Как взять битум из хранилища

По условиям поставки битума на АБЗ России в большинстве случа­ев необходимы хранилища. Тезис о том, что от практики использова­ния битумных хранилищ ямного типа необходимо отказываться никем не оспаривается и на обосновании такого мнения нет нужды останав­ливаться [1,2]. Однако переход к хранению запаса битума на АБЗ с использованием стальных закрытых емкостей, например, резервуа­ров рулонной поставки, не может быть осуществлен в короткое время и по крайней мере еще 5—6 лет, а то и более на многих АБЗ будут использоваться еще ямные хранилища с приямками. Поэтому при рассмотрении означенной технической проблемы приходится оста­новиться и на ямных хранилищах, и на стальных резервуарах.
На практике встречаются четыре метода обогрева стальных резервуаров, каждый из которых имеет свои преимущества и недо­статки.
1. На днище резервуара вместимостью от 400 до 3000 т разме­щают большое количество греющих труб в виде змеевиков (для обо­грева горячим жидким теплоносителем) или регистров (для обогре­ва водяным паром), достаточное для того, чтобы весь битум в хра­нилище держать при температуре перекачки (100—110°С). Во из­бежание больших потерь тепла в этом случае резервуар теплоизо­лируют, и теплоизоляцию закрывают кожухом. Стоимость теплоизо­ляционных работ практически удваивает стоимость резервуара
Это капиталоемкое решение имеет несколько преимуществ: а) всегда можно забрать столько готового к употреблению битума, сколько потребуется, б) битум разных партий и поставщиков при хранении в жидкотекучем виде усредняется и его свойства при за­боре изменяются незначительно, в) битум можно откачивать из резервуара непосредственно насосом. Однако существенным не­достатком является то, что довольно длительное время от начала строительного сезона до исчерпания запаса битум находится в го­рячем состоянии, что может снизить его качество.
2. На днище резервуара размещают небольшое количество гре­ющих труб, чтобы поддерживать весь битум в вязкопластичном со­стоянии (30—35°С), но вблизи выходного отверстия со сливным пат­рубком устанавливается локальный подогреватель весьма насыщен­ный греющими трубами для того, чтобы разогревать только отбирае­мый битум до температуры откачки. В этом случае битум в емкости медленно оседает в соответствии с возможностями его разогрева в локальном подогревателе и отбора. Температура и, соответственно, тепловые потери невелики и резервуар не теплоизолируют.
Недостаток этого технического решения — возможность отбора битума не более заложенной тепловой мощности локального по­догревателя при его разработке, а также недопустимость его отбо­ра непосредственно битумным насосом. Если отбор превысит под­текание битума к локальному разогревателю и его возможности догрева, то в зоне отбора может создастся разрежение. Цилиндри­ческие обечайки хорошо выдерживают внутреннее давление, но при даже небольшом наружном давлении теряют устойчивость и сми­наются. Такие случаи были. Поэтому битум должен сливаться из резервуара самотеком и нужна небольшая дополнительная емкость с греющими элементами, откуда битум уже будет забираться насо­сом. Это усложняет схему. Однако при температуре 30—35°С хра­нящийся в резервуаре битум лучше сохраняет свои свойства. Ско­рость слива можно регулировать или задвижкой на сливном пат­рубке, или подачей теплоносителя в локальный подогреватель.
3.Модификация первого способа, когда битум в резервуаре дер­жат при температуре слива (70—80°С, при этом опасность его дег­радации уменьшается), а догревают до температуры перекачки — в отдельной промежуточной емкости, весьма насыщенной греющи­ми трубами, куда битум стекает из резервуара через регулирующую задвижку, а откачивается насосом. Здесь возможности отбора би­тума также ограничены тепловой мощностью поверхностей нагре­ва в промежуточной емкости, которая задается при ее разработке.
4. Модификация второго способа, когда в локальном подогре­вателе битум догревается только до температуры слива, а уже до температуры перекачки его подогревают в промежуточной емкос­ти. Кажущаяся нерациональность этого способа — фактически трех­стадийный нагрев. Однако при разработке системы подогрева та­кого хранилища и при эксплуатации весьма непросто определить рациональную поверхность греющих труб локального подогревате­ля и его конструкцию, а также режим подачи и температуру греюще­го масла, чтобы при температуре отбора 110°С, битум в самом ре­зервуаре не прогревался выше 35°С, иначе существенно возрастут потери тепла в окружающую среду, что зачастую и бывает.
Практика обогрева ямных хранилищ редко бывает успешной. Уже писалось о нерациональной конструкции греющих регистров в таких хранилищах и причинах их разрушения при эксплуатации [2]. Иногда хранилища вообще не оборудуют греющими элементами, надеясь на то, что за счет тепла, передающегося теплопроводностью от горяче­го битума в приямке, битум в яме хранилища будет прогреваться до пластичного состояния и он будет подтекать в приямок. В этом слу­чае окна — проемы делают весьма большой площади или вообще приямок не отгораживают стенкой от хранилища. Однако разработ­чики документации и строители забывают предусмотреть необходи­мый уклон днища основной ямы (не менее 10°) и в яме всегда остает­ся значительное количество битума, которое невозможно взять. Кро­ме того, количество подтекающего в приямок битума зависит в этом случае от погоды, от температуры воздуха. В жаркое лето подтека­ние битума в приямок может быть приемлемым, но весной и по­здней осенью может оказаться совершенно недостаточным.
Чтобы быть уверенным в возможности использовать весь на­копленный битум, нужно или делать яму с большим уклоном днища в сторону приямка, или при небольшом уклоне (все же не менее 3°), размещать в яме греющие трубы. Последнее также необходи­мо, чтобы не зависеть от погоды.
В приямке обычно размещают греющие трубы или электронаг­реватели достаточно большой мощности. Например, для возмож­ности отбора в сутки 20 т битума с учетом потерь тепла через ограж­дающие поверхности и с зеркала контакта с воздухом, расхода теп­ла на испарение воды (при температуре более 100’С битум начи­нает пениться), необходимая мощность нагрева приямка состав­ляет 120 кВт. Если нужна производительность 40 т в сутки, то необ­ходимая мощность составит 200 кВт. Отбирают битум в цикличес­ком режиме: греют круглосуточно, а откачивают в начале смены.
Глубина приямка обычно составляет 6, а иногда и 8 м. Как отка­чать разогретый битум с такой глубины? Когда насос устанавливают на площадке над приямком, то реально максимальная глубина от­качки чуть более 5 м. А остальной битум? На практике чаще битум­ный насос опускают на битум или даже погружают в битум.
В первом случае насос устанавливают на горизонтальной раме, которая подвешивается на лебедке. Высота всасывания при этом небольшая. Напорная сторона — шарнирно сочлененный битумопровод(рис. 1).

Иногда шарниры имеют элементы сочленения типа «шар-конус» (а), но чаще встречаются плоские, достаточно хорошо обработан­ные. Небольшие протечки не опасны, посколь­ку вся конструкция находится над поверхностью битума.
Такое техническое решение достаточно эффективно, но привод­ной электродвигатель находится в очень неблагоприятной среде — над поверхностью горячего битума, который к тому же «кипит» и на­брызгивается на всю конструкцию и на электродвигатель. Посколь­ку подтекание происходит непрерывно, а отбор-периодически, то уровень битума в приямке изменяется и по недосмотру насос с приводом иногда погружается в битум. Чтобы этого не происходило, должно быть обеспечено внимательное обслуживание.
Во втором случае насос крепят на неподвижно установленной вертикальной раме внизу приямка (рис. 2), электродвигатель с ре­дуктором располагают на этой же раме наверху, а вращение пере­дается карданным валом.
В этом случае нет необходимости в шарнирном битумолроводе Единственная опасность — включение насоса при непрогретом би­туме в приямке. Чаще всего при этом не выдерживает кардан. По­этому необходимо контролировать температуру битума в приямке с размещением датчика непосредственно в зоне заборного патруб­ка насоса, а лучше установить измеритель температуры с выход­ным сигналом, который бы не позволяй включить двигатель при температуре менее 100“С.
Конечно, длительное (месяцы) хранение запаса битума на АБЗ нежелательно, однако применение для этого стальных закрытых емкостей — меньшее зло, чем использование хранилищ ямного типа.

Список литературы:

1. Портнягин В.Д., Кошелев В.А., Овсянников Е.Н., Шишов Г.И. Улучшение организации хранения и подготовки до­рожных битумов //Автомобильные дороги, 1894, N 10-11, с. 22-26.
2. Порадек С. В. Каким быть хранилищу битума /Автомо­бильные дороги, 1989, N с. 6-7.