ASTEC-50沥青拌和楼燃油改煤技术的应用研究

1 问题的提出 　　Aastec-50沥青拌和楼是广东省长大公路工程公司于2002年引进的美国产的间歇式、连续式两用的沥青混凝土专用拌合设备，其产量为间歇式 360t/h，是目前亚洲产量最高、技术最先进的沥青搅拌设备。经过该公司技术人员的的努力后已成熟地运用于广惠高速公路、广珠西高速公路等路面工程中并取得了良好的效益。 　　近年来，由于高速公路建筑市场竞争越来越激烈，市场利润空间日趋缩小，高等级公路施工中，不但对现代化施工、修筑技术要求不断提高，而且对公路建设的投资、造价及成本费用也提出了相应的条件和严格的要求。对一个施工企业来说，不但要严把质量关、确保工程进度、满足业主的各项合理要求而且要想尽千方百计降低生产成本确保自身的合理利润以维持公司的正常运转。许多企业因生产成本无法降低而退出市场已经屡见不鲜。分析几个路面施工的机械成本中，沥青拌和楼燃油约占机械成本的30～40%。加上近年来，石油产品中柴油的持续上涨，这对于黑色路面施工企业的生产成本提高有直接的影响。 　　如何降低工程施工成本，其中包括机械成本是施工单位首要考虑的问题。沥青路面修筑中所涉及的各种配套机械中沥青混凝土拌合设备所占的投资比重最大。燃油消耗成本是沥青混凝土拌合设备运行费用中最主要的成份。特别是近几年燃油价格持续上涨，燃油成本在沥青混凝土拌合设备中的比重还会进一步加大。这给工程施工单位提出了一个非常重要又十分现实的问题。能否通过技术改进寻找燃油替代品，达到同样的加热效果从而大大降低机械使用成本进而降低施工企业的生产成本提高利润率确保企业的竞争力是非常重要的、关系到企业生死存亡的重要课题。 　　2 混合骨料加热对燃料的要求 　　要求燃料燃烧后能使温度升高到合适的温度并对骨料不造成污染。 　　3 可行性分析 　　为了解决这个问题，通过对目前国内外同行在这方面做法的分析：存在如下几种情况： 　　3.1 采用0#柴油作为燃料 　　采用0#柴油作为燃料。燃烧可产生稳定的火焰，已被施工单位广泛采用。而且运用成熟。 　　3.2 采用天然气作为燃料 　　采用天然气作为燃料, 受气源影响较大且国家对气体燃料保管的管制较为严格。运用不广泛。 　　3.3 采用煤气作为燃料 　　采用煤气作为燃料, 运用不广泛（原因同“3.2”）。 　　3.4 采用重油作为燃料 　　采用重油作为燃料, 该方案也有许多施工单位采用。比较有争议的是：重油的含硫燃烧后产生SO2对除尘布袋影响及不完全燃烧产生的高浓度残质粘附碎石后对沥青混合料的影响存在争议，有待进一步研究。 　　目前长大公司已采购了该系统，从几个工地使用情况来看不甚理想。重油在低温时流动性差、燃烧不完全且质量不稳定。为达到理想的低温流动性，通常做法是往重油里勾兑1/3柴油，这无疑增加了使用成本。使用重油后该机累计出料15万吨，但已更换了一套布袋，布袋的使用时间远低于布袋出料50万吨的设计寿命。 　　3.5 采用烟煤作为燃料 　　烟煤作为燃料的缺点是质量不稳定,有的煤发热值低、火焰不稳定、温度不宜控制,其次燃烧过程中产生的灰份进入干燥筒。但其优点是价格便宜，但经过对目前国内外采用烟煤作为燃料的拌和楼考察，发现成功使用的案例不是少数。烟煤作为燃料的缺点是可以改进的，关键在燃烧炉的改进及采用先进加工技术对烟煤材料质量进行控制。 　　4 研磨、燃烧设备及工作原理 　　结合Aastec-50沥青拌和楼的特点，本油改煤技术准备采用RMF系列煤粉燃烧炉及磨煤喷粉机。煤粉燃烧炉及磨煤喷粉机的特点和Aastec-50的有机组合有利于提高烟煤的热效率，使之在密闭的燃烧室内完全燃烧并形成稳定的螺旋状的火焰。 　　4.1 燃烧炉 　　4.2 磨煤喷粉机 　　4.3 工作原理 　　（1）燃烧炉 　　其燃烧过程是:打开柴油控制阀，柴油先期燃烧提高燃烧炉温度，然后再打开煤量控制阀，煤粉通过煤粉管道进入炉膛内初燃→加大剂量骤燃→（大风大煤）骤燃→发出大量热→挥发水分、灰份→部分沉积炉渣（部分进入滚筒）。 　　煤粉进入炉堂前由柴油燃烧将燃烧炉烧热，给后续煤粉的燃烧提供合适的温度。一次风管来风（内风）和煤粉充分混合初燃并产生CO，二次来风通过的风口小、风压大，在炉堂二次燃烧区产生高速环流使之充分燃烧，提高了热效率。炉内中心温度可达1000℃～1200℃。 　　（2）磨煤喷粉机 　　磨煤喷粉机集磨煤与离心送风于一体的多功能设备。是一种无级调速式高压型磨煤喷粉机，用于粉碎粒径小于15mm煤块，并将煤粉和送风在输送管道里面混合为煤粉在炉膛内充分燃烧提供条件。 　　5 燃油改煤技术应用中需注意的问题 　　5.1 燃烧炉与磨煤喷粉机匹配的要求 　　燃烧炉与磨煤喷粉机匹配是由拌和楼产量决定的,产量大的拌和楼要求加热量大,研磨喷粉机产量也要大。 　　Aastec沥青拌和楼燃油改煤成套技术中原设计使用一台燃烧炉及三台磨煤喷粉机，实际效果来看，使用上四台磨煤喷粉机为佳。 　　5.2 煤质的要求 　　为确保燃烧火焰的质量，必须对煤质作相应的要求，具体指标如下： 　　（1）进料的粒径<15mm，而且经研磨后粒度必须控制在200目左右（误差±10%）。 　　（2）发热量≥5500kcal/kg，经调查以大同煤为准。 　　（3）灰份≤12%，灰份影响燃烧值，是发热量降低，炉渣的含硫高，清渣难。 　　（4）挥发份≥25%，挥发份达到时燃点升高，燃烧困难。 　　（5）含水量控制在3~5%，水分过大，煤粉和空气混合已结成团，影响燃烧。 　　（6）煤灰燃点≥1450℃。 　　5.2 场地的要求 　　从燃油改煤技术在几个高速公路工地使用情况来看场地方面必需注意如下问题: 　　（1）高速公路施工多为野外作业,拌和场地多为临时用地。在考虑场地布置时需留出足够的场地供燃煤堆放。开工前备足用量，避免使用过程中进货不及时或临时进货无法监控引起质量波动。 　　（2）燃煤的存放需搭棚遮盖，防止雨水淋泡。如果湿度过大则应烘干，煤中水份含量应少于5%。 　　5.3 其它需要调整的措施 　　（1）煤粉燃烧产生灰份增多加大了除尘的工作量,建议调节风门增大除尘箱内负压提高除尘效果，加强监控力度防止出现排粉不及时。 　　（2）煤粉燃烧容易产生SO2使骨料酸性加大，建议石场骨料生产除尘时使用水灰比为9：1的石灰水冲洗以增大骨料碱性。 　　（3）煤粉燃烧炉炉头砖采用耐高温浇铸料成型，浇铸体十分致密，初次使用煤粉燃烧 炉时必须使用木柴或煤炭进行烘烤，把浇铸体中的水分脱掉。烘烤方法如下： 以25℃/小时 升至110℃保温6个小时以上；以40℃/小时 升至400℃保温6个小时以上。 烘烤时一定要严格控制温度，禁止升温过快，否则炉头砖寿命大 大缩短，甚至发生爆裂导致燃烧炉报废而无法使用。 　　6 经济效益分析 　　Astec-50燃烧装置油改煤费用大约为40万元。现以广东省长大公路工程公司第三分公司河龙高速公路路面八标工程为例进行经济分析，河龙路面八标拌和楼沥青混合料总工作量是16万吨，按每吨混合料加热 柴油、重油及煤成本如表3所示： 　　*柴油、重油及煤的单价按目前市场挂牌价。 　　*柴油、重油及煤的单耗为长大公路公司的经验数值（考虑广东多雨天气材料含水量大因素）。 到工程结束，燃煤与燃柴油相比可节约350.4万元，燃煤与燃重油相比可节约171.2万元。由此可见，只需投入一定的改装费用沥青拌和楼采用油改煤技术可以取得很好的经济效益。 　　7 结　论 　　沥青混合料加热燃油改煤技术是一门技巧性很强的技术，在我国许多省市都进行了有益的偿试，但使用效果参差不齐。从Aastec-50沥青拌和楼燃油改煤成套技术使用情况来看，只要有优质的燃煤及采用适合本拌合楼的燃烧炉及在使用前期对一些技术细节加于掌握，并增加研磨、燃烧设备部件的工作可靠性，使用效果是相当令人满意的。 　　Aastec-50沥青拌和楼燃油改煤成套技术使用过程中积累了丰富的经验、掌握了成熟的成套技术并取得了明显的经济效益。 　　本文对燃油改煤技术进行探讨主要是看重其具有良好的经济效益和广泛应用前景。 　　　　　　　　　　　　　参考文献 1.沥青拌合设备综合资料 2001.5 美国ASTEC机械有限公司 2.现代工程机械1997.5 交通出版社李万莉等 3.德国teltomat-200sm半移动式沥青搅拌站性能分析 2002.10 公路与汽运 徐春惠 曾利文等 信息来源于：中国工程机械网