Фото из каталога ТЭН-Миасс. Изготовление по образцу или чертежу.
Декабрь, минус десять, асфальтоукладчик стоит на базе. В баке застывший битум - ни насосом его не подать, ни разогреть штатной горелкой. Приходится вскрывать бак, ставить временный электрический нагреватель. ТЭНы для асфальтоукладчика в такой ситуации - единственный рабочий вариант. Но ставить первый попавшийся ТЭН из магазина - ошибка: через неделю он прогорит, битум закоксуется, а простой техники в сезон стоит дорого. Разберем, какие нагреватели реально работают в битумных баках и плитах, и на что смотреть при замене.
Основная среда - битум (вязкая нефтяная фракция) или термомасло. Рабочая температура 120-180°C, при форс-мажоре до 250°C. Обычный трубчатый электронагреватель из углеродистой стали здесь живет 2-3 недели: коррозия от сернистых соединений и коксование на поверхности убивают его быстро.
Правильный вариант - ТЭН из нержавеющей стали AISI 321 (титансодержащая, жаропрочная) или AISI 316L (для сред с серой). Мощность на один элемент ограничивают: не более 2,5 Вт/см² для битума и 3,0 Вт/см² для термомасла. Иначе на поверхности нагревателя образуется коксовая корка - она ухудшает теплоотдачу, и ТЭН перегорает. Длина стандартных ТЭНов для асфальтоукладчиков - от 600 до 3000 мм, для глубоких баков используют длину 2000-2500 мм. Диаметр трубки - 8,5-12 мм, чем толще, тем меньше плотность мощности при той же длине.
Для плит (разогрев рабочего органа) применяют ТЭНы с оребрением - они быстрее отдают тепло в металл. Но для битумных баков оребрение не нужно: высокая вязкость среды не дает воздуху отводить тепло, и ребра только ухудшают условия.
Задача: разогреть бак объемом 2000 литров с застывшего состояния (0°C) до рабочей (160°C) за 2 часа. Удельная теплоемкость битума ~1,8 кДж/кг·°C, плотность ~1000 кг/м³. Масса - 2000 кг. Требуемая тепловая энергия: Q = 2000 × 1,8 × (160-0) = 576 000 кДж = 160 кВт·ч. За 2 часа - мощность 80 кВт. Плюс потери через стенки бака (обычно 10-15%). Итого нужна установленная мощность 90-95 кВт.
Но ставить один ТЭН на 90 кВт нельзя: длина выйдет 5-6 метров, мощность на единицу поверхности превысит 2,5 Вт/см². Решение - 3-4 ТЭНа по 22-25 кВт, равномерно распределенных по объему бака. В каталоге ten-miass.ru есть серии для вязких сред с длиной до 2500 мм и мощностью до 20 кВт на один элемент - их можно скомпоновать в блок.
Если время разогрева не критично (например, ночной нагрев за 6-8 часов), мощность можно снизить до 30-40 кВт - это уменьшает нагрузку на сеть и продлевает ресурс ТЭНов.
Самая частая причина выхода из строя - сухой ход. Если битум не полностью покрывает ТЭН, верхняя часть оголяется, перегревается и перегорает. Решение: устанавливать ТЭНы горизонтально или с наклоном, чтобы они были заглублены не менее чем на 50 мм от поверхности. Уровнемер - обязателен, но на старых укладчиках его часто нет. Приходится ставить термовыключатель на корпус ТЭНа (как правило, на 200°C).
Вторая причина - образование кокса. При плотности мощности выше 3 Вт/см² на поверхности начинается термическое разложение битума. Рекомендуется регулярно (раз в месяц) включать ТЭНы на полную мощность на 15-20 минут для прожига кокса - это увеличивает срок службы до 2-3 сезонов.
Третья - разрушение контактных болтов от вибрации. На асфальтоукладчике постоянная тряска, поэтому используйте ТЭНы с усиленными контактными стержнями (диаметр 6 мм и больше) и фиксацией гаек через пружинные шайбы.
При замене ТЭНов на асфальтоукладчике главное - не экономить на материале оболочки и не превышать допустимую плотность мощности. Нержавейка AISI 321, длина по месту, мощность в пределах 20-25 кВт на элемент, защита от сухого хода - и нагреватель отработает весь сезон без сюрпризов. В каталоге ten-miass.ru можно подобрать готовые блоки для битумных баков и плит с крепежом и контактами под промышленные разъемы.
Читайте также