|
Мероприятия по снижению вредных выбросов производственными предприятиями дорожного хозяйства должны предусматриваться уже на стадии составления проекта организации строительства автомобильной дороги, а также при проектировании генеральных планов предприятий.
Проектирование генеральных планов АБЗ с точки зрения соблюдения санитарно-гигиенических требований предусматривает расположение предприятий по отношению к жилым районам, сельскохозяйственным угодьям и другим экологически чувствительным зонам с учетом преобладающего движения воздушных масс (розы ветров), т.е. с подветренной стороны.
Размеры санитарно-защитных зон непосредственно от источника загрязнения на АБЗ до границ жилой застройки принимаются в соответствии с требованиями СН-245—71 и составляют: для АБЗ стационарного типа — 300 м (III класс по санитарной классификации); для инвентарного — 500 м (II класс по санитарной классификации).
Эксплуатация предприятий по производству дорожно-строительных материалов сопровождается значительным выделением загрязняющих веществ в окружающую среду. При этом не только теряется значительная часть дефицитного сырья, но и возникают условия для нарушения экологических требований и санитарно-гигиенических норм.
Источники загрязнения окружающей природной среды подразделяются на источники выделения и источники выбросов вредных веществ в атмосферу.
Источником выделения вредных веществ на АБЗ является технологический агрегат, установка, устройство, аппарат и т.п., выделяющие в процессе эксплуатации вредные вещества.
Источником выбросов вредных веществ является устройство (труба, аэроционный фонарь, вентиляционная шахта), посредством которого осуществляются выбросы вредных веществ в атмосферу.
Выбросы вредных веществ подразделяются на организованные и неорганизованные.
Организованными выбросами являются выбросы, отводимые от мест выделения системой газоотводов, что позволяет применять для их улавливания различные системы и оборудование.
Неорганизованными выбросами являются выбросы, возникающие вследствие негерметичности технологического оборудования, газоотводных устройств, резервуаров, открытых мест пыления и испарения.
Высокие и постоянно растущие экологические требования, предъявляемые к АБЗ, предопределяют расширение внедрения организационных, технических и технологических мероприятий, направленных на снижение вредных воздействий на окружающую природную среду.
К числу этих мероприятий в первую очередь следует отнести:
— совершенствование контроля за соблюдением технологических режимов и правил;
— строительство новых и повышение эффективности существующих очистных установок;
— совершенствование технологических процессов приготовления асфальтобетонных смесей.
Одним из наиболее простых методов уменьшения токсичных компонентов в выходных газах является замена сжигаемого в сушильных барабанах жидкого нефтяного топлива (в основном мазута) на газообразное. Специалисты Германии считают, что в перспективе наиболее экономичным в качестве топлива может стать уголь.
Важным направлением в целях сокращения выбросов на АБЗ является работа по совершенствованию структуры парка асфальтосмесительных установок в целях улучшения экологической обстановки на АБЗ.
В настоящее время наметилась тенденция к улучшению структуры парка асфальтосмесительных установок за счет замены их на более производительные с улучшенными экологическими характеристиками, в том числе и зарубежного производства.
Сушка и нагрев каменных материалов в сушильном барабане являются одними из главных технологических операций в производстве асфальтобетонных смесей. Мировой опыт показывает, что наиболее эффективно тепло- и массообменный процесс (сушка и нагрев) сыпучих сред осуществляется в виброкипящем слое. При этом экономия топлива достигает 30% и более.
С ужесточением требований к очистке газов целесообразно более широкое внедрение тканевых фильтров вместо мокрой очистки. Однако стоимость подобных устройств (в частности, при использовании тканевого фильтра) достигает 10.15% стоимости всего технологического оборудования АБЗ. Эти причины привели к необходимости дальнейших разработок, направленных на совершенствование технологических процессов приготовления асфальтобетонных смесей:
— применение герметичных бункеров и силосов для минерального порошка, а также пневмотранспорта для его перемещения к асфальтобетонной установке;
— использование минеральных заполнителей, отвечающих требованиям государственных стандартов по содержанию в них пылевидных и глинистых частиц;
— применение совершенных топочных устройств, установка газоанализаторов и кислородомеров для подбора оптимального режима сжигания топлива;
— оснащение асфальтобетонных установок устройствами для непрерывного контроля эффективности пылеулавливания;
— разработка новых технологичных способов приготовления асфальтобетонных смесей, отличающихся от принятой технологии меньшим пылеобразованием.
Одна из технологий характерна тем, что влажный каменный материал вначале обрабатывается вяжущим, а затем уже полученная смесь нагревается до рабочей температуры.
Технология приготовления смесей включает (рис. 31.14): дозирование холодного и влажного щебня, песка, а также минерального порошка в смеситель; дозирование туда же горячего битума; перемешивание 10.15 с; выгрузку в промежуточный бункер и подачу в сушильносмесительный барабан специальной конструкции, в котором происходят разогрев, просушивание и перемешивание смеси.
Такая технология относится к экологически чистой за счет того, что в сушильно-смесительном барабане битум, расплавляясь уже при температуре 70.80 °С, связывает мелкие частицы в притопочной зоне барабана, уменьшая вынос пыли. При этом концентрация твердых частиц
в отходящих из барабана газах оказывается меньше, чем в газах обычных асфальтосмесительных установок после очистки их в циклонах.
В целях обеспечения экологических требований на АБЗ в мировой и отечественной практике все большее распространение получает приготовление холодных влажных органоминеральных смесей (ВОМС). Эти смеси содержат минеральный материал подобранного гранулометрического состава и жидкое органическое вяжущее. Их приготовление и укладка осуществляются в холодном состоянии (см. главу 18). Смеси приготавливают в обычных асфальтосмесительных установках, дооборудованных системой подачи и дозирования воды.
Технология производства ВОМС отличается простотой, обеспечивает экологическую чистоту (исключается операция по просушке минерального материала) и может быть реализована как при положительной, так и при отрицательной температуре (до —10 °С). Приготовленную смесь можно хранить в штабеле до 6.12 мес.
1 — агрегат питания, 2 — весовой бункер дозатора; 3 — шнек-питатель; 4 — силос минерального порошка; 5 — роторный питатель; 6 — дозатор битума; 7 — система газоочистки; 8 — приемный бункер; 9 — сушильный барабан-смеситель; 10 — ленточный транспортер; 11 — ленточный питатель; 12 — приемный бункер Рис. 31.14. Технологическая схема асфальтобетонной установки по экологически чистой технологии: |
глава 32. заводы по производству цементобетонных смесей
32.1. классификация заводов и технология изготовления изделий
Цементобетонный завод (ЦБЗ) — смонтированный комплекс технологического, энергетического и вспомогательного оборудования, предназначенного для выполнения операций по приготовлению бетонных смесей.
Различают два типа бетонных заводов: прирельсовые и притрассовые.
Прирельсовые ЦБЗ устраивают у железной дороги. Они включают в свой состав ряд отделений основного и вспомогательного назначения:
— склады каменных материалов, состоящие из приемных устройств для разгрузки железнодорожных вагонов и укладки каменных материалов в штабеля, машин и устройств для погрузки каменных материалов из штабелей в расходные бункера смесительных установок;
— склады цемента, состоящие из приемных устройств, разгрузчиков вагонов, оборудования для транспортирования цемента на склады и от них в расходные бункеры бетоносмесительных устройств;
— бетоносмесительные установки, включающие расходные бункеры для каменных материалов и емкости для цемента, резервуары для воды и специальных добавок, технологическое оборудование для дозирования компонентов и приготовления бетонной смеси, узлы выдачи готовой смеси в автомобильный транспорт;
— вспомогательные отделения — электростанции или трансформаторные подстанции, парокотельные и компрессорные устройства, устройства водоснабжения и канализации, служебные и жилые помещения.
В отличие от прирельсовых притрассовые ЦБЗ организуются вблизи мест укладки бетонной смеси и предназначены для кратковременного использования (не более одного года) на одном месте.
Притрассовые цементобетонные заводы состоят из дозировочного и смесительного отделений, расходных складов заполнителей и цемента, передвижных компрессорных установок и электростанций.
В соответствии с организацией процессов приготовления и транспортирования бетонных смесей ЦБЗ подразделяются на заводы с законченным и незаконченным циклом.
Заводы с законченным циклом производят готовую бетонную смесь, затворенную водой и перемешанную. Заводы с незаконченным циклом выдают отдозированную сухую смесь, которой загружаются секционные автомобили-самосвалы, автобетоносмесители и контейнеры.
По принципу работы технологического оборудования ЦБЗ подразделяются на две категории: цикличные и непрерывные.
По мощности бетоносмесительных установок ЦБЗ подразделяются на следующие типы: малые — производительностью до 30 м3/ч; средние — 30.90 м3/ч; большие — 90.240 м3/ч; сверхмощные — 240. 480 м3/ч.
По компоновке технологического оборудования в вертикальной плоскости ЦБЗ и установки подразделяются на башенные и партерные. По степени инвентарности цементобетонные заводы и установки подразделяются на стационарные, передвижные и мобильные.
Особенности размещения ЦБЗ. Опыт строительства магистральных автомобильных дорог с цементобетонным покрытием показал, что наиболее оптимальным вариантом является вариант раздельного размещения притрассового ЦБЗ и прирельсовой разгрузочной базы для компонентов цементобетонной смеси.
При организации совместной работы притрассовых ЦБЗ и прирельсовых баз руководствуются следующими правилами: вдоль строящейся автомобильной дороги на выбранные площадки для размещения притрассовых ЦБЗ заранее, преимущественно в зимний период, с прирельсовой базы вывозят крупный заполнитель; песок вывозят на стоянку притрассового ЦБЗ лишь с незначительным опережением времени на его передислокацию.
В сочетании с прирельсовой базой применение притрассовых ЦБЗ обеспечивает: сокращение дальности транспортирования готовой смеси, что положительно влияет на темп и качество работ; возможность более равномерного распределения объемов перевозок каменных материалов в течение года, благодаря чему сокращается потребность в технологическом транспорте в строительный сезон; упрощение технологических и организационных схем прирельсовых баз и притрассовых ЦБЗ для приготовления цементобетонных смесей.
32.2. генеральный план
цементобетонного завода
Прирельсовые и притрассовые ЦБЗ организуются на базе бетоносмесительных установок различного типа. При этом следует отдавать предпочтение бетоносмесительным установкам цикличного действия, обеспечивающим более точное дозирование компонентов бетонной смеси, регулирование ее подвижности и времени перемешивания.
Основные технические решения вновь строящихся прирельсовых и притрассовых ЦБЗ должны соответствовать действующим типовым проектам. Способы приемки песка, щебня (гравия) и цемента, их складирование и внутризаводское транспортирование должны исключить возможность ухудшения их качества и загрязнения окружающей среды.
Целесообразно иметь на прирельсовом ЦБЗ два тупика: для заполнителей и цемента. Железнодорожные пути лучше располагать на повышенной части для уменьшения объема земляных работ при сооружении складов.
на территории ЦБЗ кроме основного технологического оборудования размещаются: дозировочное отделение, механическая мастерская, материально-технический склад, трансформаторная подстанция или передвижная электростанция, лаборатория контроля материалов, склад горюче-смазочных материалов, контора и бытовые помещения.
Проектные решения ЦБЗ необходимо составлять с учетом требований противопожарных норм проектирования зданий и сооружений. Пожарные участки технологических линий ЦБЗ оборудуют средствами тушения по согласованию с местной пожарной инспекцией.
Решение генеральных планов прирельсовых ЦБЗ подчиняется общим требованиям с учетом:
— получения по железной дороге фракционного щебня, песка и резервирования в отдельных случаях на площадке завода территории для сортировочно-моечного отделения;
— обеспечения нормативных сроков разгрузки поступающих по железной дороге заполнителей и цемента;
— использования для хранения заполнителей открытых площадок, а для хранения цемента — складов силосного типа, оборудованных системой пневмотранспорта;
— обеспечения минимального объема строительно-монтажных работ при строительстве базы и монтаже (демонтаже) оборудования и строительных конструкций при перебазировании.
Территория, на которой располагается прирельсовый ЦБЗ, должна быть благоустроена и иметь подъездные пути, водоотвод, ограду и освещение для работы в темное время суток и при плохой видимости.
Покрытие на открытых площадках для хранения заполнителей и на основных проездах рекомендуется устраивать как из монолитного и сборного бетона, так и из асфальтобетона. Площадки притрассовых ЦБЗ, особенно на путях движения автомобилей-самосвалов, должны иметь твердое покрытие. Движение автомобилей на территории ЦБЗ организуется по кольцевой схеме без пересечений путей движения. На площадках и путях движения должен быть обеспечен хороший водоотвод.
Прирельсовый ЦБЗ производительностью 240 м3/ч (рис. 32.1) включает: склад каменных материалов вместимостью 70 тыс. м3 с под- рельсовым бункером и радиально-штабелирующим конвейером РШК-30М, отделение подачи каменных материалов с их погрузкой и выдачей со склада в расходные бункеры фронтальными погрузчиками, отделение грохочения песка, два силосных склада цемента общей вместимостью 3,0 тыс. т, битумохранилище вместимостью 500 т, склад нефтепродуктов вместимостью 350 м3, хранилище пленкообразующих материалов, мазутохранилище, разгрузочную рампу, бетоносмесительное отделение на базе двух бетоносмесительных установок СБ- 109, узел приготовления водных растворов добавок, вспомогательные отделения.
На притрассовом ЦБЗ (рис. 32.2) минеральные материалы доставляются автомобильным транспортом и выгружаются у соответствующего штабеля склада. Надвижка материалов в штабели выполняется бульдозерами или фронтальными погрузчиками. Расчетная высота штабелей — 5 м. Площадки под штабели устраивают с покрытиями из каменного отсева толщиной 12 см. Подача каменных материалов со склада к разгрузочным бункерам смесительной установки производится одноковшовыми фронтальными погрузчиками на пневмоколес- ном ходу.
Хранение цемента предусматривается в расходном силосном складе мобильного типа. Обеспечение сжатым воздухом осуществляется от компрессорных установок на базе передвижных компрессорных станций.
Для технического обслуживания и текущего ремонта технологического оборудования инженерных сетей и коммуникаций на заводе должна быть ремонтно-механическая мастерская.
|
Рис. 32.2. Притрассовый ЦБЗ: 1 — склад каменных материалов; 2 — отделение подачи каменных материалов; 3 — бетоносмесительное отделение; 4 — компрессорная установка; 5 — склад цемента; 6 — отделение для приготовления водных растворов добавок; 7 — резервуары для запаса воды; 8 — трансформаторная подстанция; 9 — резервуары для запаса воды; 10 — навес для тарного хранения материалов; 11 — склад нефтепродуктов; 12 — котельная; 13 — ремонтно-механическая мастерская; 14 — площадка для открытых ремонтных работ; 15 — туалет; 16 — столовая; 17 — контора с лабораторией; 18 — бытовые помещения; 19 — весовая с автомобильными весами |
Для систематического контроля технологического процесса приготовления бетонной смеси и качества исходных материалов, поступающих на завод, в составе ЦБЗ предусмотрена лаборатория.
Размещение отделений вспомогательного назначения осуществляется в мобильных зданиях и сооружениях контейнерного типа. В отличие от ранее действующих предприятий стационарного типа сборно-разборные и мобильные притрассовые ЦБЗ запроектированы с учетом значительного сокращения объемов работ при строительстве и передислокации заводов. В этих целях широко используются сборно-разборные конструкции, блочное технологическое оборудование, а транспортные операции по подаче каменных материалов осуществляются одноковшовыми фронтальными погрузчиками на пнев- моколесном ходу.
Использование указанных ЦБЗ обеспечивает уменьшение строительно-монтажных работ на 20.30%, снижение приведенных затрат на приготовление 1000 м3 бетонной смеси на 5.10%, сокращение затрат труда на 10.20%, повышение качества приготовляемых смесей.
32.3. Технологические процессы
приготовления цементобетонных смесей
Приготовление цементобетонной смеси складывается из следующих операций: сортировки каменных материалов; дозирования компонентов смеси; перемешивания каменных материалов с цементом, водой и специальными добавками.
Для приготовления бетонных смесей рекомендуется применять ингредиенты, имеющие минимальную изменчивость свойств. Это обеспечивает стабильность технологических свойств бетонной смеси.
Для улучшения свойств бетона и снижения расхода цемента в бетонную смесь вводят пластифицирующие и воздухововлекающие добавки.
Основным технологическим оборудованием бетоносмесительных установок являются дозаторы и бетоносмесители.
Для получения бетонной смеси заданного состава необходимо точно дозировать количество компонентов бетонной смеси перед их поступлением в бетоносмеситель. Требуемое количество компонентов можно измерять по объему или массе. Отклонение от заданного количества содержания дозы того или иного материала называют погрешностью дозирования и измеряют в процентах. В соответствии с ГОСТ 7473—2010 допускаемая погрешность дозирования не должна превышать для цемента, воды, сухих химических добавок, рабочего раствора жидких химических добавок ±1%, заполнителей ±2%.
Устройства для отмеривания компонентов смеси называют дозаторами. По характеру работы их подразделяют на дозаторы циклического и непрерывного действия.
По методу дозирования различают дозаторы объемные, весовые и смешанные (объемно-весовые).
По степени автоматизации различают дозаторы с ручным дистанционным и автоматическим управлением.
Объемные дозаторы просты по конструкции, но точность дозирования их невысока, так как щебень, песок и другие материалы при различной влажности, крупности и плотности имеют различную массу при одном и том же объеме.
Объемное дозирование сыпучих материалов иногда применяется на отдельно стоящих смесителях, в некоторых смесительных установках непрерывного действия малой производительности. По объему точно дозировать можно только жидкость, поскольку ее плотность при постоянной температуре изменяется незначительно.
Весовые дозаторы сыпучих материалов сложнее по конструкции, но обеспечивают дозирование с меньшей погрешностью. Влияние ряда факторов (крупности, плотности, высоты падения и степени уплотнения материалов) на точность дозирования в значительной степени сглаживается. Данный вид дозирования используют на всех бетоносмесительных установках средней и большой производительности.
При объемно-весовом дозировании (например, при дозировании заполнителей для производства керамзитобетона) один из материалов (керамзит) дозируют по объему и обязательно обеспечивают суммарную массу этого и другого материала (песка).
По схеме подвески весовых бункеров различают рычажные и без- рычажные дозаторы на тензометрических преобразователях, в которых масса материала воспринимается тензорезисторами и преобразуется в электрические сигналы, передаваемые в систему автоматики бетоносмесительного завода или цеха. Дозаторы на тензометрических преобразователях по сравнению с рычажными проще по конструкции и обеспечивают дозирование с меньшей погрешностью.
Автоматические весовые дозаторы циклического действия предназначены для установки на цементобетонных заводах, оборудованных бетоносмесителями циклического действия. Весовые дозаторы выпускают для цемента, заполнителей и жидкости.
При приготовлении бетонных смесей необходимо равномерно распределить компоненты в смеси, а также выполнить ряд других требований.
При смешивании из различных частиц по размеру, форме и происхождению материалов должна образоваться однородная смесь. Для этого применяют смесительные агрегаты, которые классифицируют по характеру работы, способам установки и смешивания.
По характеру работы различают бетоносмесители циклического и непрерывного действия.
В смесителях циклического действия исходные материалы загружают отдельными порциями, причем каждая новая порция подается в смеситель, после того как из него будет выгружен предыдущий замес. Цикличные смесители, получившие наибольшее распространение, позволяют регулировать продолжительность смешивания. Их применяют, когда нужно производить бетонные смеси различных марок и составов.
Основной параметр бетоносмесителя циклического действия — объем готового замеса. Также учитывают вместимость смесителя по загрузке, указанные показатели в технических характеристиках обозначают в виде дроби, например: 500/750, где 500 — объем готового замеса смесителя, 750 — вместимость по загрузке.
В смесителях непрерывного действия загрузка исходных компонентов, перемещение и выгрузка готовой смеси осуществляются непрерывно. Бетоносмесители непрерывного действия компактные, их металлоемкость меньше, они больше приспособлены к работе на автоматизированных ЦБЗ. Смесители непрерывного действия применяют при производстве бетона одного состава. Основным параметром, характеризующим такой смеситель, является его производительность, которая регулируется различными способами.
В зависимости от способа перемешивания компонентов бетонной смеси бетоносмесители подразделяются на гравитационные (барабанные), тарельчатые (принудительного действия с вертикально расположенными смесительными валами), лотковые (принудительного действия с горизонтально расположенными смесительными валами).
Гравитационные смесители просты по конструкции, в обслуживании и эксплуатации, имеют несложную кинематическую схему, могут работать на смесях с крупностью заполнителя до 150 мм. У них незначительно изнашиваются рабочие органы. Их основной недостаток — малая производительность и неэкономичность работы при приготовлении жестких и малоподвижных бетонных смесей.
Бетоносмесители принудительного действия, как правило, обеспечивают возможность приготовления смесей любой удобоуклады- ваемости, меньшую продолжительность перемешивания и неоднородность смеси. Применение смесителей принудительного действия связано со значительным износом рабочих элементов, высокой энергоемкостью процесса, работой на смесях с ограниченной крупностью заполнителей (до 70.80 мм). Однако, несмотря на отмеченные недостатки, смесители принудительного действия эффективнее гравитационных.
По способу установки бетоносмесители бывают передвижные и стационарные. Гравитационные бетоносмесители передвижного типа, предназначенные для обслуживания объектов с малым объемом работ, используются в дорожном строительстве ограниченно. Гравитационные стационарные бетоносмесители циклического действия используют при оборудовании стационарных цементобетонных заводов и установок, а также иногда для работы в качестве отдельных установок на мелких дорожно-строительных объектах.
32.4. Бетоносмесительные установки
Бетонную смесь на ЦБЗ приготавливают в автоматизированных установках цикличного и непрерывного действия с гравитационным или принудительным смешением материалов.
У бетоносмесительных установок циклического действия процесс приготовления представляет собой цикл последовательно чередующихся операций. При этом дозируют по массе определенные дозы составляющих смеси, соответствующие вместимости смесителя. Отдо- зированные материалы поступают в смеситель. Продолжительность перемешивания в установках циклического действия устанавливает экспериментально лаборатория ЦБЗ.
В установках непрерывного действия операции дозирования, смешения и выдачи готовой смеси совмещены по времени. Материалы непрерывным потоком поступают в смеситель, где по мере прохождения от загрузочного отверстия к разгрузочному смешиваются, а затем непрерывным потоком готовая смесь выходит из смесителя.
При возможности выбора в первую очередь следует применять бетоносмесительные установки циклического действия, затем непрерывного с принудительным перемешиванием и в последнюю очередь непрерывного действия с гравитационным перемешиванием.
различают установки башенного и партерного типа, что определяет устройство ЦБЗ по той или иной схеме. Технологическое оборудование башенного типа (рис. 32.3) располагают по вертикали. Составляющие бетонной смеси подаются на верхний этаж бетоносмесительной установки, оттуда последовательно перемещаются в бункеры, дозаторы, бетоносмеситель. Эти бетоносмесительные установки занимают малую площадь и могут размещаться в условиях города с крупным строящимся сооружением или в районах массовой застройки.
Рис. 32.3. Бетоносмесительная установка башенного типа |
При партерной схеме составляющие бетонной смеси совершают двукратный подъем на пути к бетоносмесителю. Партерные бетоносмесительные установки (рис. 32.4) характеризуются большим количеством механизмов и очагов пыления, требуют большей площади в сравнении с башенными, легче и быстрее монтируются и демонтируются.
Рис 32.4. Бетоносмесительная установка партерного типа: 1 — цементный силос; 2 — шнек; 3 — пульт управления; 4 — бетоносмеситель; 5 — разгрузочная воронка для бетонной смеси; 6 — скиповый подъемник; 7 — контрольная панель; 8 — компрессор; 9 — дозаторы каменных материалов; 10 — расходный бункер каменных материалов |
В зависимости от возможности передислокации в процессе производства работ на другие объекты различают стационарные, передвижные и мобильные бетоносмесительные установки.
Критерием отнесения бетоносмесительных установок к передвижным или мобильным является срок их монтажа. Срок монтажа передвижных бетоносмесительных установок составляет 3...6 сут. Мобильные бетоносмесительные установки собираются на объекте в течение одного дня и не требуют специальных фундаментов. Для стационарных бетоносмесительных установок срок перебазирования с одного объекта на другой составляет несколько месяцев.
Передвижные и мобильные бетоносмесительные установки выпускаются, как правило, партерного размещения. Для приема и дозирования каменных материалов в передвижных и мобильных бетоносмесительных установках применяется горизонтальный ряд соединенных бункеров. Щебень и песок подаются в эти бункеры пневмоколесными погрузчиками.
Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 328 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |