Обогрев инертных материалов в зимний период автономными системами
с использованием горячего воздуха в качестве теплоагента.
Особенности строительства в зимний период
В связи с огромными объемами строительства в нашей стране, понятие сезонности строительных работ было полностью утрачено. Всё больше объектов возводится в зимнее время. Чтобы обеспечить высокое качество производства бетона при отрицательных температурах окружающего воздуха, необходимо соблюдать определенные требования.
Твердение бетона должно протекать в теплой и влажной среде за счет внутреннего запаса теплоты бетона. Оно достигается путем подогрева инертных материалов до 20 оС, подогрева воды для бетонной смеси, в зависимости от марки бетона, от 40 до 80 °С. Бетонная смесь на выходе из бетоносмесителя должна иметь температуру 25-35 °С.
При производстве бетона в зимний период, как правило в бетонные смеси вводятся противоморозные добавки, которые могут ухудшить структуру и долговечность бетона, а от воздействия солей высока вероятность коррозии арматуры. Поэтому в ответственных конструкциях не рекомендуется применять бетон с противоморозными добавками. В решении, принятом на совещании, прошедшем 15 октября 2009г. в НИИЖБ (г. Москва) по теме: «Пути регулирования качества бетона на рынке», один из пунктов решения рекомендует производителям доставлять теплую бетонную смесь на объекты строительства с последующим доведением бетона до проектного класса путем прогрева в опалубке, а не применять противоморозные добавки.
Следовательно, при производстве бетона в зимних условиях, необходимым условием для прогрева инертных материалов, является наличие оборудования, обеспечивающие необходимую температуру бетонной смеси на выходе. При этом необходимым критерием энергоэффективности является скорость прогрева заполнителей.
Прогрев бетона. Описание технологического процесса.
Традиционные системы прогрева заполнителей, использующих промежуточный теплоноситель (горячая вода или пар), имеют небольшую эффективность и низкий КПД. Эти системы до сих пор применяются на стационарных бетонных заводах с большим объемом бункеров, заглубленных в землю, что позволяет им аккумулировать нагретые материалы для работы с необходимой производительностью. При этом, прогрев паром имеет целый ряд существенных недостатков: избыточное увлажнение материала, залипание его на стенках бункера, нарушение водоцементного соотношения и, соответственно, снижение качества производимого бетона. После окончания прогрева материал в бункере замерзает, по причине оставшейся в бункере влаги, — то есть при начале нового цикла прогрева необходимо тратить дополнительные время и энергию для его разморозки. Кроме того, прогрев паром приводит к коррозии бункера, и, как следствие, к сокращению срока его службы.
Наиболее эффективными являются современные динамические системы прогрева заполнителей, которые работают по принципу прямой передачи тепловой энергии песку или щебню. В настоящее время в Северной Америке, Европе, в том числе Скандинавских странах, наметился переход на прогрев инертных материалов горячим воздухом. Такой вид прогрева инертных материалов имеет множество технологических преимуществ по сравнению с традиционными способами. Применяя горячий воздух для прогрева инертных материалов, обеспечивается не только прогрев щебня и песка, но и подсушка материала, что значительно упрощает корректировку содержания воды по влажности заполнителей при задании рецептуры бетона на БСУ. Следовательно, обеспечивается оптимальное водо — цементное соотношение бетонной смеси. Как правило, такие системы автономны и используют различные виды топлива (газ, дизельное топливо, отработанное масло, мазут и т.д.). Динамические системы являются более экономичными. При автономном отоплении отсутствуют сети теплоцентралей, и соответственно потери тепла в них. Время прогрева заполнителей во много раз меньше времени прогрева в статических системах. Автономные системы могут работать периодически, и при достижении заданного режима обогрева автоматически отключаются, экономя топливо.
Благодаря высокой тепловой мощности таких установок стало возможным производство бетона по проектной производительности бетонного завода, при любых температурных условиях, даже во время самых холодных зим, соответственно, увеличить ежегодное производство и продажу бетона. Автономные системы динамического прогрева обладают небольшими габаритами и устанавливаются рядом с БСУ.
Переход на современные энергоэффективные системы прогрева горячим воздухом позволяют значительно уменьшить стоимость одной Гкал тепла.
В процессе теплообмена, инертные материалы нагреваются вбирая в себя 95% энергии, а охлажденный воздух с парами воды выходит наружу естественным путем. Прогретый материал сам становится теплоносителем, разогревая новые поступающие порции инертных материалов. Время разогрева существенно сокращается. КПД системы составляет 90–96%. Процесс прогрева инертных материалов контролируется современными средствами автоматики. При этом учитывается как температура инертных материалов, так и температура воздуха.
Основными преимуществами установок динамического прогрева материалов на природном (сжиженном) газе или дизельном топливе являются:
- надежность и простота эксплуатации;
- экономичность, отсутствие котлов высокого давления, относительная экологическая чистота;
- обогрев заполнителей горячим воздухом исключает повышение влажности, чего не избежать при обогреве паром;
- автоматический режим эксплуатации без участия человека.
Мы предлагаем Вам воздухонагреватели торговой марки “Тепловей”. В предложенной ниже схеме представлена модель Т-450 Рев. – воздухонагреватель с теплообменником револьверного типа, мощностью 450 КВт и высокой дельтой (разницей, закачиваемого вентилятором высокого давления, холодного воздуха и выходящего из воздухонагревателя нагретого воздуха ) температур — до 150оС. Нагретый воздух под большим давлением подается в нижнюю часть расходного бункера, равномерно распределяясь коллектором, нагревает засыпаемые сверху инертные материалы. Разогретые инертные материалы, выходя из нижней части бункера, попадают на транспортер, по которому переносятся в БСУ (бетоно-смесительный узел).
Данная система эксплуатировалась при производстве строительного бетона на одном из заводов Уральского региона в зимний сезон 2011-2012 гг. БРУ паспортной производительностью 60 м3 товарного бетона в час. Количество бункеров — 7, их объем V=28 м3, прогреваемый материал – щебень, песок. Фактически производительность по бетону составила до 40 м3/час при температуре наружного воздуха t= –25 оС. По результатам эксплуатации получены исключительно положительные отзывы. Установка рекомендована для внедрения на заводах с круглогодичным циклом производства бетона.
Описание системы прогрева инертных материалов на базе воздухонагревателя «Тепловей» со схемой применения.
Для форсированного разогрева инертных материалов в начале смены возможно использование, вместо нагретого воздуха, паровоздушной смеси.
Выбирая оптимальный вариант воздухонагревателя для обогрева инертных, необходимо ответить на приведенные ниже вопросы:
- Климатические особенности региона.
Средняя температура окружающего воздуха в самое холодное время года (от этого зависят параметры и мощность установки). - Размещение установки (наружное или внутреннее исполнение).
Имеется ввиду установка воздухонагревателя на улице или в помещении. При установки на улице, горелка и щит управления помещаются в закрывающийся на ключ и подогреваемый шкаф, составляющий единое целое с воздухонагревателем. - Тип топлива для горелок (дизельные, газовые и т.д.).
- Требуемая производительность бетоно-смесительного узла зимой.
- Необходимость дистанционного управления установкой.
Как говорится в пословице «готовь сани летом… – и выигрывай тендер на поставку бетона зимой.
Мы рекомендуем на бетонных заводах применение энергоэффективного оборудования марки “Тепловей” для прогрева заполнителей, – залога бесперебойной работы в самых сложных климатических условиях.