выполняли круглыми из бетона и железобетона без деления на секции (рис. 11.31, г). В настоящее время наибольшее распространение получили битумохранилища линейной планировки с параллельным или последовательным расположением основных и дополнительных отсеков (рис. 11.32, а, б). Выполняют их из сборных железобетонных элементов, реже — из монолитного бетона. Днище основных отсеков имеет уклон в сторону дополнительных. Перекрытие резервуара выполняют из сборных железобетонных конструкций, покрытие должно исключать попадание внутрь атмосферных осадков. Общий обогрев основных отсеков (включаемый поочередно) — паровой, реже — масляный. Для местного нагрева битума применяют паровой, огневой и электрический нагрев. При линейной планировке битумохранилищ сокращаются простои железнодорожного транспорта под разгрузкой. Капитальные битумохранилища из бетона и железобетона не исключают обводнения битума грунтовыми водами, которое может достигать 30%. В последние годы для хранения битума используют стационарные или переносные металлические цистерны (рис. 11.31, д) с теплоизоляцией. Их преимущества в полном отсутствии обводнения
битума и загрязнения механическими примесями, небольшие потери тепла, а следовательно, незначительные затраты тепла на поддержание рабочей температуры битума. Для обогрева инвентарных битумохранилищ наиболее часто применяют масляный нагрев, реже паровой и электрический.
Преимущество масляного и парового нагрева состоит в благоприятном режиме разогрева битума. Максимальная температура теплоносителя редко превышает 320°С, а чаще составляет 270-300°С, и битум при разогреве и хранении не теряет своих свойств, но ввиду небольшого перепада температур между теплоносителем и битумом (200-150°С) площадь нагревателей (труб) должна быть 0,5-1 м2 на 1 м3 битума.
; |
Электрические нагреватели применяют только для поддержания рабочей температуры битума, поскольку при малой площади нагрева и высокой температуре нагревателей в битуме образуются смолоподобные соединения — карбены и карбоиды, отрицательно влияющие на качество битума.