ASFALTTIASEMAN ENERGIATASE KIVIAINEKSEN LÄMMITYKSESSÄ

Abstract

Asfaltin valmistuksessa suurimpia energian kuluttajia ovat kiviaineksen lämmittäminen ja kosteuden poistaminen. Lämmitysenergian tuottamiseen käytettiin opinnäytetyön tekohetkellä pääasiassa raskasta polttoöljyä yrityksessä, johon opinnäytetyön tein. Raskaan polttoöljyn korkean hintatason vuoksi taloudellisien säästöjen tarkastelu kiviaineksen lämmittämisessä on järkevää. Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää asfalttiasema prosessina ja energiatase kiviaineksen lämmityksessä.

Työssä tutkittiin teoreettisesti kiviaineksen lämmittämisen energiatase. Energiatasetta varten täytyi mallintaa kiviaineksen kuivausrummussa tapahtuvat fysiikan ilmiöt. Näihin perustuen saatiin laskettua energian kulutuksen suuruus kulutuskohteittain. Lisäksi työssä tutkittiin savukaasujen ominaisuuksia sekä savukaasujen vertailussa ja raportoinnissa tarvittavia muunnoksia.

Työn tuloksena saatiin teoreettisia laskentamalleja energian ja polttoaineen kulutukseen asfalttiaseman kiviaineksen lämmityksestä kuivausrummussa. Laskentamalleja voidaan soveltaa likimääräisessä energiankulutuksen, lämpötilojen ja savukaasujen tutkimisessa. Laskujen tulokset on esitetty energian ja polttoaineen kulutus tonnia kohden, mikä on vertailukelpoinen yksikkö vertailtaessa eri tehoisia asfalttiasemia. Työssä tehtyjen laskujen tulokset kuvaavat käytännössä tapahtuvaa polttoaineen kulutusta asfalttiasemalla.

Laskujen tuloksina suurin energiankuluttaja oli kiviaineksen lämmitys alle viiden prosentin kiviaineskosteudella. Kiviaineksen kosteuden noustessa yli viiden prosentin suurin energiankuluttaja oli kosteuden haihduttaminen. Savukaasujen ja yli-ilman lämmittämisen lämpötilan laskeminen tuo vähäisiä säästöjä. Savukaasujen lämpötilan pudottamisessa ongelmaksi muodostuu kastepiste suodattimessa, joka vaihtelee lämpötilan ja ilman sisältämän kosteusprosentin mukaan.

Savukaasumittauksista työssä esitetään mittaustulosten redusointi eri happimäärille. Lisäksi on esitetty savukaasujen komponenttipäästöjen muuttaminen viranomaislupavaatimusten mukaiseen yksikköön.

In asphalt production the most energy is consumed to heating the aggregate and reducing the moisture. In the commissioner company, the heating energy is produced with the use of heavy fuel. The high market price of heavy fuel creates an incentive for investigating savings potential in the heating process. The aim for the thesis was to introduce the asphalt plant process and the energy balance in heating aggregate.

In order to illustrate the energy balance a modeling of physical phenomena for aggregate in dryer drum was required. The results of modeling enabled calculation of energy consumption per category. In addition, the thesis aimed to explore the qualifications of flue gases and the conversions required in comparisons and reporting of flue gases.

The thesis presents theoretical calculation models for energy and fuel consumption in the process for heating aggregate in dryer drum. The calculation models are applicable for exploring average energy consumption, temperatures and flue gases. The results, (which are) presented as energy and fuel consumption per ton, enable comparisons between asphalt plants of different capacities.

If the moisture of the aggregate is less than 5 %, the most energy is consumed to heating aggregate. In case the moisture of aggregate exceeds 5 %, the most energy is consumed in evaporating the moisture. Decreasing the heating temperature of flue gases and excess air only enables minor savings. Also, decreasing of heating temperature of flue gases raises issues with the condensation point in the filter which is variable to air temperature and the air moisture.

In reference to flue gases, the thesis provides an overview for measurement results with different oxygen quantities. In addition, the thesis presents the transformation of flue gases component emissions into a measure unit required for reporting to authorities.