Tài liệu đề tài các vấn đề về hệ thống sấy của hệ thống bê tông nhựa nóng

.PDF

tranphuong Báo vi phạm

Tải xuống 87

Mô tả:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI ĐỀ TÀI : Các vấn đề về hệ thống sấy của hệ thống BTNN. NỘI DUNG : PHẦN 1 : GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BÊ TÔNG NHỰA NÓNG….. 1. Tổng quan . 2. Giới thiệu một chu trình công nghệ sản xuất bê tong nhựa nóng . PHẦN II : NỘI DUNG THỰC HIỆN……………………….. 1. Tang sấy cốt liệu……………………………….. 1.1: Nhiệm vụ tang sấy……………………………………. 1.2: Cấu tạo và nguyên lý làm việc………………………… 2. Giới thiệu đầu đốt dầu……………………………………… 2.1: Cấu tạo đầu đốt dầu ………………………………….. 2.2: Nguyên lý làm việc và nhiệm vụ của đầu đốt………… 3. Gia nhiệt cho cốt liệu………………………………………. 3.1: Tổng quan quá trình gia nhiệt cho cốt liệu…………… 3.2: Công nghệ gia nhiệt cho cốt liệu …………………….. 4. Hệ thống lọc bụi không khí nóng đầu ra tang sấy………….. 4.1: Chức năng và tầm quan trọng của hệ thống lọc bụi….. 4.2: giới thiệu sơ bộ về hệ thông lọc bụi………………….. 5. Hệ thống gia nhiệt cho nhựa đường . 5.1: Giới thiệu công nghệ gia nhiệt nhựa . 5.2: Phương pháp gia nhiệt nhựa đường và hệ thông đường dẫn nhựa đường đến buồng hòa trộn. 6. Hệ thống cảm biến nhiệt và điều khiển nhiệt độ của hệ thống sấy BTNN . 6.1: Các phương pháp điều khiển gia nhiệt cho hệ thông sất BTNN. 6.2: Thiết bị sử dụng trong kiểm soát nhiệt độ . 6.3:ứng dụng lập trình bài toán bộ điều đầu đốt dầu cấp nhiệt cho cốt liệu. . Phần 1 : Giới thiệu công nghệ sản xuất bê tông nhựa nóng. 1: Tổng quan . -Bê tông nhựa nóng là gì: Không những được sử dụng trong đường ô tô, bê tông nhựa còn được sử dụng rộng rãi trong đường đô thị, đường sân bay. Bê tông nhựa là hỗn hợp cấp phối gồm: đá, cát, bột khoáng và nhựa đường, được sử dụng chủ yếu làm kết cấu mặt đường mềm. Có rất nhiều cách phân loại bê tông nhựa như sau: Phân loại theo nhiệt độ chia là 2 loại là bê tông nhựa nóng và bê tông nhựa mềm Phân loại theo cốt liệu có bê tông nhựa hạt thô, bê tông nhựa hạt trung,bê tông nhựa hạt mịn và bê tông nhựa hạt cát. Phân loại theo kết câu sử dụng Bê tông nhựa lớp loại I, bê tông nhựa loại II. Có nhiều loại bê tông nhựa như thế nhưng đặc điểm chúng của chúng nhu sau: Các thành phần trong hỗn hợp bê tông nhựa phối hợp, tương tác với nhau tạo thành hệ thống cấu trúc vật liệu bê tông nhựa, gồm 3 cấu trúc: - Cấu trúc tế vi: là sự kết hợp của bột khoáng chất và nhựa tạo thành liên kết asphalt. - Cấu trúc trung gian: là sự kết hợp chất liên kết asphalt với cát tạo thành vữa asphalt. - Cấu trúc vĩ mô: là sự kết hợp giữa vữa asphalt với các hạt đá dăm tạo nên bê tông nhựa. Như vậy, cấu trúc bê tông nhựa hình thành dựa trên cơ sở sự phối hợp các thành phần khác nhau. Khi thiếu hụt hoặc tỷ lệ giữa các thành phần trong bê tông nhựakhông hợp lý thì cấu trúc bê tông nhựa sẽ bị phá vỡ, và sẽ ảnh hưởng đến các cấu trúc tiếp theo, làm cho hệ thống cấu trúc bê tông nhựa không đảm bảo điều kiện chịu lực. Về chức năng vật liệu trong cấu trúc bê tông nhựa: - Cốt liệu lớn: cấp phối đá dăm – là bộ khung chịu lực chính (và tạo độ nhám). - Cốt liệu nhỏ: cát sông – làm tăng độ đặc cho bê tông nhựa. Đá xay – ngoài chức năng làm tăng độ đặc, nó còn làm tăng tỷ diện của vật liệu, do đó làm tăng tính liên kết với nhựa. - Bột khoáng làm tăng độ chặt của bê tông nhựa, làm tăng tỷ diện vật liệu khoáng rất nhiều nên làm tăng lớp vỏ cấu trúc và nâng cao nhiệt độ hóa mềm, giúp bê tông nhựa ổn định nhiệt. Bột khoáng và nhựa tương tác với nhau tạo thành chất liên kết asphalt, liên kết các cốt liệu lớn và lấp đầy lỗ rỗng còn lại. - Nhựa trong bê tông nhựa có tác dụng bao bọc xung quanh các hạt khoáng, có 1 phần thẩm thấu vào trong các mao quản trên bề mặt hạt khoáng, 1 phần tương tác với bề mặt cốt liệu tạo thành màng xà phòng Can-xi không hòa tan, làm tăng đáng kể chất lượng và tính bền vững của các liên kết ở khu vực tiếp xúc giữa nhựa và cốt liệu khoáng và 1 phần có tác dụng lấp 1 phần lỗ rỗng còn lại của khung cốt liệu chính. - Phụ gia: cải thiện 1 số tính chất của BTN trong thi công cũng như khai thác, nhằm làm cho BTN ổn định hơn Như vậy có thể thấy rằng: thành phần vật liệu trong cấu trúc bê tông nhựa cần được thiết kế hợp lý vì: - Thành phần cốt liệu quyết định cường độ chính, độ đặc chắc của bê tông nhựa. Chỉ khi nào cấp phối cốt liệu, kích cỡ cốt liệu hợp lý thì mới tạo được hỗn hợp có cường độ cao và ổn định. - Thành phần nhựa quyết định tính liên kết cho cốt liệu. Khi thiếu hoặc thừa nhựa thì tính liên kết sẽ giảm xuống, dẫn đến hàng loạt các bất lợi khác. 2: Giới thiệu quy trình công nghệ sản xuất của 1 trạm bê tông nhựa nóng 1-Phễu cấp liệu nguội; 2-Thiết bị định lượng sơ bộ; 3-băng vận chuyển; 4-Tang sấy; 5-Buồng đốt; 6-Các xy lô; 7- Thiết bị thu bụi; 8-Băng gầu nóng; 9- Sàng phân loại; 10-Kho chứa phụ gia; 11-băng gầu phụ gia; 12-Phễu cân; 13-Thùng trộn; 14-Thiết bị định lượng nhựa; 15-Thiết bị chuyển bê tông nhựa; 16-Xe vận chuyển; 17-Thiết bị cấp nhựa *Nguyên lý hoạt động : Cát đá từ kho bãi được máy bốc xúc đưa vào các ngăn phễu cấp liệu 1, mỗi ngăn chứa một loại vật liệu riêng biệt .Phía dưới mỗi phễu có gắn thiết bị định lượng sơ bộ vật liệu , vật liệu sẽ rơi xuống máng cấp liệu 2 trước khi đưa vào băng chuyền 3 rồi đưa lên thùng sấy vật liệu 4. Ở đây vật liệu cát đá, đá dăm được rang sấy đến nhiệt độ 200- 220C nhờ ngọn lửa ở buồng đốt 5. Hơi nóng sau khi đã đi từ đầu này sang đầu kia của thùng sấy sẽ đi vào các thiết bị thu bụi 7 và các xi lô 6 trước khi được thải ra ngoài không khí. Bụi được thu lại ở các thiết bị 6 và 7 nếu khong chứa hạt sét có tính cơ lý thích hợp sẽ được đưa về thùng bột đá để sử dụng lại . Vật liệu đá dăm các cỡ và cát sau khi được rang nóng đến nhiệt độ 200-220C sẽ theo gầu nóng 8 đưa vào máy sàng 9 .Tại đay , máy sàn phân loại ra 3 cỡ hạt . Mỗi cỡ hạt sẽ rơi xuống một ngăn tương ứng của thùng chứa . Bột đá được chuyển từ kho chứa phụ gia 10 đến một ngăn riêng của thùng chứa nhờ băng gầu 11. Dưới các ngăn của thùng chứa là các thiết bị cân đong 12 .Tại đây , các hỗn vật liệu lại được cân đong theo đúng tỷ lệ quy định của hỗn hợp bê tông nhựa và rồi được đưa vào thùng trộn 13. Nhựa sau khi được đun nóng đến nhiệt độ 160-165C ở thiết bị nấu nhựa 17 , qua ống dẫn và bơm , nhựa được bơm và định lượng lại tại thiết bị định lượng 14 rồi bơm vào thùng trộn . Hỗn hợp đá, cát , bột đá(hoặc có thêm phụ gia) được trộn đều trong thùng trộn 13 với thời gian từ 10 – 25 s . Sau đó , nhựa sẽ phun vào và nhào trộn tiếp từ 10 – 20 s rồi mới mở cửa xả để đổ sản phẩm vào xe vận chuyển . Nhiệt độ của hỗn hợp be tông sau khi trộn phải đạt từ 150- 160 C (nếu vận chuyển đi xa nhiệt độ có thể bằng 170C). 1, Khái niệm sấy Sấy là quá trình dùng nhiệt năng để loại bỏ hơi nước ra khỏi vật liệu. Quá trình sấy có thể thực hiện nhờ năng lượng tự nhiên như năng lượng mặt trời, gió…(gọi là quá trình sấy tự nhiên). Trong thực tế, trong ngành công nghiệp ta thường tiến hành quá trình sấy nhân tạo dùng các loại năng lượng do con người tạo ra. 2, Phân loại phương pháp truyền nhiệt sấy. - Sấy đối lưu: phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với không khí nóng khói lò …( tác nhân sấy). - Sấy tiếp xúc: không cho vật liệu sấy tiếp xúc trực tiếp với tác nhân sấy. - Sấy bằng tia hồng ngoại: phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồng ngoại do nguồn nhiệt phát ra truyền cho vật liệu sấy. - Sấy bằng dòng điện cao tần: phương pháp sấy dùng năng lượng điện trường cao tần có tần số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của lớp vật liệu. - Sấy thăng hoa: phương pháp sấy trong môi trường có độ chân không cao, nhiệt độ thấp nên độ ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và bay hơi từ trạng thái rắn sang hơi không qua trạng thái lỏng. Trong công nghiệp hóa chất và thực phẩm, công nghệ và thiết bị sấy đối lưu và tiếp xúc là phổ biến hơn cả, nhất là phương pháp sấy đối lưu. Nó có nhiều dạng khác nhau và có thể sấy được hầu hết các loại vật liệu. Theo kết cấu nhóm thiết bị sấy đối lưu có thể chia thành các nhóm sau: - Thiết bị sấy buồng: năng suất thấp, làm việc không thường xuyên - Thiết bị sấy hầm: năng suất cao, làm việc bán liên tục. - Thiết bị sấy tháp sấy: sấy vật liệu dạng hạt như thóc, ngô… - Thiết bị sấy thùng quay: năng suất không cao, sấy các vật liệu dạng hạt, cục, bột… - Thiết bị sấy phun: sấy vật liệu dạng huyền phù như cà phê sữa bột… - Thiết bị sấy thiết bị khí động: sấy các vật liệu dạng bé, nhẹ và có độ ẩm bề mặt. - Thiết bị sấy tầng sôi: năng suất cao. PHẦN II : Nội dung thực hiện 1:TANG SẤY Trong trạm trộn bê tông nhựa nóng (BTNN) người ta thường sử dụng thiết bị sấy thùng quay để sấy vật liệu. Phần này chúng ta sẽ đi tìm hiểu về tang sấy thùng quay. 1.1:Nhiệm vụ của tang sấy. Chứa các vật liệu( cát, đá các cỡ ) và rang sấy đến nhiệt độ cần thiết ( 180÷220 C ͦ ). Làm giảm độ ẩm của vật liệu, làm sạch cốt liệu, tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình dính bám với nhựa đường và từ đó các hạt cốt liệu dễ dính bám với nhau hơn. Tuy nhiên nếu sấy với nhiệt độ ≥ 250 ͦC thì đá răm sẽ có hiện tượng vôi hóa do đó làm giảm độ chịu lực của vật liệu dẫn đến làm giảm độ chịu lực của bê tong nhựa. Nếu nhiệt độ sấy dưới 180 C ͦ thì nhiệt độ bê tông sau khi trộn không đảm bảo yêu cầu. Chính vì vậy các trạm trộn thường có bộ khống chế nhiệt độ sấy tự động. 1.2: Cấu tạo và nguyên lý làm việc a. Cấu tạo chung. 1, Thùng quay 11, Bệ đỡ bê tông 2, bánh đai đỡ 12, băng tải nhận vật liệu ra 3, con lăn đỡ 4, Bánh răng 5, Phễu hứng sản phẩm 13, phễu tiếp liệu 14, van điều chỉnh 6, Quạt hút 7, Thiết bị lọc bụi 8, Lò đốt 9, Bộ phận dẫn động 10, Động cơ truyền động 15, quạt thổi. - Bên trong thùng quay có lắp các cánh đệm để xáo trộn vật liệu làm cho hiệu suất sấy đạt được hiệu suất cao hơn. - Các đệm ngăn trong thùng vừa có tác dụng phân phối vừa có tác dụng phân phối cho vật liệu theo tiết diện thùng, đảo trộn vật liệu vừa làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu và tác nhân sấy. b. Nguyên lý hoạt động của tang sấy: Tang sấy thùng quay gồm một thùng hình trụ (1) đặt nghiêng một góc với mặt phẳng ngang 1÷6◦. Toàn bộ trọng lượng của thùng được đặt trên 2 bánh đai đỡ (2). Bánh đai được đặt trên 4 con lăn đỡ (3). Thùng quay được là nhờ có bánh răng (4). Bánh răng (4) ăn khớp với bộ phận dẫn động (9) nhận truyền động của động cơ (10) qua bộ giảm tốc. Vật liệu ướt được nạp liên tục vào đầu cao của thùng qua phễu chứa (13) và được chuyển động dọc theo thùng qua các đệm ngăn. Các đệm ngăn vừa có tác dụng phân phối đều vật liệu theo tiết diện thùng, đảo trộn vật liệu vừa làm tang bề mặt tiếp xúc của vât liệu sấy với tác nhân sấy. cấu tạo của đệm ngăn phụ thuộc vào kích thước của vật liệu sấy, tính chất và độ ẩm của nó. Vận tốc của khói lò hay không khí nóng đi trong máy sấy khoảng 2÷3 m/s, thùng quay khoảng 5÷8 vòng/phút. Vât liệu khô ở cuối máy sấy được tháo qua cơ cấu tháo sản phẩm (5) rồi nhờ băng tải xích (12) vận chuyển. Khói lò hay không khí thải được quạt (6) hút vào hệ thống tách bụi (7) để hút các hạt bụi bị cuốn theo khí thải. Các hạt bụi thô được tách ra hồi lưu trở lại băng tải xích. Khí sạch thải ra ngoài. c. Thông số các loại tang sấy. Kích thước (m) Năng suất (tấn/h) Tốc độ vòng quay (r/min) 0,6-6 0,6-6 𝟇1x5 𝟇1,2x6Tùy 10 𝟇1,5x12- vào loại 0,6-6 vật liệu 18 Cống suất động cơ(Kw) 5 7 Góc nghiêng lắp đặt ( độ) 3-5 3-5 Độ ẩm sau sấy (%) 10 3-5 1 1 1 𝟇1,8x1218 𝟇2,2x1222 𝟇2,4x1520 𝟇3x25 0,6-6 2,5-3 3-5 1 0,6-6 4 3-5 1 0,6-6 11 3-5 1 0,6-6 15 3-5 1 d. Ưu điểm và nhược điểm của tang sấy thùng quay *Ưu điểm: - Quá trình sấy đều đặn và mãnh liệt nhờ tiếp xúc vật liệu sấy và tác nhân sấy. cường độ sấy lớn. - Thiết bị nhỏ gọn có thể cơ khí và tự động hóa hoàn toàn * Nhược điểm: - Vật liệu bị đảo trộn nhiều nên dễ tạo bụi do vỡ vụn. Do đó trong nhiều trường hợp gây giảm chất lượng sản phẩm sấy. 2:Giới thiệu đầu đốt dầu……………………………………… 2.1: Cấu tạo đầu đốt dầu ………………………………….. 1. CẤU TẠO +Đánh lửa biến áp (ignition transformer ) Thiết bị làm thay đổi điện áp của một mạch điện để sản xuất ra một tia lửa giữa hai điện cực. +Béc phun (nozzle) Ống qua đó dầu sưởi đi để được nghiền thành bột thành những giọt nhỏ; khi đi ra, nó trộn lẫn với không khí. +Cụm điện (electrode assembly ) Các hỗn hợp của dầu nóng và không khí được chiếu sáng bởi một tia lửa điện phóng điện hồ quang giữa hai điện cực. +Ống khí (air tube ) Phần hình trụ bao gồm các vòi phun và các điện cực đánh lửa; nó gia nhập burner vào nồi lửa. +Đường cung cấp dầu (oil supply line ) Ống tiêm dầu nóng vào ổ ghi và hướng tới các vòi phun. +Bơm dầu (oil pump ) Thiết bị nén dầu nóng và chuyển nó vào vòi phun. +Cung cấp dầu đầu vào (oil supply inlet ) Ống vận chuyển dầu nóng để bơm. + Quạt gió (fan) Thiết bị thổi khí ra khỏi ổ ghi để trộn với sương mù bằng dầu nóng. +Động cơ điện (electric motor ) Thiết bị chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học để lái xe một thiết bị khác. +Kiểm soát nhiệt (heat control ) Cơ chế kiểm soát sự dao động của nhiệt độ; nó có thể được thiết lập để tự động chuyển đổi các ổ ghi hoặc tắt. 2.2: Nguyên lý làm việc và nhiệm vụ của đầu đốt………… Các cách phân loại đầu đốt : + Theo cấp nhiệt độ: 1, 2, 3, vô cấp +Nhiên liệu đốt: FO, DO, khí ga +Cách vận hành: bằng tay, tự động Nguyên lý : Nguyên lý của các đầu đốt hoạt động bằng cách làm hoá hơi: dầu được làm hoá hơi dưới điểm cháy, sau đó hơi dầu đã tạo thành được hoà trộn với không khí cần thiết cho sự cháy và được đốt cháy. a.Nhiệm vụ đầu đốt dầu . -Nhiệm vụ của các đầu đốt dầu hoạt động theo kiểu phun sương là dẫn nhiên liệu vào vùng đốt và cùng lúc phân tán chúng ra thành các hạt sương nhỏ. Dầu được phun sương, được hoá hơi bởi nhiệt bức xạ của ngọn lửa, bởi sự truyền nhiệt và bởi nhiệt lượng tuần hoàn trong ngọn lửa. b.Yêu cầu . Yêu cầu cơ bản được đặt ra đối với các đầu đốt là phải đảm bảo một sự phân bố các hạt sương một cách hợp lý, để việc hoá hơi nhanh nhất. Ngoài ra, nhiên liệu phải được phân bổ đều đặn trong không khí, chúng ta có thể xếp nhóm các đầu đốt như sau: b1:Đầu đốt phun sương bằng không khí (kiểu gió tán sương – air atomizing) + ưu diểm sau: – Phun sương mịn, vận tốc tương đối lớn, nên hoà trộn tốt với không khí dùng để đốt cháy. – Kết cấu đơn giản, không cầu kì mà vẫn cháy tốt, hiệu suất cao. – Không kén dầu, có thể đốt được dầu xấu. – Cần phải trang bị thêm máy nén khí. b2. Đầu đốt phun sương bằng hơi bão hoà (hơi nóng tán sương – steam atomizing) . +ưu điểm: – Dầu tiếp tục được hâm nóng từ hơi dùng để phun sương. – Kết cấu đơn giản, không cầu kỳ mà vẫn cháy tốt, hiệu suất cao. – Không kén dầu, có thể đốt được dầu xấu. +Nhược điểm: – Tiêu hoá hơi để phun sương, mất khoảng 2 – 3% sản lượng hơi. b3. Đầu đốt dùng áp lực phun sương (cao áp) + ưu điểm : – Dầu có áp suất cao (đến 30 at) được dưa vào đầu đốt sẽ cải thiện độ mịn của việc phun sương. – Kết cấu đơn giản. +Nhược điểm: – Béc phun dầu là chi tiết đòi hỏi gia công cầu kỳ, chính xác và đòi hỏi vật liệu chịu mài mòn. – Chất lượng dầu ảnh hưởng nhiều đến việc đốt cháy. b4. Đầu đốt phun sương bằng phương pháp ly tâm (kiểu chén xoay) + ưu điểm: – Xét về quan điểm hoà trộn với không khí, đây là kiểu có lợi nhất. Sự phân bố các hạt sương thừa hơn so với sự phân bố của kiểu phun sương dùng áp lực. -Không kén dầu, có thể đốt được dầu xấu. +Nhược điểm: -Kết cấu phức tạp, chi tiết đòi hỏi gia công chính xác, chén xoay có vận tốc cao, giá thành cao. C.Giới thiệu đầu đốt dầu NOL-13: Đầu đốt NOL-13 là loại đầu đốt dầu DO có cơ chế kiểm soát nhiệt độ sử dụng 2 vòi phun điều khiển tự động. Đặc điểm: - Chế độ làm việc: Tự động hoá hoàn toàn. - Đầu đốt dùng áp lực phun sương (cao áp). - Nhiên liệu vào: Dầu - Công suất sấy tối đa: 328kCal/h - Công suất động cơ điện: 0,25kW - Dòng khởi động: 3,5A. 3. Gia nhiệt cho cốt liệu. 3.1: Tổng quan quá trình gia nhiệt cho cốt liệu…………… Hệ thống gia nhiệt cho cốt liệu ( 180℃ - 220 ℃ )

- Xem thêm -

Tài liệu liên quan

Tài liệu vừa đăng

Tài liệu xem nhiều nhất