Вихідні дані.
ліна ділянки будівництва 10
Ширина проїзної частини 7
Товщина асфальтобетону 0,1
Тип асфальтобетону В
Щільність асфальтобетону 2
Число змін 1
Тривалість робіт 4
Довжина транспортування 11
Питомий опір стали 0,12? 10-4 Ом? М
Зміст:
Кліматична характеристика району. 4
1. Обгрунтування розміщення АБЗ. 5
1.1. Порівняння часу остигання асфальтобетонної суміші з часом її доставки до місця укладання. 5
1.2. Джерела забезпечення АБЗ водою і електроенергією. Нормативні вимоги. 5
2. Режим роботи заводу і його продуктивність. 5
2.1. Годинна продуктивність АБЗ, QЧ, т/ч. 5
2.2. Розрахунок витрат матеріалів. 6
3. Визначення довжини залізничної колії для прирейкових АБЗ. 7
3.1. Кількість транспортних одиниць N, що прибувають на добу. 7
3.2. Довжина фронту розвантаження L, м. 7
4. Склади мінеральних матеріалів. 7
4.1. Розрахунок щебеневих штабелів. 7
4.2. Вибір і розрахунок стрічкових конвеєрів. 7
4.3. Вибір типу бульдозера. 8
5. Бітумохраніліще. 9
5.1. Розрахунок розмірів бітумохраніліща. 9
5.2. Кількість тепла, необхідну для нагрівання бітуму у сховищі та приямку Q, кДж/г. 9
5.3. Розрахунок електричної системи підігріву. 10
6. Визначення кількості бітумоплавільних установок. 11
6.1. Годинна продуктивність котла ПК, м3/ч. 11
6.2. Розрахунок кількості котлів. 11
7. Розрахунок складу та обладнання для подачі мінерального порошку. 11
7.1. Розрахунок місткості силосу в склад. 12
7.2. Розрахунок пнемотранспортної системи. 12
8. Розрахунок потреби підприємства в електричній енергії і воді. 16
8.1. Розрахунок необхідної кількості електроенергії. 16
8.2. Визначення загальної витрати води. 16
8.3. Визначення витрати води на відновлення запасу в пожежному резервуарі, ВПОЖ, м3/ч. 16
8.4. Визначення діаметру труби водопровідної мережі, dТР, м. 16
9. Технологічна схема приготування модифікованого бітуму. 17
Література. 18
Кліматична характеристика району.
Кемеровська область розташована в III-їй дорожньо-кліматичній зоні - зоні зі значним зволоженням грунтів в окремі періоди роки. Для району прокладання автомобільної дороги характерний клімат з холодною зимою і теплим літом, що видно з дорожньо-кліматичного графіка (рис 1.1).
Літо тепле: середньодобова температура найбільш жаркого місяця (липня) становить +18,4? С; зими холодні з середньодобовою температурою найбільш холодного місяця (січня) -19,2 ° С. Негативні температури повітря бувають з листопада по березень, а розрахункова тривалість періоду негативних температур Т = 179 діб.
Абсолютний максимум температури повітря в році досягає 38? С, мінімум -55 ° С. Отже, амплітуда температури становить +93 ° С. Річна середня добова амплітуда температури повітря буває в червні (13,2 ° С), а максимальна в лютому (30,2 ° С).
За рік випадає 476 мм опадів, кількість опадів у рідкому і змішаному вигляді 362 мм за рік; добовий максимум 46 мм. Середня за зиму висота снігового покрову становить 51 см, а кількість днів зі сніговим покривом до 162 діб (період 03.11 - 13.04).
Для розглянутого району взимку переважають вітри південного, південно-східного і південно-західного напрямків. Влітку переважають вітри південного та північного напрямків (рис 1.2). Середня швидкість вітру за січень дорівнює 3,41 м/с. Максимум з середніх швидкостей по румбах за січень - 6,8 м/с. Середня швидкість вітру за липень дорівнює 3,55 м/с. Максимум з середніх швидкостей по румбах за липень - 4,4 м/с.
1. Обгрунтування розміщення АБЗ.
Завод буде розміщений поблизу залізничних колій, тому що всі дорожньо-будівельні матеріали будуть доставлятися по них.
1.1. Порівняння часу остигання асфальтобетонної суміші з часом її доставки до місця укладання.
Необхідно порівняти час охолодження суміші t1, ч, з часом її доставки до місця укладання t2, ч (t1? T2).
де G - кількість суміші в кузові самоскида, для самоскида ЗИЛ-ММЗ-555, G = 4500 кг;
ССМ - теплоємність гарячої суміші, ССМ = 1,1 кДж/(кг?? С);
F - площа стінок кузова самоскида, для самоскида ЗИЛ-ММЗ-555 F = 11 м2;
h - коефіцієнт теплопередачі, h = 168 кДж/(м2? ч?? С);
ТАБЗ - температура суміші при відправленні з АБЗ,? С;
ПВМ - температура суміші при її укладанні,? С;
ТВ - температура повітря, ° С.
де L - дальність транспортування, км;
v - швидкість руху самоскида, v = 40 ... 60 км/ч.
1.2. Джерела забезпечення АБЗ водою і електроенергією. Нормативні вимоги.
Забезпечення АБЗ водою відбувається шляхом водозабору з водопровідної мережі. Електроенергія надходить з міської мережі. АБЗ розміщують з подветренной сторони до населеного пункту, на відстані не ближче 500 м від нього. Майданчик АБЗ повинна бути досить рівною, з ухилом 25-30 ‰, що забезпечує відведення поверхневих вод. Коефіцієнт використання площі має бути не менше 0,6, а коефіцієнт забудови - не менше 0,4. Рівень грунтових вод - не вище 4 м.
При розміщенні будівель і споруд на території заводу слід враховувати наступне:
1. Будинки і споруди з підвищеною пожежною небезпекою слід використовувати з подветренной сторони по відношенню до інших будівель;
2. Будівлі та споруди допоміжного виробництва повинні розташовуватися в зоні цехів основного виробництва;
3. Складські споруди потрібно розташовувати з урахуванням максимального використання залізничних та інших під'їзних шляхів для вантажних, розвантажувальних операцій і забезпечення подачі матеріалу до основних цехах найкоротшим шляхом;
4. Енергетичні об'єкти потрібно розташовувати по відношенню до основних споживачів з найменшою довжиною трубопроводу і ЛЕП;
5. При влаштуванні тупикових доріг необхідно в кінці глухого кута передбачати петльові об'їзди або майданчики розміром не менше 12х12 м для розвороту автомобілів.
2. Режим роботи заводу і його продуктивність.
2.1. Годинна продуктивність АБЗ, QЧ, т/год
де П - необхідна кількість асфальтобетонної суміші, т;
Ф - плановий фонд часу.
де 8 годин - тривалість зміни;
n - кількість змін;
22,3 - число робочих днів у місяці;
m - кількість місяців укладання суміші;
0,9 - коефіцієнт використання устаткування протягом зміни;
0,9 - коефіцієнт використання устаткування протягом m місяців.
де k - коефіцієнт, що враховує нерівномірний витрата суміші, k = 1,1 ... 1,5;
F - площа укладання асфальтобетонної суміші, м2, F = 10000? 7 = 70000 м2;
h - товщина укладання асфальтобетонної суміші, м;
? - Щільність суміші,? = 2,0 ... 2,4 т/м3.




Отримане значення округляємо до цілого числа і приймаємо змішувач типу ДС-617.
2.2. Розрахунок витрат матеріалів.

Вимоги до матеріалів.
Для приготування гарячої суміші застосовуються в'язкі нафтові бітуми марок БНД 60/90, БНД 90/130. Щебінь слід застосовувати з природного каменю. Не допускається застосування щебеню з глинистих, вапняних, глинисто-піщаних і глинистих сланців. Піски застосовуються природні або дроблення. Мінеральний порошок застосовується активізований і не активізований. Допускається використовувати в якості мінерального порошку подрібнені металургійні шлаки і пилові відходи промисловості. Активізований мінеральний порошок одержують у результаті помолкі кам'яних матеріалів в присутності активізують добавок, як які використовуються суміші складаються з бітуму та ПАР у прийнятому співвідношенні 1:1
Добова потреба матеріалів:
де 8 годин - тривалість зміни;
n - число змін;
QЧ - годинна продуктивність заводу, т/год (м3/ч);
Nki - потреба в Ki компоненті на 100 т асфальтобетонної суміші.
З огляду на природне зменшення (2% для щебеню, піску, бітуму і 0,5% для мінерального порошку) отримуємо:

Таблиця 1. Потреба АБЗ в мінеральних матеріалах.
Матеріал
Одиниця виміру
Добова потреба
Норма запасу, днів
Запас одноразового зберігання
Щебінь
 м3
72,2
15
1083
Мінеральний порошок
т
24,7
15
387
Асфальт
т
18,1
25
452,5

3. Визначення довжини залізничної колії для прирейкових АБЗ.
3.1. Кількість транспортних одиниць N, що прибувають на добу.



де Qi - добова потреба, т (m = V ??);< br /> k - коефіцієнт нерівномірності подачі вантажу, k = 1,2;
q - вантажопідйомність вагона, т;
? щ - щільність щебеню,? щ = 1,58 т/м3.
3.2. Довжина фронту розвантаження L, м.




де l - довжина вагона, l = 15 м;
n - число подач на добу, n = 1 ... 3.



4. Склади мінеральних матеріалів.
4.1. Розрахунок щебеневих штабелів.

Зазвичай для АБЗ проектуються склади щебеню та піску відкритого штабельні типу невеликої ємності з вантажно-розвантажувальних механізмів (конвеєри, фронтальні навантажувачі). При проектуванні необхідно передбачити бетонну основу або основу з ущільненого грунту, водовідведення від штабелів, розподільні стінки між штабелями, подання матеріалів в штабелі і в агрегат харчування стрічковими транспортерами.
4.2. Вибір і розрахунок стрічкових конвеєрів.
На АБЗ для безперервної подачі мінерального матеріалу використовують стрічкові та гвинтові конвеєри. Стрічковими конвеєрами можна переміщати пісок і щебінь в горизонтальному напрямку і під кутом не перевищує 22?. Виконують стрічкові конвеєри з декількох шарів прогумованою бавовняної тканини. Ширина стрічки У, м, визначається за годинниковою продуктивності:
де Q - годинна продуктивність, т/год;
v - швидкість руху стрічки, м/с;
? - Щільність матеріалу, т/м3.
Вибираємо конвеєр типу С-382А (Т-44).
4.3. Вибір типу бульдозера.
Таблиця 2. Марка бульдозера і його характеристики.
Тип і марка машини
Потужність двигуна, кВт
Відвал


Тип
Розміри, мм
Висота підйому, мм
Заглиблення, мм
ДЗ-24А (Д-521А)
132
Неповоротні
3640х1480
1200
1000

Продуктивність ПЕ, т/ч вибраного бульдозера:
де V - об'єм призми волочіння, V = 0,5 BH2 = 0,5? 3,64? (1,48) 2 = 3,987 м3, тут В - ширина відвалу, м; Н - висота відвалу, м;
kР - коефіцієнт розпушення, kР = 1,05 ... 1,35.
kПР - поправочний коефіцієнт до обсягу призми волочіння, що залежить від співвідношення ширини У і висоти Н відвалу Н/В = 0,41, а також фізико-механічних властивостей грунту розробляється, kПР = 0,77;
KВ - коефіцієнт використання машин за часом, KВ = 0,8;
ТЦ - тривалість циклу, с;
ТЦ = tн + tРХ + tХХ + tВСП,
тут tн - час набору матеріалу,
де LН - довжина шляху набору, LН = 6 ... 10 м;
v1 - швидкість на першій передачі, v1 = 5 ... 10 км/год;
tРХ - час переміщення грунту, с,
де L - дальність транспортування, м, L = 20 м;
v2 - швидкість на другій передачі, v2 = 6 ... 12 км/год;
tХХ - час холостого ходу, с,
де v3 - швидкість на третій передачі, v3 = 7 ... 15 км/год;
tВСП = 20 с;? ТЦ = 3,84 + 7,2 + 9,16 + 20 = 40,2 с;
5. Бітумохраніліще.
5.1. Розрахунок розмірів бітумохраніліща.
Для прийому та зберігання в'язких влаштовують ямние постійні і тимчасові бітумохраніліща тільки закритого типу. Бітумохраніліща влаштовують на прирейкових АБЗ з бітумоплавільнимі установками. Сучасні закриті бітумохраніліща ямного типу повинні бути захищені від доступу вологи як зовнішньої, так і підземної шляхом влаштування спеціальних будівель, дренажів або навісів. Глибина ямного сховища допускається в межах 1,5-4 м у залежності від рівня грунтових вод. Для досягнення робочої температури застосовують електронагрівачі. Найбільш перспективний спосіб нагріву бітуму - розігрів в рухомих шарах з використанням закритих нагрівачів. Для забору бітуму зі сховища влаштовують приймачі з боку або в центрі сховища. Таким чином, бітумохраніліще складається з власне сховища, приямка та обладнання для підігріву та передачі бітуму.
Значення запасу одноразового зберігання бітуму округляємо до 500, тоді середня площа F, м2 бітумохраніліща:
де Е - ємність бітумохраніліща, м3;
h - висота шару бітуму, h = 1,5 ... 4 м.
Потім, виходячи зі значення будівельного модуля, який дорівнює трьом, і відношення довжини L до ширини У бітумохраніліща, рівного L/B = 1,5, призначаємо середні значення довжин Lср і ВСР.
З огляду на те що стінки бітумохраніліща влаштовують з укосом:
5.2. Кількість тепла, необхідну для нагрівання бітуму у сховищі та приямку Q, кДж/год
де Q1 - кількість тепла, що витрачається на плавлення бітуму, кДж/год
де? - Прихована теплота плавлення бітуму,? = 126 кДж/кг;
G - кількість підігрівається бітуму, кг/ч, G = 0,1? Qсм, де Qсм - продуктивність обраного змішувача, кг/год

Q2 - кількість тепла, що витрачається на підігрів бітуму, кДж/год:
де K - коефіцієнт, що враховує втрати тепла через стінки сховища і дзеркало бітуму, K = 1,1;
СБ - теплоємність бітуму, СБ = 1,47 ... 1,66 кДж/(кг?? С);
W - вміст води в бітумі, W = 2 ... 5%;
t1 і t2 -
для сховища t1 = 10? С; t2 = 60? С;
для приймача t1 = 60? С; t2 = 90? С.
Бітумоплавільние агрегати призначені для плавлення, обезводнення і нагрівання бітуму до робочої температури. Розігрів бітуму в бітумохраніліще проводиться в два етапи:
I етап: Розігрів бітуму донними нагрівачами, укладеними на дні сховища до температури плинності (60 ° С), дно має ухил, бітум стікає в приямок в якому встановлено змійовик.
II етап: Розігрів бітуму в приямку до температури 90 ° С. Нагріте бітум за допомогою насоса перекачується по трубопроводах у бітумоплавільние котли.

5.3. Розрахунок електричної системи підігріву.

Споживана потужність Р, кВт:
У кожному блоці по шість нагрівачів. Потужність одного блоку:
де n
- Кількість блоків нагрівачів, n = 3 ... 4 шт.
Приймаються матеріал у спіралі нагрівача смугову сталь с? = 0,12? 10-6 Ом? М. Перетин спіралі S = 10? 10-6 м2.
Потужність фази, кВт:
Опір фази, Ом:
де U = 380 В.
Довжина спіралі, м:
Величина струму, А:
Щільність струму, А/мм2:
8. Визначення кількості бітумоплавільних установок.
6.1. Годинна продуктивність котла ПК, м3/ч.
де n - кількість змін;
KВ - 0,75 ... 0,8;
VК - геометрична ємність котла для вибраного типу агрегату, м 3;
kН - коефіцієнт наповнення котла, kН = 0,75 ... 0,8;
tЗ - час заповнення котла, хв:
де Пн - продуктивність насоса (див. таблицю 3).
Таблиця 3. Тип насоса і його характеристики.
Тип насоса
Марка насоса
Продуктивність, л/хв.
Тиск, кгс/см2
Потужність двигуна, кВт
Діаметр патрубків, мм
пересувний
ДС-55-1
550
6
10
100/75
tн = 270 хв - час випаровування і нагрівання бітуму до робочої температури;
TВ - час вивантаження бітуму, хв:
де? - Об'ємна маса бітуму,? = 1т/м3;
Q - годинна продуктивність змішувача, т/год;
? - Процентний вміст бітуму в суміші.
6.2. Розрахунок кількості котлів.
де ПБ - добова потреба в бітумі, т/добу;
KП - коефіцієнт нерівномірності споживання бітуму, KП = 1,2.
Вибираємо тип агрегату:
Таблиця 4. Тип агрегату та його характеристики.
Тип агрегату
Робочий об'єм, л
Установлена потужність, кВт
Витрата палива, кг/год
Продуктивність, т/ч


е/дв.
е/нагр.


ДС-91
30000? 3
35,9
90
102,5
16,5

7. Розрахунок складу та обладнання для подачі мінерального порошку.
Для подачі мінерального порошку використовують два види подачі: механічну та пневмотранспортних. Для механічної подачі мінерального порошку до видаткової ємності застосовують шнеко-елеваторну подання. Застосування пневмотранспорту дозволяє значно збільшити продуктивність праці, збереження матеріалу, дає можливість подавати мінеральний порошок, як по горизонталі, так і по вертикалі. Недолік - велика енергоємність. Пневматична транспортування полягає в безпосередньому впливі стисненого повітря на переміщуваний матеріал. За способом роботи пнемотранспортної устаткування ділиться на всмоктуючу, нагнітальні і ВСМОКТУВАЛЬНО-НАГНІТАЛЬНИЙ. У загальному випадку пнемотранспортної установка включає компресор з масло-і Вологовідділювачі, повітропроводи, контрольно-вимірювальні прилади, завантажувальні пристрої що подають матеріал до установки, розвантажувальні пристрої та системи фільтрів. Для транспортування мінерального порошку пневмоспособом використовують пневмовінтовие і пневмокамерні насоси. Пневмовінтовие насоси використовують для транспортування мінерального порошку на відстань до 400 м. Недолік - низький термін служби швидкохідних напірних шнеків. Камерні насоси переміщують мінеральний порошок на відстань до 1000 м. Можуть застосовуватися в комплекті з силосними складами. Чи включають в себе декілька герметично закритих камер, у верхній частині якої є завантажувальний отвір з пристроєм для його герметизації. До складу лінії подачі входить склад, устаткування, що забезпечує переміщення мінерального порошку від складу до видаткової ємності та видаткову ємність.
7.1. Розрахунок вместімости силосу в склад.
Рекомендується зберігати мінеральний порошок у складах силосного типу з метою уникнення додаткового зволоження, що призводить до злежуванню і зниження його якості, а також до утруднення транспортування. Потребная сумарна місткість силосів складу? VС, м3 становить:
де GП - маса мінерального порошку;
? П - щільність мінерального порошку,? П = 1,8 т/м3;
KП - коефіцієнт обліку геометричній ємності, KП = 1,1 ... 1,15.
Кількість силосів розраховується за формулою:
де VC - місткість одного силосу, м3; V = 20, 30, 60, 120.
7.2. Розрахунок пнемотранспортної системи.
Для транспортування мінерального порошку до видаткової ємності приймається механічна або пневматична система.
Для транспортування мінерального порошку можна використовувати пневмовінтовие або пневмокамерні насоси. Подача в пнемотранспортної установку стисненого повітря здійснюється компресором. Потребная продуктивність компресора QК, м3/хв, становить:
де QВ - витрата, необхідний для забезпечення необхідної продуктивності пневмосистеми, м3/хв.
де QМ - продуктивність пневмосистеми, QМ = 0,21? QЧ = 0,21? 34,6 = 7,3, т/год, QЧ - годинна продуктивність АБЗ;