Высокотемпературные органические теплоносители (ВОТ) занимают особое место среди всех теплоносителей, т. к. обладают рядом преимуществ по сравнению с перечисленными выше традиционными теплоносителями.
Основными преимуществами ВОТ по сравнению с обычными теплоносителями являются: возможность получения оптимальных температурных режимов, не нарушающих качество битума; возможность использования любых видов топлива; высокая термическая стойкость при многократном нагревании.
В нашей стране в качестве жидких теплоносителей на АБЗ применяются, в основном, минеральные масла типа ИС-20, ИС-40, ИС-50, рабочая температура которых лежит в пределах 160-180 °С (что недостаточно для нагревания битума до рабочей температуры), и специальные теплоносители, к которым относятся ароматизированное масло АМТ-300, дитолилметан (ДТМ) и др.
За рубежом большое распространение получили теплоносители:
W-250, Мобильтерм-600 (аналогичен нашему АМТ-300), Мобильтерм-Лихт, Термальоль (Германия), Тетраарилсиликат (Англия), Канехлор-400 (Япония), Терессо-56, Терессо-120 (Италия), Спиракс-80ЕП (Финляндия) и др.
Краткая техническая характеристика отдельных теплоносителей приведена в табл. 4.17.
Таблица 4.17.
Техническая характеристика теплоносителей
Модель | Параметры | ||||
Допустимая температура нагрева, °С | Температура вспышки, °С | Температура затвердевания, °С | Температура кипения, °С | Вязкость при 50 °С, сСТ | |
ИС-20 | 160 | 180 | -15 | - | 17-23 |
ИС-40 | 170 | 200 | -10 | - | 28-33 |
ИС-50 | 180 | 200 | -20 | - | 35-45 |
АМТ-300 | 280 | 170 | -30 | 354 | 20 |
Мобиль-терм 600 | 280 | 170 | -7 | 321 | 31 |
Мобиль-терм-Лихт | 260 | 150 | -34 | - | 3 |
W-250 | 230 | 42 | -52 | 235 | 10 |
Терессо-56 | 280 | н/д | -7 | 300 | 43,5 |
Терессо-120 | 290 | н/д | -7 | 300 | - |
Спиракс-80ЕП | 280 | 214 | -24 | - | 68,8 |
Оборудование для нагрева жидкого теплоносителя. В настоящее время за рубежом получили широкое распространение оборудование и различные системы жидкостного разогрева битума, битумных коммуникаций и оборудования. Выпускаемые установки для нагрева жидких теплоносителей можно разделить по способу нагрева теплоносителя - огневые и электрические и по компоновке с основным технологическим оборудованием - специальные (объединенные с обогреваемой цистерной) и автономные. Наиболее перспективны для нагрева жидких теплоносителей на асфальтобетонных заводах автономные установки. Их можно классифицировать также по производительности, которая находится в диапазоне от 200 тыс. до 3 млн. ккал/ч.
Таблица 4.18.
Техническая характеристика нагревателей жидкого теплоносителя
Основные параметры | Модель | |
КДМ-204 | КДМ-2046 | |
Способ нагрева теплоносителя | огневой | огневой |
Тип горелки | жидкотопливная ГБЖ-0,34 | газовая ГБГ-0,34-0,1 |
Топливо | дизельное | природный газ |
Тепловая мощность горелки, МВт | 0,17-0,34 | 0,14-0,34 |
Присоединительное давление топлива, МПа (кгс/см2) | 0,8-1,2 (8-12) | 0,3 (0,03) |
Расход топлива | 15-30 кг/ч | 17-35 м3/ч |
Теплоноситель | масло ИС-20А, И-30А | масло ИС-20А, И-30А |
Рабочая температура, °С, не более | ИС-20А - 200 И-30А - 210 | ИС-20А - 200 И-30А- 210 |
Теплопроизводительность, ккал/ч | 300000 | 300000 |
Вместимость бака слива теплоносителя, л | 2500 | 2600 |
Вместимость бака топлива, л | 3000 | - |
Мощность установленного электрооборудования, кВт | 9,25 | 8,5 |
Габаритные размеры, м, длина/ширина/высота | 6,2/4,4/10,85 | 6,9/4,4/10,85 |
ОАО «Кредмаш» (Украина) налажен выпуск нагревателей жидкого теплоносителя (табл. 4.18). В качестве жидкого теплоносителя применяется масло ИС-20А и И-30А с предельной рабочей температурой 200 °С и 210 °С. Способ нагрева масла - огневой.
В комплект нагревателя жидкого теплоносителя входят:
бак слива с насосной установкой; бак расширительный; площадки; лестницы; шкафы с измерительными приборами; блок змеевика вертикального типа; основание - портал для установки блока змеевика с горелкой, насосом и трубопроводной арматурой (рис. 4.12а).
Рис. 4.12 (цв.). Нагреватель жидкого теплоносителя:
а - ОАО «Кредмаш»; б - фирмы «Bernardi»;
в - фирмы «Benninghoven»; г - ЗАО «Номбус».
Основными странами, выпускающими такие установки и другое оборудование, предназначенное для работы с жидкими теплоносителями, являются:
США (фирма «Astec» и др.),
Германия (заводы фирм «Teltomat», «Benninghoven», «Ammann»),
Италия (фирмы «Marini», «Massenza», «Bernardi»),
Финляндия (фирмы «ARA», «Kallotikone»),
Франция (фирма «Ermont»),
Япония (фирмы «Niigata», «Tanaka»),
Англия (фирма «Cartem» и др.).
При всем многообразии установок для нагрева жидких теплоносителей основным их конструктивным отличием является горизонтальное или вертикальное расположение емкости, заполненной теплоносителем.
Форсунки для нагрева жидкого теплоносителя работают, в основном, на жидком или газообразном топливе, реже - на тяжелом топливе типа мазутов. Иногда нагрев теплоносителя выполняется с помощью электрических нагревательных элементов.
Максимальная температура нагрева жидких теплоносителей, как правило, составляет 230-260 °С, что определяется не только предельной рабочей температурой большинства теплоносителей, но и условиями сохранения качества битума при разогреве и исключения его коксования на теплоотдающей поверхности.
Выбор той или иной установки для нагрева жидкого теплоносителя определяется производительностью асфальтосмесительной установки или другими условиями, связанными с количеством потребителей тепла. Как правило, для асфальтосмесительной установки производительностью 100 т/ч достаточно нагревателя в виде жидкого теплоносителя тепловой производительностью 600...700 тыс. ккал/ч (700-800 кВт).
За рубежом на асфальтобетонных заводах системы жидкостного оборудования находят широкое применение.
Жидкие теплоносители используются для обогрева различного оборудования:
битумных емкостей, накопительных бункеров, днища и корпуса мешалок, битумного дозатора и насоса, арматуры, битумопроводов, емкостей битумовозов и агрегатов для разогрева тарного битума.
Разнообразие конструкций установок, существующих за рубежом, и их постоянное усовершенствование свидетельствуют о большом внимании, которое уделяется установкам для нагрева жидкого теплоносителя и системам жидкостного обогрева.
Усовершенствование конструкций установок для нагрева жидкого теплоносителя происходит в двух направлениях:
• большая утилизация тепла отходящих дымовых газов, что позволяет уменьшить габаритные размеры установок и повысить их к.п.д.;
• автоматизация и контроль теплового процесса нагрева жидкого теплоносителя, что способствует сохранению физико-химических свойств теплоносителя и более длительному его использованию.
Преимущество жидкостных теплообменников перед системами парового обогрева состоит в возможности нагрева теплоносителя до высоких температур (до 300 °С) при атмосферном давлении. Общим достоинством систем с косвенным обогревом является возможность нагрева битума при любом его уровне в цистерне, полное исключение опасности коксования, возможность полной выработки емкости резервуара. Однако продолжительность разогрева вяжущего в резервуарах с косвенным обогревом значительно больше, чем в системах с прямым обогревом.
Автоматические устройства обеспечивают работу нагревателей без надзора во время простоя завода, например, ночью, когда нужно нагреть вяжущее для работы днем. Краткая техническая характеристика нагревателей жидких теплоносителей приведена в табл. 4.19.
Таблица 4.19.
Техническая характеристика нагревателей жидкого теплоносителя
Тип | Теплопроизводительность, кал/час | Расход дизельного топлива, т/час | Расход газа, м3/ч | Насос | Масса, кг | |
мощность, кВт | подача, л/мин. | |||||
Фирма Astec (США) | ||||||
НС-80 | 200000 | 25 | 30 | 4 | 170 | 1633 |
НС-120 | 300000 | 38 | 40 | 4 | 227 | 2178 |
НС-200 | 500000 | 64 | 65 | 5,5 | 340 | 2950 |
НС-300 | 750000 | 95 | 100 | 10 | 510 | 4083 |
НС-400 | 1000000 | 128 | 130 | 15 | 680 | 5000 |
НС-500 | 1250000 | 159 | 160 | 20 | 850 | 5900 |
НС-600 | 1500000 | 190 | 200 | 25 | 1000 | 6863 |
НС-800 | 2000000 | 255 | 260 | 30 | 1360 | 8333 |
НС-000 | 2500000 | 318 | 320 | 40 | 1700 | 9314 |
Фирма Cartem (Англия) | ||||||
5-1 | 126000 | 14 | 16 | 2,25 | - | 1179 |
11-1 | 282500 | 32 | 34 | 5,5 | - | 1651 |
14-1 | 373000 | 45 | 50 | 5,5 | - | 1814 |
22-1 | 567000 | 70 | 75 | 5,5 | - | 2381 |
33-1 | 832000 | 104 | 110 | 5,5 | - | 2812 |
Фирма Bernardi (Италия) | ||||||
CRBC 250 | 250000 | 30 | 35 | 4 | 200 | 1700 |
CRBC 400 | 400000 | 46 | 50 | 5 | 300 | 2300 |
Номбус (Россия) | ||||||
АНТ-50 | 500000 | 68 | 72 | 15 | 800 | 3650 |