Оценка эффективности энергоиспользования при тепловлажностной обработке бетона

Размещено на http://www.allbest.ru//

Оценка эффективности энергоиспользования при тепловлажностной обработке бетона

Синельников Д.С., аспирант

Энергетическая эффективность работы пропарочных камер зависит от многих внешних и внутренних факторов. Тепловую эффективность производства сборного бетона можно существенно повысить, снизив тепловые потери, связанные с неудовлетворительным состоянием пропарочных камер, тепловых сетей, запорной арматуры и средств контроля расхода пара, а также применяя беспаровые способы тепловой обработки.

В данной статье рассмотрим основные энергозатраты при тепловлажностной обработке бетона в традиционной пропарочной камере и камере тепловой обработки продуктами сгорания природного газа.

Оценка энергетической эффективности может быть найдена при сравнении тепловых балансов вышеназванных тепловых камер.

Для расчета тепловых балансов традиционной пропарочной камеры и камеры тепловой обработки бетона продуктами сгорания природного газа принимаются одинаковые значения размеров камеры, теплоты, идущей на нагрев бетона, форм, ограждений и арматуры, потери тепла в окружающую среду через стенки камеры, неплотности, режима тепловлажностной обработки бетона и т.д.

Основная энергетическая схема технологического процесса тепловлажностной обработки бетона в традиционных пропарочных камерах состоит из:

водоподготовки;

производства пара в паровых котлах;

- транспортировки пара;

пропаривания бетона в камерах тепловлажностной обработки.

Подготовка воды для получения пара в паровых котлах является весьма ответственной задачей, так как от качества ее в большей степени зависит надежность и экономичность эксплуатации оборудования. Одним из основных факторов, способствующих повышению эффективности процессов очистки, является подогрев воды до 40єС.

Основным оборудованием, вырабатывающим тепловую энергию являются паровые и водогрейные котлы со своими стандартными потерями и коэффициентами полезного действия.

После выработки пара в котле, его транспортируют по паропроводу к пропарочным камерам. Основным показателем потерь тепла при транспортировке пара является расстояние от места выработки до камеры тепловлажностной обработки бетона при условии надлежащей изоляции и способа прокладки трубопровода.

Тепловая обработка бетонных изделий в пропарочных камерах производится до достижения ими требуемой отпускной прочности, т.е. заданной проектной марки бетона.

Из теплового баланса технологического процесса тепловлажностной обработки бетона в традиционной пропарочной камере следует, что только четверть всех статей расхода при технологическом процессе тепловлажностной обработки бетона паром идет на пропаривание (25,9%). Основной статьей расхода является нагрев сырой воды до 40?С при водоподготовке (31,3%), а также потери в котле при производстве пара (5,8%) и транспортировка теплоносителя от котельной до пропарочной камеры (0,9%). В сумме эти три статьи расхода составят 38,0%, что является большей частью расхода от всего технологического процесса тепловлажностной обработки бетона. Остальные статьи расхода происходят непосредственно в пропарочной камере за счет потерь в окружающую среду, сброса грязного конденсата и расхода тепла на нагрев технических частей. В сумме эти статьи расхода составят 36,1%.

Суммарные статьи расхода при тепловлажностной обработке бетона представлены на рисунке 1.

Для беспарового способа обработки бетона продуктами сгорания природного газа рассмотрим тепловую камеру. Для поддержания необходимого влажностного режима используется «водяная ванна», обогреваемая снизу продуктами сгорания природного газа. Все технологические процессы тепловлажностной обработки бетона происходят в одной камере.

Из данных теплового баланса камеры тепловой обработки продуктами сгорания природного газа следует, что основная статья полезного расхода тепловой энергии, как и следовало бы ожидать, идет на тепловую обработку бетона (45,5 %). Однако большая часть статей расхода связана в первую очередь с потерями тепла через ограждающие поверхности камеры тепловой обработки (15,0%), и с уходящими газами с температурой продуктов сгорания 85?С (2,4 %). Для поддержания высокой влажности в тепловой камере (90…100% во время изотермического прогрева) тепловая энергия расходуется на нагрев воды до 85?С в «водяной ванне» (1,9%) и ее испарения (16,2%). Остальные статьи расхода тепловой энергии остаются постоянными и связаны с особенностями тепловой камеры - идут на нагрев ограждающих конструкций (7,7%), арматуры, закладных частей (2,6%) и форм (8,7%).

Рис.1. Суммарные статьи расхода каждой из технологических установок при тепловлажностной обработке бетона.

Статьи расхода в камере тепловой обработки бетона продуктами сгорания природного газа представлены на рисунке 2.

Согласно расчету теплового баланса технологического процесса тепловлажностной обработки бетона в традиционной пропарочной камере получили, что на 1 м3 бетона расходуется 0,55*106 кДж тепловой энергии, а в камере тепловой обработки бетона продуктами сгорания природного газа - 0,31*106 кДж тепловой энергии.

В результате сравнения двух тепловых балансов тепловлажностной обработки бетона получаем, что в камере тепловой обработки бетона продуктами сгорания природного газа экономия составляет 0,24*106 кДж с каждого кубического метра бетона, что представляет собой 44% от общего технологического процесса обработки бетона в традиционных пропарочных камерах.

Рис.2. Статьи расхода технологического процесса в камере тепловой обработки бетона продуктами сгорания природного газа.

энергоиспользование бетон тепловлажностный

Для сравнения прочностных характеристик бетона, полученных в экспериментальной камере, проводились серии экспериментов. В результате проведения опытов по производству бетона в экспериментальной камере тепловой обработки продуктами сгорания природного газа при 5-часовом цикле тепловлажностной обработки бетона получили, что прочностные свойства бетона улучшились на 10%, по сравнению с традиционной пропарочной камерой.

На основании вышеизложенного следует, что переход на беспаровые способы тепловой обработки бетона экономически выгоден и энергетически эффективен.

Список литературы

Баженов Ю.М., Комар А.Г. Технология бетонных и железобетонных изделий: Учебник для вузов. - М.: Стройиздат, 1984. - 672 с., ил.

Румянцев Б.М., Журба В.П. Тепловые установки в производстве строительных материалов и изделий: Учебное пособие для строительных вузов по спец. «Производство строительных изделий и конструкций». - М.: Высш. шк., 1991. - 160 с., ил.

Пособие по тепловой обработке железобетонных изделий продуктами сгорания природного газа (к СНиП 3.09.01-85) / НИИЖБ Госстроя СССР. - М.: Прейскурантиздат, 1988. - 32 с.

Шмитько Е.И., Черкасов С.В. Особенности твердения бетона в газовой среде с пониженной и низкой влажностью // Вопросы эффективности производства сборного железобетона: Сб. докл. обл. конф. по бетону и железобетону. - Воронеж. - 1988. - с.35-40.

Размещено на Allbest.ru