Как влажность щебня влияет на расход топлива асфальтобетонного завода

09.11.202631 просмотров

Влажность щебня — один из главных факторов, от которых зависит расход топлива асфальтобетонного завода. Каждый лишний процент воды в каменном материале горелке приходится испарять, прежде чем щебень нагреется до рабочей температуры. В результате растут затраты на сушку, падает производительность установки и увеличивается себестоимость асфальтобетона. Разберем, как работает эта связь, как оценить потери в цифрах и какими способами их сократить.

Почему влажность щебня увеличивает расход топлива АБЗ

Сушильный барабан решает две задачи: удаляет воду из каменного материала и нагревает его до температуры приготовления смеси. Испарение влаги требует намного больше энергии, чем нагрев самого камня. Чтобы превратить 1 кг воды в пар, нужно около 2,6 МДж, а нагрев 1 кг щебня на 150 °C требует лишь примерно 0,13 МДж. По отраслевым оценкам, около половины топлива барабана уходит на удаление воды.

Отсюда цепочка, которая напрямую влияет на экономику завода:

• высокая влажность щебня увеличивает время и энергию на сушку;
• горелка работает на большей мощности, и растет расход топлива на АБЗ;
• при нехватке мощности горелки падает выпуск смеси;
• растет себестоимость тонны смеси.

Поэтому влажность минеральных материалов — прямая статья расходов. Особенно заметно это в межсезонье, когда штабели набирают воду после дождей. Тогда тепловая энергия горелки уходит в основном на пар.

Как происходит сушка щебня в сушильном барабане АБЗ

Сушка щебня на асфальтобетонном заводе проходит во вращающемся наклонном барабане, который входит в сушильный агрегат вместе с топочным агрегатом и системой газоочистки. Влажный материал движется навстречу горячим газам, которые создает топочная горелка в разгрузочной части барабана. Лопасти внутри поднимают и пересыпают щебень, создавая завесу, через которую проходят газы.

Процесс идет в три этапа:

1. Прогрев и испарение поверхностной влаги.
2. Удаление влаги из пор камня.
3. Нагрев щебня на АБЗ до 160–180 °C в зоне горелки.

Чем больше воды поступает в барабан, тем длиннее зона испарения и больше объем газов: пар занимает примерно в 1700 раз больше места, чем вода. Дымосос и рукавные фильтры начинают работать на пределе, и выпуск падает раньше, чем закончится мощность горелки. При слишком низкой температуре отходящих газов в фильтрах может выпадать конденсат.

От чего зависит расход топлива при сушке щебня

Расход топлива при сушке щебня определяется не только влажностью, но и рядом технологических факторов:

• исходная влажность инертных материалов и ее колебания в течение смены;
• фракционный состав: песок и отсев обычно заметно влажнее щебня;
• требуемая температура нагрева щебня для конкретной смеси;
• температура отходящих газов: чем она выше, тем больше тепла уходит в трубу;
• состояние лопастей и равномерность завесы материала;
• настройка горелки и соотношение топлива и воздуха;
• подсосы холодного воздуха и теплопотери через корпус барабана;
• вид топлива: природный газ, дизельное топливо или мазут.

Эти факторы действуют одновременно, поэтому два похожих завода могут расходовать разное количество топлива на тонну смеси. Изношенные лопасти ухудшают теплообмен, и горелке приходится работать на повышенной мощности. Неправильная настройка тяги дымососа увеличивает подсос холодного воздуха. Но главным фактором остается влажность, так как на нее приходится наибольшая доля затрат тепла.

Как рассчитать влияние влажности щебня на расход топлива

Для быстрой оценки используют отраслевое правило: рост влажности на 1% увеличивает расход топлива на сушку примерно на 10% и на сопоставимую величину снижает производительность сушильного барабана. На испарение 10 кг воды нужно около 26 МДж, то есть с потерями это 0,7–0,8 л жидкого топлива на тонну материала. Номинальная производительность установок Кредмаш указана для влажности песка и щебня до 3%, поэтому ее удобно взять за базу.

Пример для барабана, который пропускает 80 т материала в час:

1. Материал за 8-часовую смену: 80 × 8 = 640 т.
2. Влажность фактическая — 5%, базовая — 3%, разница — 2%.
3. Дополнительный расход: 640 т × 2 × 0,7 л/т ≈ 900 л за смену.

Расчет верен, если горелке и дымососу хватает запаса мощности, иначе упадет выпуск. Сопоставляя влажность щебня и расход топлива по сменным отчетам, технологи быстро находят источник потерь. Поэтому влажность стоит регулярно измерять.

Как снизить расход топлива асфальтобетонного завода

Снижение расхода топлива на асфальтобетонном заводе начинается на складе, задолго до загрузки барабана. Практические меры:

• хранить щебень и песок под навесом или в закрытых складах;
• устраивать штабели на твердом основании с уклоном для стока воды;
• забирать материал с более сухой стороны штабеля;
• измерять влажность высушиванием проб или поточными влагомерами;
• поддерживать лопасти барабана в исправном состоянии и устранять подсосы воздуха;
• настраивать горелку и тягу дымососа под фактическую влажность;
• не перегревать щебень сверх требований рецептуры.

Отдельное внимание стоит уделить теплоизоляции барабана и автоматике. Автоматическое поддержание температуры и разрежения в топке позволяет горелке работать без перерасхода на переходных режимах. Правильная подготовка щебня к производству асфальтобетона повышает энергоэффективность АБЗ без крупных вложений.

Как сушильное оборудование ЧАО «Кредмаш» помогает оптимизировать энергозатраты

Сушильный барабан АБЗ производства Кредмаш рассчитан в том числе на работу с материалами повышенной влажности. Теплоизоляция барабана уменьшает теплопотери через корпус, а конструкция внутренней части обеспечивает эффективный нагрев при минимальном расходе топлива. Частотный преобразователь привода дает плавный пуск и регулирование скорости вращения барабана.

Агрегат работает на природном газе или жидком топливе, включая мазут М100, а переход с одного вида топлива на другой занимает немного времени. Полное сгорание обеспечивают подогрев топлива, мощный дымосос, современные горелочные устройства и автоматическое поддержание температуры и разрежения в топке. Мощность горелок в установках Кредмаш составляет от 6 МВт на моделях 60–80 т/ч до 15,2 МВт на КДМ205 производительностью 200 т/ч.

Эффективная сушка минеральных материалов — один из самых доступных способов сократить расход топлива и производственные затраты АБЗ. Исправный барабан, правильно настроенная горелка и сухой склад инертных материалов дают экономию в каждую смену. Специалисты ЧАО «Кредмаш» помогут оценить энергозатраты вашего завода, подобрать сушильный агрегат под производительность и влажность материалов, а также подскажут варианты модернизации действующей установки. Перейдите на страницу Контакты, чтобы получить консультацию инженеров завода.