Министерство Общего и Профессионального Образования Российской Федерации
Ростовский государственный строительный университет
Курсовой проект по дисциплине
Производственные предприятия транспортных сооружений
АБЗ
Расчетно-пояснительная записка
111774 РПЗ
Выполнил студент группы Д-327
Стрижачук А. В.
Руководитель:
Литвинова Л. А.
Заведующий кафедры:
Илиополов С. К.
Ростов-на-Дону
1999 г.
Исходные данные.
Длина участка строительства 10
Ширина проезжей части 7
Толщина асфальтобетона 0,1
Тип асфальтобетона В
Плотность асфальтобетона 2
Число смен 1
Продолжительность работ 4
Длина транспортировки 11
Удельное сопротивление стали 0,12?10-4 Ом?м
Содержание:
Климатическая характеристика района. 4
1. Обоснование размещения АБЗ. 5
1.1. Сравнение времени остывания асфальтобетонной смеси со временем ее
доставки к месту укладки. 5
1.2. Источники обеспечения АБЗ водой и электроэнергией. Нормативные
требования. 5
2. Режим работы завода и его производительность. 5
2.1. Часовая производительность АБЗ, QЧ, т/ч. 5
2.2. Расчет расхода материалов. 6
3. Определение длины железнодорожного пути для прирельсовых АБЗ. 7
3.1. Количество транспортных единиц N, прибывающих в сутки. 7
3.2. Длина фронта разгрузки L, м. 7
4. Склады минеральных материалов. 7
4.1. Расчет щебеночных штабелей. 7
4.2. Выбор и расчет ленточных конвейеров. 7
4.3. Выбор типа бульдозера. 8
5. Битумохранилище. 9
5.1. Расчет размеров битумохранилища. 9
5.2. Количество тепла, необходимое для нагрева битума в хранилище и
приямке Q, кДж/ч. 9
5.3. Расчет электрической системы подогрева. 10
6. Определение количества битумоплавильных установок. 11
6.1. Часовая производительность котла ПК, м3/ч. 11
6.2. Расчет количества котлов. 11
7. Расчет склада и оборудования для подачи минерального порошка. 11
7.1. Расчет вместимости силоса в склад. 12
7.2. Расчет пневмотранспортной системы. 12
8. Расчет потребности предприятия в электрической энергии и воде.
16
8.1. Расчет потребного количества электроэнергии. 16
8.2. Определение общего расхода воды. 16
8.3. Определение расхода воды на восстановление запаса в пожарном
резервуаре, ВПОЖ, м3/ч. 16
8.4. Определение диаметра трубы водопроводной сети, dТР, м. 16
9. Технологическая схема приготовления модифицированного битума. 17
Литература. 18
Климатическая характеристика района.
Кемеровская область расположена в III-ей дорожно-климатической зоне
— зоне со значительным увлажнением грунтов в отдельные периоды годы.
Для района проложения автомобильной дороги характерен климат с холодной
зимой и теплым летом, что видно из дорожно-климатического графика (рис
1.1).
Лето теплое: среднесуточная температура наиболее жаркого месяца
(июля) составляет +18,4?С; зимы холодные со среднесуточной температурой
наиболее холодного месяца (января) –19,2?С. Отрицательные температуры
воздуха бывают с ноября по март, а расчетная длительность периода
отрицательных температур Т=179 сут.
Абсолютный максимум температуры воздуха в году достигает +38?С,
минимум -55?С. Следовательно, амплитуда температуры составляет 93?С.
Годовая средняя суточная амплитуда температуры воздуха бывает в июне
(13,2?С), а максимальная в феврале (30,2?С).
За год выпадает 476 мм осадков; количество осадков в жидком и
смешанном виде 362 мм за год; суточный максимум 46 мм. Средняя за зиму
высота снежного покрова составляет 51 см, а число дней со снежным
покровом до 162 сут (период 03.11 — 13.04).
Для рассматриваемого района зимой преобладают ветры южного, юго-
восточного и юго-западного направлений. Летом преобладают ветры южного
и северного направлений (рис 1.2). Средняя скорость ветра за январь
равна 3,41 м/с. Максимум из средних скоростей по румбам за январь — 6,8
м/с. Средняя скорость ветра за июль равна 3,55 м/с. Максимум из средних
скоростей по румбам за июль — 4,4 м/с.
1. Обоснование размещения АБЗ.
Завод будет размещен вблизи железнодорожных путей, так как все
дорожно-строительные материалы будут доставляться по ним.
1.1. Сравнение времени остывания асфальтобетонной смеси со временем
ее доставки к месту укладки.
Необходимо сравнить время остывания смеси t1, ч, со временем ее
доставки к месту укладки t2, ч (t1?t2).
где G — количество смеси в кузове самосвала, для самосвала ЗИЛ-ММЗ-
555, G=4500 кг;
ССМ — теплоемкость горячей смеси, ССМ=1,1 кДж/(кг??С);
F — площадь стенок кузова самосвала, для самосвала ЗИЛ-ММЗ-555
F=11 м2;
h — коэффициент теплопередачи, h=168 кДж/(м2?ч??С);
ТАБЗ — температура смеси при отправке с АБЗ, ?С;
ТСМ — температура смеси при ее укладке, ?С;
ТВ — температура воздуха, ?С.
где L — дальность транспортировки, км;
v — скорость движения самосвала, v=40…60 км/ч.
1.2. Источники обеспечения АБЗ водой и электроэнергией. Нормативные
требования.
Обеспечение АБЗ водой происходит путем водозабора из водопроводной
сети. Электроэнергия поступает из городской сети. АБЗ размещают с
подветренной стороны к населенному пункту, на расстоянии не ближе 500 м
от него. Площадка АБЗ должна быть достаточно ровной, с уклоном 25-30‰,
обеспечивающим отвод поверхностных вод. Коэффициент использования
площади должен быть не менее 0,6, а коэффициент застройки — не менее
0,4. Уровень грунтовых вод — не выше 4 м.
При размещении зданий и сооружений на территории завода следует
учитывать следующее:
1. Здания и сооружения с повышенной пожарной опасностью следует
размещать с подветренной стороны по отношению к другим зданиям;
2. Здания и сооружения вспомогательного производства должны
располагаться в зоне цехов основного производства;
3. Складские сооружения нужно располагать с учетом максимального
использования железнодорожных и других подъездных путей для
погрузочных, разгрузочных операций и обеспечения подачи материала
к основным цехам кратчайшим путем;
4. Энергетические объекты нужно располагать по отношению к основным
потребителям с наименьшей протяженностью трубопровода и ЛЭП;
5. При устройстве тупиковых дорог необходимо в конце тупика
предусматривать петлевые объезды или площадки размером не менее
12х12 м для разворота автомобилей.
2. Режим работы завода и его производительность.
2.1. Часовая производительность АБЗ, QЧ, т/ч.
где П — необходимое количество асфальтобетонной смеси, т;
Ф — плановый фонд времени.
где 8 ч — продолжительность смены;
n — количество смен;
22,3 — число рабочих дней в месяце;
m — количество месяцев укладки смеси;
0,9 — коэффициент использования оборудования в течение смены;
0,9 — коэффициент использования оборудования в течении m
месяцев.
где k — коэффициент, учитывающий неравномерный расход смеси,
k=1,1…1,5;
F — площадь укладки асфальтобетонной смеси, м2, F=10000?7=70000
м2;
h — толщина укладки асфальтобетонной смеси, м;
? — плотность смеси, ?=2,0…2,4 т/м3.
Полученное значение округляем до целого числа и принимаем смеситель
типа ДС-617.
2 Расчет расхода материалов.
Требования к материалам.
Для приготовления горячей смеси применяются вязкие нефтяные битумы
марок БНД 60/90, БНД 90/130. Щебень следует применять из естественного
камня. Не допускается применение щебня из глинистых, известковых,
глинисто-песчаных и глинистых сланцев. Пески применяются природные или
дробленные. Минеральный порошок применяется активизированный и не
активизированный. Допускается использовать в качестве минерального
порошка измельченные металлургические шлаки и пылевые отходы
промышленности. Активизированный минеральный порошок получают в
результате помолки каменных материалов в присутствии активизирующих
добавок, в качестве которых используются смеси состоящие из битума и
ПАВ в принятом соотношении 1:1
Суточная потребность материалов:
где 8 ч — продолжительность смены;
n — число смен;
QЧ — часовая производительность завода, т/ч (м3/ч);
Nki — потребность в Ki компоненте на 100 т асфальтобетонной
смеси.
Учитывая естественную убыль (2% для щебня, песка, битума и 0,5% для
минерального порошка) получаем:
Таблица 1. Потребность АБЗ в минеральных материалах.
|Материал |Единица |Суточная |Норма запаса,|Запас |
| |измерени|потребность|дней |единовременного |
| |я | | |хранения |
|Щебень | м3 |72,2 |15 |1083 |
|Минеральный |т |24,7 |15 |387 |
|порошок | | | | |
|Битум |т |18,1 |25 |452,5 |
3. Определение длины железнодорожного пути для прирельсовых АБЗ.
1 Количество транспортных единиц N, прибывающих в сутки.
где Qi — суточная потребность, т (m=V??);
k — коэффициент неравномерности подачи груза, k=1,2;
q — грузоподъемность вагона, т;
?щ — плотность щебня, ?щ=1,58 т/м3.
3.2. Длина фронта разгрузки L, м.
где l — длина вагона, l=15 м;
n — число подач в сутки, n=1…3.
4. Склады минеральных материалов.
1 Расчет щебеночных штабелей.
Обычно для АБЗ проектируются склады щебня и песка открытого
штабельного типа небольшой емкости с погрузочно-разгрузочными
механизмами (конвейеры, фронтальные погрузчики). При проектировании
необходимо предусмотреть бетонное основание или основание из
уплотненного грунта, водоотвод от штабелей, распределительные стенки
между штабелями, подачу материалов в штабеля и в агрегат питания
ленточными транспортерами.
4.2. Выбор и расчет ленточных конвейеров.
На АБЗ для непрерывной подачи минерального материала используют
ленточные и винтовые конвейеры. Ленточными конвейерами можно перемещать
песок и щебень в горизонтальном направлении и под углом не превышающим
22?. Выполняют ленточные конвейеры из нескольких слоев прорезиненной
хлопчатобумажной ткани. Ширина ленты В, м, определяется по часовой
производительности:
где Q — часовая производительность, т/ч;
v — скорость движения ленты, м/с;
? — плотность материала, т/м3.
Выбираем конвейер типа С-382А (Т-44).
4.3. Выбор типа бульдозера.
Таблица 2. Марка бульдозера и его характеристики.
|Тип и марка |Мощность|Отвал |
|машины |двигател| |
| |я, кВт | |
| | |Тип |Размеры, мм|Высота |Заглублени|
| | | | |подъема, |е, мм |
| | | | |мм | |
|ДЗ-24А (Д-521А)|132 |Неповоротны|3640х1480 |1200 |1000 |
| | |й | | | |
Производительность ПЭ, т/ч выбранного бульдозера:
где V — объем призмы волочения, V=0,5BH2=0,5?3,64?(1,48)2=3,987 м3,
здесь В — ширина отвала, м; Н — высота отвала, м;
kР — коэффициент разрыхления, kР = 1,05…1,35.
kПР — поправочный коэффициент к объему призмы волочения,
зависящий от соотношения ширины В и высоты Н отвала Н/В=0,41, а также
физико-механических свойств разрабатываемого грунта, kПР=0,77;
kВ — коэффициент использования машин по времени, kВ=0,8;
ТЦ — продолжительность цикла, с;
ТЦ=tН+tРХ+tХХ+tВСП,
здесь tН — время набора материала,
где LН — длина пути набора, LН=6…10 м;
v1 — скорость на первой передаче, v1=5…10 км/ч;
tРХ — время перемещения грунта, с,
где L — дальность транспортировки, м, L=20 м;
v2 — скорость на второй передаче, v2=6…12 км/ч;
tХХ — время холостого хода, с,
где v3 — скорость на третьей передаче, v3=7…15 км/ч;
tВСП = 20 с;> ТЦ = 3,84 + 7,2 + 9,16 + 20 = 40,2 с;
5. Битумохранилище.
5.1. Расчет размеров битумохранилища.
Для приема и хранения вяжущих устраивают ямные постоянные и
временные битумохранилища только закрытого типа. Битумохранилища
устраивают на прирельсовых АБЗ с битумоплавильными установками.
Современные закрытые битумохранилища ямного типа должны быть защищены
от доступа влаги как наружной, так и подземной путем устройства
специальных зданий, дренажей или навесов. Глубина ямного хранилища
допускается в пределах 1,5-4 м в зависимости от уровня грунтовых вод.
Для достижения рабочей температуры применяют электронагреватели.
Наиболее перспективный способ нагрева битума — разогрев в подвижных
слоях с использованием закрытых нагревателей. Для забора битума из
хранилища устраивают приемники с боку или в центре хранилища. Таким
образом, битумохранилище состоит из собственно хранилища, приямка и
оборудования для подогрева и передачи битума.
Значение запаса единовременного хранения битума округляем до 500,
тогда средняя площадь F, м2 битумохранилища:
где Е — емкость битумохранилища, м3;
h — высота слоя битума, h = 1,5…4 м.
Затем, исходя из значения строительного модуля, равного трем, и
отношения длины L к ширине В битумохранилища, равного L/B = 1,5,
назначаем средние значения длин Lср и Вср.
Ввиду того что стенки битумохранилища устраивают с откосом:
5.2. Количество тепла, необходимое для нагрева битума в хранилище и
приямке Q, кДж/ч.
где Q1 — количество тепла, затрачиваемое на плавление битума, кДж/ч.
где ? — скрытая теплота плавления битума, ?=126 кДж/кг;
G — количество подогреваемого битума, кг/ч, G = 0,1?Qсм, где Qсм
— производительность выбранного смесителя, кг/ч.
Q2 — количество тепла, затрачиваемое на подогрев битума, кДж/ч:
где K — коэффициент, учитывающий потери тепла через стенки хранилища
и зеркало битума, K = 1,1;
Сб — теплоемкость битума, Сб =1,47…1,66 кДж/(кг?єС);
W — содержание воды в битуме, W = 2…5%;
t1 и t2 —
для хранилища t1 = 10єС; t2 = 60єС;
для приемника t1 = 60єС; t2 = 90єС.
Битумоплавильные агрегаты предназначены для плавления, обезвоживания
и нагрева битума до рабочей температуры. Разогрев битума в
битумохранилище производится в два этапа:
I этап: Разогрев битума донными нагревателями, уложенными на дне
хранилища до температуры текучести (60єС), дно имеет уклон, битум
стекает в приямок в котором установлен змеевик.
II этап: Разогрев битума в приямке до температуры 90єС. Нагретый
битум с помощью насоса перекачивается по трубопроводам в
битумоплавильные котлы.
5.3. Расчет электрической системы подогрева.
Потребляемая мощность Р, кВт:
В каждом блоке по шесть нагревателей. Мощность одного блока:
где n
— количество блоков нагревателей, n = 3…4 шт.
Принимаем материал в спирали нагревателя полосовую сталь с ?=0,12?10-
6 Ом?м. Сечение спирали S=10?10-6 м2.
Мощность фазы, кВт:
Сопротивление фазы, Ом:
где U=380 В.
Длина спирали, м:
Величина тока, А:
Плотность тока, А/мм2:
6. Определение количества битумоплавильных установок.
1 Часовая производительность котла ПК, м3/ч.
где n — количество смен;
kВ — 0,75…0,8;
VК — геометрическая емкость котла для выбранного типа агрегата,
м3;
kН — коэффициент наполнения котла, kН=0,75…0,8;
tЗ — время заполнения котла, мин:
где ПН — производительность насоса (см. таблицу 3).
Таблица 3. Тип насоса и его характеристики.
|Тип насоса|Марка |Производит|Давление, |Мощность |Диаметр |
| |насоса |ельность, |кгс/см2 |двигателя, |патрубков, мм|
| | |л/мин. | |кВт | |
|передвижно|ДС-55-1 |550 |6 |10 |100/75 |
|й | | | | | |
tН=270 мин — время выпаривания и нагрев битума
|
