浅析1500型沥青拌合楼燃烧系统改造

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  [摘要]2006年我原工作的单位,中标阿坝州一公路改建项目,全线近22公里,包括路基、桥梁、路面。2007年春进入路面施工,新购一套无锡产1500型沥青拌合楼,5月安装调试完成,6月进行了实验路的铺筑,温度和级配控制符合要求,沥青路面铺筑效果达到规范标准。进入下半年,特别是冬季施工,因燃料是煤,拌合设备的温度控制和产量就出现问题了。
  [关键词]沥青拌合;燃烧系统;改造
  一、经济性比较
  2006年我省公路建设已实行低价中标,该项工程中标价不理想。为了项目的施工成本受控,努力使工程项目完工后,有个好的经济成果,为此在选择拌合设备燃烧系统用什么燃料,进行了燃料成本分析比较。
  自动控制燃烧器发展至今已形成系列化如轻油机、重油机、煤机、气机、油气两用机等。燃烧器的合理选用及维护可节约大量资金并延长燃烧系统的寿命。近年来,面对油价上涨导致的利润减小,很多沥青拌和站商家都开始寻找合适的替代燃料以提高自己的竞争力。筑路机械由于其工况及使用场地的特殊因素,一直偏重于使用燃油类燃烧器。前几年多以轻油为主要燃料,但由于轻油价格持续上涨造成成本迅速提高,近几年来大都偏重于重油类燃烧器的使用,也出现了燃烧煤的燃烧器。现对煤、重油两种机型进行一次燃料成本预算对比以供参考。
  2007年上半年重油价格:2400元/t,煤的价格:500元/t。按照1500型拌合机所配的两种燃烧器,理论燃料消耗量为:烧煤燃烧器的额定耗煤量1200公斤/小时,拌合沥青混凝土产量100吨/小时,拌合一顿热料耗煤12公斤,金额为12×500÷1000=6元。烧重油燃烧器的额定耗油量7.5公斤/吨,拌合一顿热料耗重油7.5公斤,金额为7.5×2400÷1000=18元。该项目需铺筑沥青路面165000平方,需要拌合沥青混凝土35000吨,使用煤炭作燃料可以理论节约35000×(18-6)=420000元,显而易见烧煤是最经济的。
  二、沥青拌合设备选择
  从经济性角度,我们选择了烧煤的沥青拌合设备。从工期和工程量来讲,合同工期是2007年底,按照5月安装调试完成,6月正式铺筑路面,10月完工,有施工时间5个月。平均每个月铺筑沥青路面165000/5=33000平方,需要拌合沥青混凝土35000/5=7000吨。就每月需要完成的工程量来讲,购买一套1000型拌合设备就能满足使用,考虑到工地在阿坝,有近3000米的海拔高度,且为了以后更好使用,我们决定选择1500型较大的沥青拌合设备。型号:LB1500;形式:模块式、易组装、易解体、间歇式、全电脑操作;产量:90~120t/h;搅拌能力:1500kg/批次;操作:自動/半自动/手动/全电脑控制;装机容量:360kw;干燥滚筒炉子功率;1000万大卡。
  三、设备安装调试及使用
  4月初订货,月底发货,并进行场地平整,下基础。5月初进行安装,根据安装现场已打好的安装基础,和已到位的设备部件,在厂商技术人员的指导下,先安主楼基础件,再安与主楼相连接的干燥筒除尘和成品仓基础件,确保各部相应尺寸,然后将各部上层件按序安装。与主楼无严格尺寸要求的件可根据安装现场空间和货物到位情况现场定做。由于有厂家来人指导,安装工作十分顺利,下旬就完成主体安装,接下来进行管线连接和分部调试,6月初安装、调试、点火试车顺利完成。
  四、冬季使用出现的问题
  6月中旬按计划进行试验路的铺筑,时值气温高,当地植被一片绿色,氧气含量较丰富,拌合设备生产的沥青混合料出仓温度达到设定控制,各级料的配合比控制均在试验数据内。500米的试验路铺筑后,感观不错。色泽均匀、无花料、表面平整、缝隙小,经钻心取样,作密实度、渗水、含油量等测试,满足设计和规范要求。6、7、8三个月设备使用正常,施工进度有序并超计划完成,进入9月后因碎石材料供应不足,造成设备停产待料。10月高原的气温突然下降,早晨已出现霜冻,气温不到5度,恶劣的气候使设备工作时,温度提升慢,波动大,有花料出现,更严重的是级配料中有黑色粉料出现。
  五、燃烧系统改造
  为了按照合同工期并保证质量完成施工,经认真分析和技术论证,决定对燃烧系统进行技术改造。自动控制燃烧器可分为供风系统、燃料供给系统、控制系统、燃烧系统。
  (1)供风系统 燃料要完全燃烧须提供足够的氧气,不同的燃料有不同的风量要求,如0号柴油标准气压状态下每公斤油要完全燃烧须配送15.7m?/h的空气。热值为9550Kcal/Kg的重油要完全燃烧须配送15m?/h的空气。
  (2)燃料供给系统 燃料要完全燃烧须提有合理的燃烧空间和混合空间。燃料的输送方式可分为高压输送和低压输送。其中压力式雾化燃烧器采用高压输送方式,压力要求为15~28bar。转杯雾化燃烧器采用低压输送方式,压力要求为5~8bar。目前,筑路机械行业的燃料供给系统多采用高压输送方式。
  (3)控制系统 筑路机械行业由于其使用工况的特殊性均选用机械控制、比例调节方式的燃烧器。
  (4)燃烧系统 火焰的形状、燃烧的完全基本取决于燃烧系统。燃烧器火焰直径一般要求不大于1.6m,调节比较宽为好,一般设为1:4~1:6左右。火焰直径太大时会造成炉筒上形成严重积炭,过长的火焰则会导致尾气温度超标而损坏除尘布袋,也会将料烘焦或使料帘上沾满油污。以我单位1500型搅拌站为例:烘筒直径2.2m,长度7.7m,则火焰直径最大不能大于1.5m,火焰长度最好在2.5~4.5m内可任意调节。
  考虑高原和以后的使用,我们加强了供风系统,且改为经济性较好的重油自动控制燃烧器, 型号为:ZZQ-1500型重渣油燃烧器,该燃油系统采用ZZQ型是利用4-10kg/cm2燃油压力与8kg/cm2左右的压缩空气在特殊设计的喷嘴内相互剪切、变形,加速后在雾化室(气泡发生器)中产生大量的油包气的气泡流。当气泡在通过喷口时产生爆破雾化,从而产生更细的油雾。其雾化油滴平均直径≤25μm,它克服的是液体表面张力,而不是液体的粘度。由于工作压力低(4-10kg/cm2),油泵使用寿命长,生产一吨混合料燃油消耗小于5.2kg,燃烧器不挑油,设备运行故障低,特别适合于重油及重渣油的使用。主要增加了燃油预热系统,燃油储存罐,输油管线,燃烧器和控制系统。改造后重油为加热燃料的1500型沥青拌合楼,燃烧装置工作稳定,燃烧充分,升温快,出料温度控制满足使用要求。加热系统保养方便,只需每天清洗一次过滤器,不需停机保养。同时,拌料时间在气温达到较高的时候进行生产,中午连续作战,直到太阳西下时,我们才停止拌热料,有效的利用太阳的热能。通过改造和改变生产时间,达到了正常施工的要求,拌合的热料温度控制好,摊铺压实的沥青路面密实、渗水性等符合技术规范。
  六、结束语
  对1500型沥青拌合楼的加热系统进行的改造,用重油替代煤作为加热燃料,在高原冬季时节是完全可行的,是能很好满足特殊工况的使用。在改造后的使用中,对重油的预热温度必须控制在重油的闪点以下,即:105℃~110℃之间较为适宜,否则温度达到或超过其闪点值,可能引发火灾;燃烧器要保证合适的风油比;风压应定在(4.7~5)kpa之间。重油燃烧后的废气中含有一定的有害成分,特别是NO气体,直接排放会对环境造成污染。如果配置一套NO再循环装置,可减少NO尾气带来的环境污染。
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