26.4 Асфальтосмесительные установки

Асфальтосмесительные установки - комплект основного технологического оборудования АБЗ, обеспечивающего выполнение основных операций технологического процесса приготовления асфальтобетонных и битумоминеральных смесей. Асфальтосмесительные установки классифицируются по основным конструктивным и технологическим показателям: производительности, принципу действия смесителя, конструктивной компоновке основных агрегатов, мобильности.

Номинальную производительность асфальтосмесительных установок оценивают из условия приготовления песчаных или мелкозернистых смесей с расчетной влажностью каменных материалов 5 %. По производительности различают типоразмеры асфальтосмесительных установок: 12, 25, 32, 50, 100, 150, 200, 250, 400 т/ч. Большинство установок, находящихся в настоящее время в эксплуатации в России, имеют производительность 25-100 т/ч.

По принципу действия смесителя асфальтосмесительные установки могут быть циклического и непрерывного действия. В установках циклического действия все подготовительные и вспомогательные операции, связанные с подачей каменных материалов, их просушиванием и нагревом, загрузкой в расходные бункеры и приготовлением битума, осуществляют непрерывно. Однако дозирование, подачу всех компонентов смеси, их перемешивание и разгрузку смесителя производят периодически в виде повторяющихся циклов. Установки такого типа получили наибольшее распространение, так как они позволяют точно выдерживать требуемый рецептурный состав смеси, быстро переходить на выпуск смеси любого рецептурного состава, изменять время перемешивания, получать высокое качество смеси. В установках непрерывного действия все технологические операции, за исключением выдачи готовой смеси из накопительного бункера, выполняют непрерывно. Для осуществления непрерывности процесса применяют смесители непрерывного действия, которые по сравнению с установками периодического действия имеют меньшую металло- и энергоемкость, однако их применение целесообразно в основном при больших объемах работ и продолжительном выпуске смеси одного рецептурного состава.

По конструктивной компоновке основных агрегатов асфальтосмесительные установки разделяют на башенные и партерные. В установках башенного типа конструкция агрегатов выполнена в вертикальном направлении. Просушенные и нагретые в сушильном барабане компоненты смеси подаются на установку башенного типа, в которой осуществляются грохочение, сортировка, дозирование и перемешивание. На все эти технологические операции компоненты смеси последовательно поступают под действием силы тяжести. При партерной компоновке агрегаты асфальтосмесительной установки имеют наземное расположение. Составляющие компоненты асфальтобетонной смеси перемещаются от агрегата к агрегату с помощью непрерывных транспортных средств. Такая схема позволяет осуществить быстрый монтаж всего оборудования.

По мобильности установки разделяют на стационарные и передвижные. Отличительными особенностями этих установок является конструктивное исполнение агрегатов, которое влияет на длительность монтажа, демонтажа и удобство транспортирования. Асфальтосмесительные установки стационарного типа применяют на постоянно действующих АБЗ. Передвижные асфальтосмесительные установки выполняют из отдельных легко транспортируемых агрегатов, иногда снабженных колесным ходом. Их монтаж осуществляют с помощью автомобильных кранов. Как правило, для передвижных установок не требуется сооружение массивных заглубленных фундаментов, большинство блоков смесителей монтируется на подготовленной бетонированной площадке.

В России производителями асфальтосмесительных установок являются: ОАО «Саста», «Центросвар» и «УралНИТИ». На объектах дорожного строительства эксплуатируются также асфальтосмесительные установки ОАО «Кредмаш» (Украина). Их количество в структуре парка асфальтосмесительного оборудования превышает 70 %. Технические характеристики асфальтосмесительных установок, выпускаемых в России и Украине, приведена в табл. 26.3.

ОАО «Кредмаш» (Украина) выпускает две модификации асфальтосмесительных установок: ДС-185 производительностью 48 т/час (рис. 26.6.) и стационарную асфальтосмесительную установку периодического действия ДС-168 производительностью 130-150 т/час (рис. 26.7). По сравнению с выпускавшимися ранее установками ДС-117-2Е и ДС-117-2К, модель ДС-185 обладает повышенными показателями производительности, надежности и улучшенной системой очистки отходящих газов. Конструкция установки позволяет быстро изменять рецептуру смеси и выполнять все операции технологического процесса. Управление всей установкой централизовано и осуществляется с пульта управления, размещенного в кабине оператора. Сушильный агрегат приспособлен для использования легкого и тяжелого топлива. Конструкция лопастей сушильного барабана обеспечивает оптимальный режим просушивания материала и защиту барабана от воздействия открытого огня. Управление процессами осуществляется дистанционно.

Таблица 26.3.

Техническая характеристика асфальтосмесительных установок

Система очистки уходящих газов на установке ДС-185 (см. рис. 26.6.), включающая предварительную ступень очистки и четыре циклона типа СЦН-40, а также мокрый пылеуловитель на основе скруббера Вентури, обеспечивают очистку уходящих газов до 99,2 %. Обогрев битумных, топливных коммуникаций и емкостей осуществляется горячим маслом по замкнутой системе. В нагревателе жидкого теплоносителя применяется масло И-20А объемом 1,2 м³.

В установке ДС-168 (см. рис. 26.7) все процессы автоматизированы и имеют дублирующее дистанционное управление. Управление всей установкой централизовано и осуществляется с пульта, размещенного в кабине оператора. При работе сушильного агрегата используется жидкое топливо, в том числе топочный мазут. Перед сушильным барабаном установлен колосниковый грохот и бункер для сбора негабарита. Розжиг форсунки сушильного барабана и управление режимом горения осуществляется из кабины оператора. Установка допускает выгрузку готовой смеси как из бункера готовой смеси, так и непосредственно из мешалки.

Завод «Центросвар» в Твери выпускает асфальтосмесительную установку, аналогичную по своим параметрам установке ДС-185. В перспективе завод планирует комплектовать выпускаемые установки микропроцессорными системами управления и тканевыми фильтрами для очистки уходящих газов.

В России ОАО «Саста» совместно с фирмой «Bernardi» (Италия) налажен выпуск асфальтосмесительных установок производительностью 100; 150; 200 т/ч. Их отличительные особенности: экономичная универсальная горелка, теплоизолированный сушильный барабан, высокоэффективный тканевый фильтр со степенью очистки 99,99 % (рис. 26.8).

Рис. 26.6. Технологическая схема асфальтосмесительной установки ДС-185 (Украина):

1 - агрегат питания; 2 - конвейер; 3 - сушильный агрегат; 4 - топливный бак; 5 - I ступень (предварительная) очистки дымовых газов; 6 - II ступень очистки дымовых газов; 7 - III ступень очистки дымовых газов (скруббер Вентури), 8 - смесительный агрегат, 9 - агрегат минерального порошка; 10 - нагреватель битума; 11 - система теплоносителя; 12 - бункер готовой смеси; 13 - кабина оператора

Рис. 26.7. Технологическая схема асфальтосмесительной установки ДС-168 (Украина):

1 - агрегат питания; 2 - конвейер наклонный; 3 - I ступень (предварительная) очистки дымовых газов; 4 - сушильный агрегат; 5 - II ступень очистки дымовых газов; 6 - III ступень очистки дымовых газов; 7 - шламоотстойник; 8 - нагреватель жидкого теплоносителя; 9 - подача битума из хранилища или битумовоза; 10 - битумные цистерны; 11 - нагреватель битума; 12 - смесительный агрегат; 13 - агрегат готовой смеси; 14 - кабина оператора

Рис. 26.8. Технологическая схема асфальтосмесительной установки ОАО «Саста» (Россия):

1 - агрегат питания; 2 - сборный транспортер; 3 - наклонный транспортер; 4 - сушильный агрегат; 5 - горячий элеватор; 6 - горячие бункеры; 7 - бункер готовой смеси; 8 - элеватор минерального порошка и пыли; 9 - агрегат минерального порошка; 10 - шнек; 11 - рукавные матерчатые фильтры; 12 - вентилятор; 13 - расходная битумная емкость; 14 - нагреватель жидкого теплоносителя; 15 - кабина управления

В настоящее время имеет место оснащение дорожных организаций асфальтосмесительными установками зарубежных фирм «Ammann», «Benninghoven», «Lintec», «Teltomat» (Германия), «Bernardi» (Италия), «Ermont» (Франция), «Astec» (США) и др.

Рис. 26.9. Технологическая схема установки фирмы «Аmmаnn» (Германия):

1 - склады каменных материалов; 2 - агрегат питания; 3 - ленточный транспортер; 4 - сушильный агрегат; 5 - горячий элеватор; 6 - грохот; 7 - бункеры горячих каменных материалов; 8 - весовая бункер-дозатор; 9 - склад старого асфальтобетона; 10 - дозатор старого асфальтобетона; 11 - транспортер подачи старого асфальтобетона; 12 - битумные цистерны; 13 - установка нагрева битума; 14 - дозатор битума; 15 - бункер минерального порошка; 16 - шнековый конвейер; 17 - бункер циклонной пыли; 18 - элеватор циклонной пыли; 19 - промежуточный бункер циклонной пыли; 20 - дозатор минерального порошка; 21 - дозатор ПАВ; 22 - смеситель; 23 - скиповый подъемник; 24 - промежуточный бункер; 25 - бункер готовой асфальтобетонной смеси; 26 - система очистки дымовых газов; 27 - труба; 28 - топливная цистерна; 29 - кабина управления

Фирма «Ammann» поставляет асфальтосмесительные установки башенной компоновки, работающие по классической башенной технологии, производительностью 80-320 т/час, конструктивные решения которых могут быть изменены в зависимости от потребностей заказчиков (рис. 26.9). Например, разработан вариант установки с теплоизоляционной обшивкой для работы при отрицательных температурах. Тензометрические системы взвешивания материалов обеспечивают точность до 0,1 %, а сортировка каменных материалов на 6 фракций и целый ряд других конструктивных особенностей гарантирует высокое качество асфальтобетонных смесей.

Блочная конструкция установок позволяет выполнять их монтаж в сжатые сроки, при этом габариты узлов и агрегатов позволяют транспортировать их по автомобильным и железным дорогам. Пульты установок оснащены микропроцессорным управлением и поступают полностью смонтированными.

Представлены асфальтосмесительные установки фирмы «Benninghoven»: стационарные производительностью 40-250 т/час; блочные полустационарные производительностью 100-200 т/час; мобильные на 60-160 т/час (рис. 26.10).

Рис. 26.10. Технологическая схема установки фирмы «Benninghoven» (Германия):

1 - штабели щебня и песка; 2 - блок бункеров для песка и щебня; 3 - блок бункеров для отфрезерованного асфальтобетона; 4 - весовые дозаторы; 5, 6 - наклонный транспортер; 7 - сушильный барабан; 8 - горячий элеватор; 9 - тканевый пылеуловитель; 10, 11 - винтовой конвейер для пыли; 12 - смесительный агрегат; 13 - битумохранилище с системой нагрева до рабочей температуры; 14 - масляный теплоноситель; 15 - грохоты; 16 - горячие бункеры; 17 - дозатор битума; 18 - дозатор минерального порошка; 19 - дозатор горячих каменных материалов; 20 - смеситель; 21 - силос минерального порошка; 22 - пневматический винтовой подъемник минерального порошка; 23 - скиповой транспортер; 24 - бункеры накопления и выдачи готовой асфальтобетонной смеси

Система грохотов установок позволяет разделить минеральные материалы на 6 фракций, что совместно с другими техническими решениями, в том числе высокой точностью взвешивания, дает возможность гарантировать хорошее качество смесей. По заказу потребителей устанавливаются горелки для работы на мазуте любой марки, дизельном топливе, природном или сжиженном газе, а также на угольной пыли. Все установки оснащены накопительными бункерами готовой смеси. Очистка дымовых газов выполняется с помощью тканевых фильтров. Нагрев битума до рабочей температуры и обогрев битумопроводов осуществляется с помощью нагревателей жидкого теплоносителя мощностью 300-400 кВт.

Конструктивные особенности установок обеих фирм, а именно большой объем сушильных барабанов и смесителей, позволяют утилизировать старый асфальт и применять материалы с повышенной влажностью без снижения номинальной производительности. Установленный в кабине компьютер позволяет быстро переходить на любую рецептуру смесей, непрерывно фиксировать количество приготовленных замесов, строго выполнять заданные технологические режимы.

Фирма «Teltomat» выпускает асфальтосмесительные установки производительностью 60-300 т/час. Асфальтосмесительные установки типа IV-8 и V-3, поставлявшиеся ранее в Россию, в настоящее время капитально модернизированы. Горелки для сушильного барабана выпускаются для работы на легком (дизельном) топливе и тяжелом (мазут), а также на природном и сжиженном газах. Грохочение каменных материалов на четыре и шесть фракций наряду с другими конструктивными изменениями гарантирует высокое качество смесей. Агрегат питания имеет до 8 бункеров, что позволяет выпускать любые рецептуры смесей. Емкость смесителей увеличена с 800 до 3000 кг. Нагрев битума до рабочей температуры, обогрев битумопроводов и оборудования осуществляется с помощью нагревателей жидкого теплоносителя тепловой мощностью 230-350 кВт. Накопительные бункеры готовой смеси имеют вместимость 80-500 т. Процессы дозирования, взвешивания, перемешивания и подачи всех материалов могут осуществляться с помощью релейного или микропроцессорного управления в зависимости от условий, предъявляемых заказчиком. Все установки имеют дополнительное оборудование для переработки старого асфальта.

Зарубежные производители предлагают широкий выбор асфальтосмесительных установок практически любой производительности, стационарные и мобильные. В этой связи заслуживают особого внимания передвижные установки большой производительности. Одной из таких установок является установка фирмы Astec (США), которая выпускает передвижные установки типа М-Раск производительностью от 100 до 400 т/ч. Самой главной особенностью установок М-Раск является принципиально новая конструкция сушильно-смесительного барабана, которая дает возможность совместить положительные качества стационарных и передвижных установок. Все элементы конструкции установок выполнены в виде отдельных перевозимых блоков-модулей, которые быстро могут быть объединены и смонтированы на новом месте. Эта установка может быть эффективна и при использовании ее в качестве стационарной (то есть при работе на одном месте более 2-3 лет), так как даже однократная экономия на монтаже и фундаментах уже очень значительна. Фундаменты выполняются только для накопительных бункеров. Все остальные модули установки могут монтироваться на забетонированной или асфальтированной площадке. Все модули установки оснащены прочными рамами, которые заменяют фундаменты. Все электрические кабели между модулями соединяются с помощью штекерных разъемов.

Блоки установок выполнены по габаритам и массе с учетом их транспортировки по автомобильным дорогам с помощью трейлеров или по железной дороге.

Принципиальным отличием установок типа М-Раск от других является конструкция сушильно-смесительного барабана, который выполнен коаксиальным (два барабана - один внутри другого). При этом внутренний барабан является сушильным барабаном с противоточным обогревом. Внешний барабан, который неполностью охватывает внутренний, снабжен внутри лопатками и является смесителем. Лопатками также оснащена и соответствующая наружная сторона внутреннего барабана. Внешний барабан имеет теплоизоляцию и не вращается. Таким образом, процесс перемешивания смеси происходит в кольцевом пространстве между двумя барабанами. Такая конструкция позволяет существенно сократить потери тепла и соответственно снизить расход топлива. Данная система смешения дает возможность использовать до 50 % повторно используемого дробленого асфальта. Благодаря наличию заслонок с гидроприводом возможен свободный доступ в зону перемешивания для контроля или замены лопаток.

Система дозирования установки решена путем взвешивания материалов на ленте, питающей сушильный барабан, с помощью тензометрических датчиков. Тарировка взвешивающего устройства выполняется тарировочными грузами. Установка оснащена рукавными матерчатыми фильтрами в виде отдельных блоков с автоматической очисткой рукавов.

Конструкция накопительных бункеров дает возможность длительного хранения смеси до 3-4 сут и более. С этой целью предусмотрен надежный обогрев и теплоизоляция бункеров и исключен контакт с воздушной средой. Загрузка силосов осуществляется с помощью обогреваемого скребкового конвейера.

Битум нагревается с помощью установок НЕАТЕС для нагрева жидких теплоносителей типа НС. Для удобства монтажа и транспортирования битум хранится и нагревается в цистернах вместимостью 100-200 т с системой тепловых регистров из цельнотянутых труб. Управление установкой осуществляется из отдельной кабины с пультом, в которой также размещена компьютерная система управления и регулирования процессов приготовления смесей. Техническая характеристика асфальтосмесительных установок зарубежного производства приведена в табл. 26.4.