Рис. 4.3. Склад органических вяжущих материалов:
1 — склад топлива н масел; 2 — парокотельная и душ; 3 — раздаточная линия обезвоженного битума; 4— битумохранилище; 5—установка для обезвоживания и нагрева битума до рабочей температуры; 6 — туалет; 7 — пожарный сарай; 8 — пожарный резервуар; 9 — материальный склад; 10 — ремонтно-механические мастерские; 11 — контора и oxpaefl; 12 — лаборатория

Качество битума ухудшается при циклическом способе тепловой обработки в котлах с продолжительностью теплового воздействия на вяжущие, равной 12—25 ч, в сочетании с высокой температурой поверхностей нагрева. Несовершенство такого способа заключается в том, что он допускает одновременную обработку крайне толстого слоя битума при почти полном отсутствии конвективного обмена тепла. В этих условиях температуру поверхностей нагрева необходимо доводить до 600—700°, а продолжительность тепловой обработки— от одной до трех рабочих смен. Такой режим ухудшает состав битума и приводит к нежелательным изменениям его технологических характеристик. Котловое оборудование громоздко, нерационально в силу больших тепловых потерь, требует установки на базе паровых котлов, что удорожает выпуск разогретого битума.

Битумные котлы пока широко применяются на производстве. Их работу улучшают, применяя интенсивное перемешивание битума во время разогрева, используя термодатчики и др. Правильный режим нагрева битума, без перегрева, который изменяет химический состав и физические свойства,— непременное условие получения качественного асфальтобетона, битумоминеральных смесей.

При электрообогреве значительно упрощается конструкция теплообменника, исключается необходимость в промежуточном теплоносителе, не нужно устройство для его разогрева. Однако нагреватели помещают в материал, что может привести к возгоранию битума. В случае неисправности электрические нагреватели остаются в затвердевшем битуме, где они разрушаются и восстановлению не подлежат. Кроме того, нагреватели этого типа в большой степени подвержены шлакованию. Их можно закрыть герметически в кожухи, но от этого нагреватели становятся громоздкими, тяжелыми и недолговечными.
Пластинчатые нагреватели также не дают желаемых результатов, так как они пожароопасны. Как и герметичные электронагреватели, они недоступны для обслуживания, недолговечны и не могут обеспечивать интенсивного нагрева.

Электропоточный способ тепловой обработки битума с использованием электроэнергии прямым нагревом (установка РИСИ) смягчает указанные недостатки электронагревателей (рис. 4.4).

Удобнее косвенный нагрев, когда вяжущее не соприкасается с нагревательным элементом. Достоинством таких систем является возможность нагрева битума при любом его уровне в цистерне, полностью исключена опасность коксования, возможно полное использование битума в резервуаре. Однако продолжительность нагрева вяжущего в резервуаре с косвенным обогревом значительно больше, чем с прямым. При косвенном нагреве автоматическое устройство надежно обеспечивает работу нагревателей без надзора во время вынужденного простоя АБЗ или ночью, когда нужно нагреть вяжущее для работы днем. По такому способу работают паровые теплообменники. Достоинство пара как теплоносителя состоит в его высокой теплоте парообразования, отсутствии перегрева, потери качества битума, воспламенения вяжущего. Недостаток паровых нагревателей в том, что необходимо применять высокую температуру +200° и давление 15 кгс/см2, что требует больших капиталовложений. Разогрев битума, застывшего в вагонах и хранилищах, ведут паром только с температурой 165° и давлением 7 кгс/см2. Для доведения битума до рабочей температуры такая температура не годится. Кроме того, умягчение воды требует наличия котельной установки.

Рис. 4.4. Электропоточная схема нагревания битума:
1 — битумохранилище; 2, 5, 8 — нагревательный элемент; 3 — напорный бак; 4 и 6 — лотки; 7 — резервная емкость

Для косвенного разогрева битума эффективны жидкие минеральные масла с низкой вязкостью и высокой точкой кипения, не разлагающиеся при высоких температурах и не вызывающие коррозии металлических частей. Низкая вязкость масла обеспечивает хороший теплообмен, а высокая точка кипения — работу обогревательной системы без избыточного давления. Для этих целей можно использовать масла марки 52 (ГОСТ 6411—52), ароматизированное масло — теплоноситель АМТ-300 с максимальной температурой нагрева до 160° С (режим нагрева: предельная температура тепло- передающей поверхности не выше 250°, тепловой поток не выше 13000 ккал/м2, температурный напор 20—25° и скорость циркуляции — 2,5—3 м/с). Этот теплоноситель не имеет запаха и не вызывает коррозии металлов, эа исключением меди и ее сплавов. Применять в качестве теплоносителя соляровое масло нельзя. Оно имеет низкую температупу вспышки, и в процессе разложения из него выделяются легкие летучие фракции метанового ряда, что может привести к взрыву.

Масла, не относящиеся к перечисленным, нельзя применять в качестве теплоносителей, так как, не обладая достаточной термической стойкостью, они под действием высокой температуры начинают быстро разлагаться, что в конечном счете влечет за собой выход из строя оборудования, взрывы и пожары.

По способу косвенного нагрева работает агрегат Д-506. Он выпаривает влагу из предварительно разогретого в хранилище битума влажностью не более 9%, нагревает его до рабочей температуры и непрерывно, а если надо, то периодически выдает потребителю. В состав агрегата входит котел в сборе, топливная установка и электрооборудование.

Схема автоматизированной установки косвенного нагрева с использованием горячего масла изображена на рис. 4.5. В установке, автором которой является Г. В. Гончаренко (Севастопольский ДЭУ № 46), использован косвенный нагрев жидкого теплоносителя масла МК-22 с электроподогревом батарей коаксиальных электронагревателей. Температура кипения масла равна 276°, что дает большую теплоотдачу. Коаксиальные нагреватели 1 помещены в теплоизолированный бак, из которого нагретое масло насосом подается по трубопроводам в поверхностные трубчатые нагреватели, расположенные в битуме в обеих секциях хранилища. Такой же конструкции нагреватель вмонтирован в бак, также теплоизолированный. На его крышке установлен лоток 6 для обезвоживания битума. Бак, лоток и приямок битумохранилища соединены трубопроводом через циркуляционный насос. Для обезвоживания установлен второй насос, засасывающий битум из бака и подающий его в лоток. Обслуживает установку оператор, ее выработка достигает 7,5 т/ч.

Для нагрева высокотемпературного органического теплоносителя используют агрегат ДС-66 (рис. 4.6). В его составе котел, топливная система с баком и насосом для перекачки теплоносителя, расширительный бак, пульт управления, арматура и система трубопроводов. Управление работой агрегата — автоматическое. Теп- лопроизводительность—150 тыс. ккал/ч, давление в котле — 10 кгс/см2, расход теплоносителя— 14 м3/ч. В качестве теплоносителя используют ароматизированное масло АМТ-300, индустриальные масла ИС-20 и дитолиметан ДТМ.

Рис. 4.5. Схема установки для обезвожи- г вания и нагрева битума до рабочей температуры с использованием горячего теплоносителя:
1 — коаксиальные нагреватели; 2 — бак для масла; 3 — насос; 4 – поверхностные трубчатые нагреватели; 5 — битумный бак; 6 — лоток для обезвоживания битума; 7 — приямок бигу- мохранилища; « — трубопровод; « — циркуляционный битумный насос; 10 — термореле типа ТР-200; 11— датчик уровня типа РУС-3; 12 — датчик уровня типа РП-1065; 13 — табло

В состав нагревателя входит змеевиковый горизонтальный котел, трехходовой по отходящим газам и однозаходный по теплоносителю.

Рис. 4.6. Установка для нагревания органического теплоносителя:
1 — топливный бак для солярового масла; 2 — вентилятор; 3 — автоматическая форсунка; 4 — расширительный бак; 5 — силикагенный патрон для защиты теплоносителя от попадания влаги из атмосферы; 6 — кран; 7— газосборннк для сброса газообразных продуктов в бак 4; 8 — предохранительный клапан; 9 — змеевик; 10 — шестеренчатый насос; И — котел нагрева теплоносителя

Змеевики плотно навитые, изготовлены из труб диаметром 50 мм, образуют ходы для дымовых газов. Змеевики закрыты двумя кожухами, образующими полость для прохода воздуха, нагнетаемого вентилятором, который затем подается в зону горения факела форсунки в качестве вторичного воздуха, а также служит защитным экраном и предохраняет змеевики от перегрева. Наверху котла установлен расширительный бак, который по мере надобности может быть снят и помещен в любое место в зависимости от схемы обогрева. Топливная система нагревателя состоит из автоматической форсунки (АФ-65), топливного бака емкостью 200 л, фильтра-отстойника и топливопроводов. В качестве топлива применяют соляровое масло. Расширительный бак предназначен для компенсации температурных расширений теплоносителя, а также для подпитки системы в случае его утечки.

На пульте управления размещены контрольно-измерительная аппаратура и приборы. Схема автоматики позволяет наблюдать за температурой, давлением теплоносителя на входе в котел и на выходе из нее, уровнем теплоносителя в расширительном баке. Тепло- производительность нагревателя 150 тыс. ккал/ч.

Обогрев битумных коммуникаций. В технологической схеме склада или базы битума важным элементом являются трубопроводные коммуникации, краны и насосы которых должны постоянно нагреваться во избежание застывания битума. Обогрев преследует две цели: в пусковой период разогреть битум, оставшийся в трубопроводах, до жидкотекучего состояния, а при установившемся тепловом режиме поддерживать постоянную температуру битума на всем пути его транспортирования. Нагрев насосов и кранов происходит в процессе циркуляции горячего битума и непосредственного воздействия теплоносителя. Битумные коммуникации могут обогреваться паром, горячим маслом и электричеством. Обогрев электричеством имеет ряд преимуществ перед паровым: нет надобности в установках для разогрева теплоносителя, устраняется обводнение битума или утечка теплоносителя через неплотности арматуры, улучшаются санитарно-гигиенические условия работы, достигается значительный эффект за счет повышения к.п.д., простоты регулирования и автоматизации, снижается количество обслуживающего персонала и упрощается технологический процесс. Для электрообогрева битумных коммуникаций применяют трубчатые электронагреватели ТЭН— металлические трубки, в которые запрессована в кварцевом песке или в кристаллическом порошке плавленой окиси магния (периклазе) спираль из нихромовой проволоки диаметром 0,2—1,6 мм. Песок или периклаз обеспечивает электрическую изоляцию и облегчает передачу тепла благодаря высокому коэффициенту теплопроводности. Трубчатому нагревательному элементу может быть придана любая форма за счет изгиба т-рубки в холодном состоянии после ее отжига. Температуру нагрева поверхности ТЭН можно регулировать в большом диапазоне, что имеет большое значение, так как избыточный нагрев приводит к интенсивному коксованию битума на поверхности нагревателя и даже его воспламенению.