О компании

Продукция


Подогрев компонентов. Работа цементобетонных заводов зимой.

Автор - Силкин В.В., к.т.н., профессор МАДИ
Статья опубликована в № 8 (2010 г.) журнала «Строительная техника и технологии»

В период производства бетонных смесей при температуре воздуха ниже 5 °С и минимальной суточной температуре ниже 0 °С следует применять специальные меры по обеспечению качества бетона.

При приготовлении бетонной смеси в зимних условиях на ЦБЗ ее компоненты подогреваются. Бетонная смесь, приготовленная на подогретых материалах, медленно остывает, что способствует более быстрому нарастанию прочности бетона. При этом цемент не подогревается. Каменные материалы в момент загрузки в бетоносмеситель должны иметь положительную температуру, а вода для затворения быть не ниже +25 °С. Температура бетонной смеси назначается с учетом теплопотерь при транспортировании. Наибольшая допустимая температура при выходе ее из бетоносмесителя в зависимости от вида цемента обычно составляет 25-40 °С.

Воду и каменные материалы подогревают при помощи пара, электрической энергии или, при небольших объемах, в сушильных печах, вертикальных вибротранспортерах с пропусканием продуктов сгорания по трубам, укладываемым непосредственно в обогреваемых материалах.

Зимой следует применять цементы, обеспечивающие повышенное тепловыделение твердеющего бетона за счет протекания процессов гидратации цемента (быстротвердеющие цементы).

Продолжительность перемешивания бетонной смеси увеличивается примерно в 1,5 раза против нормальных летних условий. В бетоносмеситель рекомендуется сначала подавать горячую воду, затем засыпать каменные материалы и в промежутке между отдельными процессами загрузки – цемент.

После перерыва в работе барабан бетоносмесителя обогревается паром или горячей водой. Температура и качество бетонной смеси должны регулярно контролироваться лабораторией. Помещение ЦБЗ для работы в зимнее время утепляют (температура в помещении должна быть не ниже 10-15 °С).

Для приготовления подогретых бетонных смесей используют мобильные и инвентарные бетоносмесительные установки. Отличие их от обычных установок для приготовления бетонной смеси состоит в усложнении процесса управления комплексом оборудования, связанным с необходимостью учета дополнительных факторов (температура воды, цемента, щебня и песка). Автоматизация процесса управления с использованием микропроцессорной техники обеспечивает автоматическое управление приготовлением бетонной смеси по заданным алгоритмам с учетом необходимых корректировок, вводимых при изменении компонентов смеси.

Для работы в зимних условиях бетоносмесительные установки комплектуются оборудованием для прогрева каменных материалов в расходных бункерах и для подогрева воды, подающейся в бетоносмеситель.

Бетоносмесительные установки специального зимнего исполнения выпускаются ведущими зарубежными фирмами: Tecwill и Steel-Kamet OY (Финляндия), Liebherr, Stetter и Lintec (Германия), Fibo intercon (Дания), Elcon (Турция) и др.

Финская фирма Tecwill выпускает семейство бетоносмесительных установок Cobra, все модели которых имеют зимнюю оснастку и систему обогрева заполнителей при помощи сухого TURBO пара. Бетоносмесительные установки Cobra полностью теплоизолированы, а бункера заполнителей оснащены решетками и теплоизолированными крышками.

Бетоносмесительные установки фирмы Steel-Kamet OY предназначены для краткосрочного использования на строительных объектах, в том числе и для работы в зимних условиях. Они могут оснащаться передвижной системой для подогрева Kamet Turbo.

Система подогрева Kamet Turbo обеспечивает выработку тепловой энергии для подогрева воды, заполнителей и отопления зданий ЦБЗ.

Энергоустановка Kamet Turbo размещается в морском контейнере (20 футов) или стальном каркасе. Она представляет собой полностью автоматизированную систему, предназначенную для подогрева заполнителей и технологической воды, растапливания снега и льда, отопления зданий и обогрева производственных линий.

Используя свой многолетний опыт поставки бетоносмесительного оборудования в Россию, компания ООО «ВМ-СЕРВИС» совместно с компаниями – производителями бетонных заводов и с учетом пожеланий и замечаний клиентов разработала 2 зимних комплекта бетоносмесительного оборудования для эксплуатации бетонных заводов при минусовых температурах:

специализированный зимний бетонный завод FIBO INTERCON FI1800 в комплекте с парогенератором фирмы We-Ho (для эксплуатации в автономном режиме – дополнительно дизель-генератор);

рамный бетонный завод FIBO INTERCON F2200 в комплекте с парогенератором SIMOX.

Мобильная бетоносмесительная установка FI1800 датского производителя FIBO INTERCON была разработана специально для эксплуатации в экстремальных зимних условиях Сибири, Крайнего Севера и Дальнего Востока. Уже несколько лет данный тип БСУ используется подразделениями нефтегазовых компаний, отвечающими за строительство в данных регионах (Сибирь, Крайний Север и др.), и поставляется в удобном для транспортировки контейнерном исполнении.

Данная мобильная установка в зимнем исполнении может выпускать бетон при температуре до –40 °C без снижения качества и производительности (производительность даже в экстремальных северных условиях составляет 20-30 м3/час).

БСУ обшита полиуретановыми пластинами толщиной 100 мм и подключена к парогенератору, который служит для нагрева воды затворения и заполнителей до температуры 70 °C и поддерживает постоянную температуру внутри установки и в кабине управления.

Встроенный коммуникационный коридор вдоль БСУ позволяет персоналу заказчика контролировать производственный процесс и как можно реже выходить на улицу.

Зимняя БСУ смонтирована на прочной стальной раме, благодаря чему ее легко перевозить на большие расстояния при неблагоприятных дорожных условиях.

Стандартное оснащение зимней БСУ включает в себя бетоносмеситель объемом 1800 л, водяной бак 1500 л, 2 насоса для химдобавок, воздушный компрессор, очиститель высокого давления и систему труб для подачи пара. Кроме того, она предназначена для дальнейшего подключения генератора, дополнительных бункеров для заполнителей, цементных силосов и т.д.

Зимняя БСУ FI1800 может оснащаться ленточным транспортером длиной 14 м, обшитым листами из полиуретана. Для того чтобы бетон не остывал, тепловой вентилятор подает теплый воздух на ленточный транспортер. Для лучшей изоляции бункеров заполнителей используются изолированные крышки, открывающиеся с помощью электролебедки для подачи заполнителей.

Область смесителя и ленточного транспортера также защищена прочной изолирующей обшивкой для их защиты от низких температур. Отопительная установка с котлом низкого давления NDK 55 или NDK 75 производства компании We-Ho выполнена в виде жаротрубного котла. Емкость с водой, внутри которой находится камера сгорания, обеспечивает полное использование теплового излучения. Паровой котел снабжен горизонтальной камерой сгорания и грунтован снаружи. Оцинкованная изоляция котла с защитой из стекловолокна и оцинкованным кожухом предохраняет котел от коррозии и теплопотери.

Благодаря особому оборудованию есть возможность выборочно получать сухой либо обычный пар. Сухой пар используется в основном для прогрева заполнителей, обычный пар – для нагрева воды затворения. Фронтальная стенка с фланцем горелки, а также задняя стенка снимаются путем отвинчивания соединяющих болтов.

Котел низкого давления выпускается в компактном исполнении и снабжен всем необходимым оборудованием для эксплуатации и обеспечения безопасности, включая изоляцию и укладку электрокабеля. В комплект поставки входит газовая или топливная горелка.

Зимняя мобильная бетоносмесительная установка полностью автономна – не требует подвода электричества при поставке с генератором.

Мобильная бетоносмесительная установка FIBO INTERCON F2200 смонтирована на стальной раме, удобной для транспортировки и подходящей для крепления зимней обшивки. В комплекте с парогенератором BATIVAP 2008 или 2010 французской компании SIMOX и комплектом зимней обшивки данная БСУ предназначена для производства бетонных смесей в условиях более «мягкой» зимы (до –20 градусов), поэтому такой комплект может с успехом использоваться зимой на европейской части России, не подверженной сильным и постоянным морозам. По сравнению с первым вариантом данный комплект является более экономичным.

Справка

Техническая характеристика парогенератора BATIVAR

Производство пара – 1000 кг/ч

Полезная тепловая мощность – 677000 Ккал/ч

Температура перегретого пара – 180 °С

Рабочее давление пара – 0,5 бара

Давление в режиме испытаний – 2 бара

Горелка парогенератора автоматическая трехрежимная, работающая на дизельном топливе с максимальным расходом 78 кг/ч.

Стандартное оснащение данной БСУ включает в себя бетоносмеситель объемом 2200 л, обогреваемый водяной бак 500 л и дозатор воды, 1 насос для химдобавок с объемным дозированием, 2-4 ленточных транспортера для заполнителей, очиститель высокого давления.

При использовании парогенератора SIMOX обогрев заполнителей осуществляется паром через распылительные форсунки, расположенные в каждом бункере заполнителей. Обогрев воды емкостью до 3000 л. В комплект поставки включен воздухонагреватель для обогрева области смесителя, направленный в сторону ленточного транспортера для бетонной смеси. Пар и трубопровод для горячей воды полностью изолированы. Электрообогрев находится возле водопроводов. Для удобства эксплуатации и контроля за производством со стороны оператора на панели управления в кабине оператора расположен температурный датчик, отображающий температуру бетонной смеси в разгрузочном отверстии смесителя.

Конструктивное исполнение бетоносмесительных установок фирмы Lintec с размещением технологического оборудования в закрытых контейнерах при утеплении всех моделей завода дает возможность использования их зимой.

Для обеспечения эффективной работы при отрицательных температурах бетоносмесительные установки Lintec комплектуются системами обогрева на базе установки TURBOMATIC финской компании Polarmatiс, которая и специализируется на разработке, проектировании и поставке теплоснабжения, автоматизации и измерения температуры для бетонных заводов.

Тепловая энергоустановка TURBOMATIC – эффективное решение для цементобетонных заводов стационарного и мобильного типа, заводов железобетонных изделий и конструкций. Она может использоваться для прямого нагрева материалов на дробильно-сортировочных установках и при производстве сухих смесей.

Теплоэнергоустановка и газогенератор TURBOMATIC в процессе производства бетона обеспечивают размораживание, разогрев и поддержание температуры инертных материалов в приемных бункерах и складских силосах. Кроме того, энергоустановка TURBOMATIC обеспечивает горячей водой производственный процесс производства бетона и хозяйственные нужды.

При размораживании, разогреве или нагреве инертных материалов в горячие газы, выходящие из камеры сгорания при температуре 1250 °С, впрыскивается вода для снижения температуры до 250-300 °С. Смесь газа и воды (турбопар) сначала пропускается через парообразователь с целью полного превращения воды в пар, а затем по распределительным трубам подается в инертные бункера. При нагреве воды для производства и хозяйственных нужд дымовые газы проходят через теплообменник, расположенный в баке с водой, и затем подаются по системе труб в бункера инертных материалов.

Для обеспечения работы тепловой энергоустановки TURBOMATIC могут использоваться различные виды топлива: дизельное, комбинированное (дизельное топливо или природный газ), природный газ.

При использовании под открытым небом возможно размещение оборудования в стандартном 20- или 40-футовом контейнере. Управление установкой осуществляется с помощью промышленного контроллера, установленного на ПК цементобетонного завода.

Обогрев инертных материалов осуществляется посредством пропускания образующихся при сжигании топлива горячих продуктов сгорания через инертные в бункерах. При этом безвозвратные потери меньше, чем при прогреве инертных продуктов паром, а в бункерах не образуется конденсата.

ООО «Бреста» рекомендует системы отопления установок фирмы Belimed Sauter AG (Швейцария) в стандартной комплектации с четырьмя различными программами для бетонных заводов стационарного и мобильного типа. В настоящее время компания Belimed Sauter AG поставляет три модели серии Booster, для которых характерны две отличительные особенности: конденсационный принцип работы и конструкция модульных горелок.

В установках Booster используются модулирующие горелки мощностью 300-1000 кВт, управляемые с помощью контроллера минимального потребления топлива. В стандартных горелках используется дизельное топливо. Однако возможна и комплектация установок универсальными горелками (дизельное топливо + газ).

Энергия, выделяющаяся в процессе сгорания топлива, без потерь используется для подогрева воды и воздуха. При этом образующиеся при сгорании топлива газы охлаждаются до 40-60 °С, а затем удаляются через газоотвод.

В последних моделях установок Booster 1000 предусмотрена работа при атмосферном давлении, что упрощает процедуру их ввода в эксплуатацию.

Установка Booster производит 15000 л/ч воды с температурой на 60 °С выше начальной. При этом до температуры 260 °С нагревается воздух, который нагнетается в бункеры инертных материалов под давлением 0,4 бара. При впрыскивании в поток горячего воздуха из воды образуется пар, обеспечивающий таяние льда на стенках бункеров и инертных материалов в них.

Оборудование установок, размещенное в контейнере или стальной раме, поставляется на завод полностью готовым к эксплуатации.

Для нагрева воды затворения ЗАО «КОРРУС-TEX, ИНК» рекомендует использовать оборудование компании IONE (Италия) – котел бойлерного типа, а для нагрева инертных материалов – прогрев горячим воздухом при использовании генератора.

Вода для затворения смеси нагревается в бойлерном котле GEYSER до температуры 80 0С и при помощи насоса подается в дозатор воды бетоносмесительного завода.

Размораживание и нагрев замерших инертных материалов в бункерах производятся генератором SIMUN путем нагрева воздуха до температуры до 250 0С и его подачи через диффузоры (регистры) в массу инертных материалов под давлением до 0,15 бара

При применении данного комплекса оборудования (GEYSER + SIMUN) получается ТЕПЛЫЙ (а если надо – ГОРЯЧИЙ) БЕТОН на выходе из разгрузочной воронки смесителя.

Котел для нагрева воды Geyser устроен следующим образом. В корпусе уставлена емкость (бойлер), в которую вмонтированы камера сгорания (дымогарные трубы) и горелка, которая нагревает воду. Горелки, которые можно устанавливать на эти котлы, делятся на три типа: газовые, дизельные и комбинированные (газ-дизель). Дымовые газы из камеры сгорания выводятся через выпускную трубу.

Циркуляционный насос выполняет следующие функции: подача горячей воды на бетонный завод; обеспечение постоянной циркуляции воды в трубопроводе во избежание ее остывания во время перерывов; постоянное перемешивание воды в бойлере для поддержания однородной температуры. Для управления подачей горячей воды к бетонному заводу предусмотрен трехпозиционный автоматический клапан. Через этот клапан горячая вода подается на замес (в дозатор воды бетонного завода) или обратно в котел GEYSER. Все приборы контроля и управления котлом смонтированы на панели управления.

Техническая характеристика котлов бойлерного типа GEYSER

Модель GEYSER Тепловая мощность, кал/час (кВт) Электрическая мощность, кВт Габаритные размеры, м Вес, кг Производительность БСУ, м3/час
Д Ш В
400 400000,00 (465) 5 3100 1570 1830 2215 до 40
800 800000,00 (930) 8 3800 1570 830 3040 более 40

Принцип работы генератора горячего воздуха SIMUN следующий

Холодный воздух при помощи осевого вентилятора нагнетается под давлением до 0,15 бара в камеру нагрева, в которой установлен теплообменник.

Воздух, пройдя сквозь теплообменник, нагревается до температуры 200 0С (рабочая температура) и выходит в главный воздухопровод, который ведет к диффузорам, установленным в бункерах инертных материалов. Диффузоры располагаются в нижней части бункеров инертных материалов и представляют собой систему труб (регистров), сверху защищенных металлическим уголком. В этих трубах имеются отверстия, через которые под давлением выходит горячий воздух и нагревает инертные материалы. Количество воздуха, подаваемого в каждый бункер, регулируется ручными или автоматическими задвижками (входят в комплект поставки)

В камеру сгорания теплообменника вмонтирована горелка. На генераторы SIMUN можно устанавливaть один из трех типов горелок: газовую, дизельную или комбинированную (газ-дизель).

Отработанные и остывшие дымовые газы с температурой около 50-60 0С из теплообменника выбрасываются в атмосферу через выпускную трубу. На выходе из камеры нагрева установлены датчик температуры горячего воздуха и предохранительный клапан. Все приборы контроля и управления энергоустановкой смонтированы на панели управления.

Весь комплекс оборудования SIMUN и GEYSER возможно разместить в специально оборудованном контейнере 20 или 40 футов. При прогреве горячим воздухом инертные материалы остаются с естественной влажностью, что исключает дополнительную корректировку водоцементного соотношения.

При использовании энергоустановок SIMUN и GEYSER можно не только прогревать инертные материалы и воду, но и обогревать помещения отделений цементобетонного завода.

Техническая характеристика генераторов горячего воздуха SIMUN

Модель SIMUN Тепловая мощность, кал/час (кВт) Выход воздуха, м3/час Давление воздуха, бар Электрическая мощность, кВт Габаритные размеры, м Масса, кг Производительность БСУ, м3/час
Д Ш В
2000 100000,00 (116) 1800,00 0,12 11 3200 910 1750 1180 до 20
4000 200000,00 (230) 4000,00 0,15 22 3950 1100 1800 1940 до 40
8000 400000,00 (465) 8000,00 0,15 44 5500 1400 1900 2870 до 80
8000 super 700000,00 (230) 16000,00 0,15 88 5900 1800 2200 3100 до 100 и более

Бетоносмесительные установки ОАО «345 Механический завод» (Россия) адаптированы для работы в зимних условиях и оборудованы: системой регистров отопления под пар, горячую воду или воздух; внешней утепленной обшивкой типа «сэндвич

Дополнительно бетоносмесительные установки могут быть укомплектованы генераторами горячего воздуха и крышками с электроприводом на бункерах с заполнителями.

Эксплуатация перебазируемой бетоносмесительной установки ПБСУ-40 в зимнем использовании возможна при температуре до –30 С.