Як вологість щебеню впливає на витрату палива асфальтобетонного заводу

09.11.202633 переглядів

Вологість щебеню — один із головних факторів, від яких залежить витрата палива асфальтобетонного заводу. Кожен зайвий відсоток води в кам'яному матеріалі пальнику доводиться випаровувати, перш ніж щебінь нагріється до робочої температури. Як наслідок, зростають витрати на сушіння, падає продуктивність установки та збільшується собівартість асфальтобетону. Розберемо, як працює цей зв'язок, як оцінити втрати в цифрах і якими способами їх скоротити.

Чому вологість щебеню збільшує витрату палива АБЗ

Сушильний барабан виконує два завдання: видаляє воду з кам'яного матеріалу та нагріває його до температури приготування суміші. Випаровування вологи потребує набагато більше енергії, ніж нагрівання самого каменю. Щоб перетворити 1 кг води на пару, потрібно близько 2,6 МДж, а нагрівання 1 кг щебеню на 150 °C потребує лише приблизно 0,13 МДж. За галузевими оцінками, близько половини палива барабана йде на видалення води.

Звідси ланцюжок, який безпосередньо впливає на економіку заводу:

• висока вологість щебеню збільшує час і енергію на сушіння;
• пальник працює на більшій потужності, і зростає витрата палива на АБЗ;
• за нестачі потужності пальника падає випуск суміші;
• зростає собівартість тонни суміші.

Тому вологість мінеральних матеріалів — пряма стаття витрат. Особливо помітно це в міжсезоння, коли штабелі набирають воду після дощів. Тоді теплова енергія пальника витрачається переважно на пару.

Як відбувається сушіння щебеню в сушильному барабані АБЗ

Сушіння щебеню на асфальтобетонному заводі відбувається в обертовому похилому барабані — головному вузлі, який входить у сушильний агрегат разом із топковим агрегатом і системою газоочищення. Вологий матеріал рухається назустріч гарячим газам, які створює топковий пальник у розвантажувальній частині барабана. Лопаті всередині піднімають і пересипають щебінь, створюючи завісу, крізь яку проходять гази.

Процес відбувається у три етапи:

1. Прогрівання та випаровування поверхневої вологи.
2. Видалення вологи з пор каменю.
3. Нагрівання щебеню на АБЗ до 160–180 °C у зоні пальника.

Що більше води надходить у барабан, то довша зона випаровування і більший об'єм газів: пара займає приблизно в 1700 разів більше місця, ніж вода. Димосос і рукавні фільтри починають працювати на межі, і випуск падає раніше, ніж закінчиться потужність пальника. За надто низької температури відхідних газів у фільтрах може випадати конденсат.

Від чого залежить витрата палива під час сушіння щебеню

Витрата палива під час сушіння щебеню визначається не лише вологістю, а й низкою технологічних факторів:

• початкова вологість інертних матеріалів та її коливання протягом зміни;
• фракційний склад: пісок і відсів зазвичай помітно вологіші за щебінь;
• потрібна температура нагрівання щебеню для конкретної суміші;
• температура відхідних газів: що вона вища, то більше тепла йде в трубу;
• стан лопатей і рівномірність завіси матеріалу;
• налаштування пальника та співвідношення палива й повітря;
• підсмоктування холодного повітря та тепловтрати через корпус барабана;
• вид палива: природний газ, дизельне паливо або мазут.

Ці фактори діють одночасно, тому два схожі заводи можуть витрачати різну кількість палива на тонну суміші. Зношені лопаті погіршують теплообмін, і пальнику доводиться працювати на підвищеній потужності. Неправильне налаштування тяги димососа збільшує підсмоктування холодного повітря. Але головним фактором залишається вологість, адже на неї припадає найбільша частка витрат тепла.

Як розрахувати вплив вологості щебеню на витрату палива

Для швидкої оцінки використовують галузеве правило: зростання вологості на 1% збільшує витрату палива на сушіння приблизно на 10% і на порівнянну величину знижує продуктивність сушильного барабана. На випаровування 10 кг води потрібно близько 26 МДж, тобто з втратами це 0,7–0,8 л рідкого палива на тонну матеріалу. Номінальна продуктивність установок Кредмаш зазначена для вологості піску та щебеню до 3%, тому її зручно взяти за базу.

Приклад для барабана, який пропускає 80 т матеріалу на годину:

1. Матеріал за 8-годинну зміну: 80 × 8 = 640 т.
2. Вологість фактична — 5%, базова — 3%, різниця — 2%.
3. Додаткова витрата: 640 т × 2 × 0,7 л/т ≈ 900 л за зміну.

Розрахунок коректний, якщо пальнику й димососу вистачає запасу потужності, інакше впаде випуск. Зіставляючи вологість щебеню та витрату палива за змінними звітами, технологи швидко знаходять джерело втрат. Тому вологість варто регулярно вимірювати.

Як знизити витрату палива асфальтобетонного заводу

Зниження витрати палива на асфальтобетонному заводі починається на складі, задовго до завантаження барабана. Практичні заходи:

• зберігати щебінь і пісок під навісом або в закритих складах;
• облаштовувати штабелі на твердій основі з ухилом для стоку води;
• забирати матеріал із сухішого боку штабеля;
• вимірювати вологість висушуванням проб або потоковими вологомірами;
• підтримувати лопаті барабана в справному стані та усувати підсмоктування повітря;
• налаштовувати пальник і тягу димососа під фактичну вологість;
• не перегрівати щебінь понад вимоги рецептури.

Окрему увагу варто приділити теплоізоляції барабана та автоматиці. Автоматичне підтримання температури та розрідження в топці дає змогу пальнику працювати без перевитрати на перехідних режимах. Правильна підготовка щебеню до виробництва асфальтобетону підвищує енергоефективність АБЗ без великих вкладень.

Як сушильне обладнання ПрАТ «Кредмаш» допомагає оптимізувати енерговитрати

Сушильний барабан АБЗ виробництва Кредмаш розрахований зокрема на роботу з матеріалами підвищеної вологості. Теплоізоляція барабана зменшує тепловтрати через корпус, а конструкція внутрішньої частини забезпечує ефективне нагрівання за мінімальної витрати палива. Частотний перетворювач приводу забезпечує плавний пуск і регулювання швидкості обертання барабана.

Агрегат працює на природному газі або рідкому паливі, зокрема мазуті М100, а перехід з одного виду палива на інший займає небагато часу. Повне згоряння забезпечують підігрів палива, потужний димосос, сучасні пальникові пристрої та автоматичне підтримання температури й розрідження в топці. Потужність пальників в установках Кредмаш становить від 6 МВт на моделях 60–80 т/год до 15,2 МВт на КДМ205 продуктивністю 200 т/год.

Ефективне сушіння мінеральних матеріалів — один із найдоступніших способів скоротити витрату палива та виробничі витрати АБЗ. Справний барабан, правильно налаштований пальник і сухий склад інертних матеріалів дають економію щозміни. Фахівці ПрАТ «Кредмаш» допоможуть оцінити енерговитрати вашого заводу, підібрати сушильний агрегат під продуктивність і вологість матеріалів, а також підкажуть варіанти модернізації наявної установки. Перейдіть на сторінку Контакти, щоб отримати консультацію інженерів заводу.