Эффективный подход в вопросе обогрева битумных хранилищ
Маслонагревательные станции
Применяемые в составе асфальтобетонов дорожные битумы являются очень «капризным» и «скоропортящимся» дорожно-строительным материалом, в силу своих специфических характеристик (вязкость, «старение» при высоких температурах хранения и повторном разогреве и т.п.), поэтому слив и хранение битума, битумных мастик и других вязких продуктов на асфальтобетонных заводах представляет большую проблему. В соответствии со СНиП 3.06.03 (18) строго регламентируются время и температура хранения битума, а также порядок подготовки его к использованию для приготовления смесей. Обводнение битума – губительный для него и нерегулируемый процесс, поскольку наличие в битуме воды способствует его ускоренному окислению (при расщеплении молекулы воды на Н2 и О), изменяя свойство его компонентов: уменьшается эластичность масел, ухудшается клеящая способность смол и возрастает хрупкость асфальтенов. Все емкости для хранения битума должны быть оборудованы системами обогрева для создания или поддержания требуемой температуры. Температура битума должна доводить его до такой консистенции, чтобы его можно было бы перекачивать насосом и перемешивать с минеральными материалами. Это может быть в том случае, когда истинная вязкостьбитума оценивается величиной 3-7 пауз.
Существуют различные способы подогрева битумного хранилища. В настоящее время в нашей стране в битумохранилищах в качестве теплоносителя чаще всего используется пар с давлением 0,3 МПа и рабочей температурой 130 – 140 градусов Цельсия. Битумохранилища с паровым обогревом имеют следующие недостатки:
- необходимость в наличии пара
- трудности связанные с возвратом конденсата в паровой котел
- очень низкий коэффициент полезного действия системы котел – битумохранилище
- высокая стоимость пара
Менее распространенными способами разогрева емкостей для хранения битума является нагрев с помощью пламени горелки и нагрев с помощью электрических нагревателей типа ТЭНов. В первом случае битум обогревается трубой, внутри которой происходит сгорание топлива, во втором — электрическими нагревательными элементами, которые размещаются непосредственно внутри битумного хранилища. При использовании таких систем нагрева зачастую происходит перегрев и коксование (окисление) битума, находящегося в непосредственном контакте с поверхностью трубы или нагревателя и к тому же данные методы обогрева на проверку с экономической точки зрения оказываются значительно дороже.
Самым прогрессивным и современным с экономической точки зрения, с точки зрения эффективности, надежности и качества на данный момент является метод обогрева битумных хранилищ с использованием горячего масла в качестве теплоносителя. В данном случае нагретый теплоноситель (горячее масло) циркулирует по системе труб теплообменников, расположенных внутри емкости, вследствие чего тепло передается от теплоносителя к битуму. По мере нагрева битума его вязкость уменьшается. Нагретый битум перемещается вверх, а менее горячий битум приходит в контакт с поверхностью труб, по которым циркулирует теплоноситель. Теплоноситель разогревается и циркулируется при помощи высокоэффективной (КПД не менее 85-90%) маслонагревательной станции. Маслонагревательная станция может работать в зависимости от конкретной ситуации на 4-х типах топливных горелок (дизель, газ, мазут, дизель/газ). А с помощью датчика температуры битума и электромагнитных клапанов горячего масла система подогрева поддерживает в автоматическом режиме требуемую температуру битума (обычно в интервале от 100 до 160 градусов Цельсия). Данный метод является самым распространенным в европейских странах в силу своих преимуществ. В первую очередь он оказывается экономичнее, чем остальные, также при таком «косвенном» подогреве исключается окисление битума и соответственно его «старение» и ухудшение качественных характеристик.
При масляном разогреве теплоноситель обладает постоянными параметрами в отличие от пара, параметры которого могут часто меняться. Преимуществом масла, как теплоносителя, в сравнении с паром, электрообогревателями и жаровой трубой, является и то, что оно дает возможность объединить битумное хранилище, битумоплавильные котлы, битумопроводы и другое потребное оборудование в одну систему по теплоносителю и тем самым увеличить коэффициент полезного действия системы. Кроме того преимуществом является гибкое, по сравнению с паровым, регулирование времени разогрева битума. Внедрение системы разогрева горячего масла является очень ёмким и не требуется больших площадей под технологическое оборудование.
Расчет экономической эффективности от перевода битумохранилища с парового теплоносителя на масляный показал, что срок окупаемости в среднем составляет не более 1 года. Сердцем любой масляной системы подогрева служит маслонагревательная станция.
