沥青拌合站煤粉加热在沥青混合料中的应用

沥青拌合站煤粉加热在沥青混合料中的应用

王岩

中交一公局第三工程有限公司北京101102

摘要：随着地球上能源的日趋减少，原油的需求量日趋紧张。燃煤在加热沥青混凝土过程中，对在其设备中的用处得到了大家的广泛关注。煤在沥青混凝土搅拌设备中的应用已逐渐引起人们的重视。本文以河南省登封至汝州高速公路第五项目部沥青拌合站为依托，从煤粉加热的可行性分析、工作原理、选用标准、经济效益出发，分析了煤粉加热的优越性和可行性。最后讨论了煤粉在加热过程中应注意的一系列问题。

关键词：沥青拌和设备；煤粉燃烧器；可性行

新技术、新设备、新工艺、新材料的产生是促进高速公路快速发展的推动剂。登汝高速高度重视高速公路建设科技创新，依托实际工程，积极开展科技项目研究工作,大力推广在工程实践中的操作应用，全面提升登汝高速整体建设品质，确保各项工作扎实稳步开展。

长期以来，国内外沥青加热过程中，使用液体燃料的燃烧设备，混合设备渣油、重油、柴油，由于它们的燃烧温度影响范围很小，燃烧充分，热效率产能大，操作便捷，一直广泛应用到沥青混合料的搅拌设备并深受大家的认可。随着地球上能源的日趋减少，原油的需求量日趋紧张。燃煤在加热沥青混凝土过程中，对在其设备中的用处得到了大家的广泛关注。根据国内外相关资料，使用燃煤装置后，燃料成本可节约70%～80%，并且性能可达到了高强度短焰油装置的水平。中国是原煤资源丰富，煤被广泛应用在工业和日常生活中。随着国民生活水平的提高，大家对能源的需求也会增加。节能等一系列问题在工程建设中引起了广泛关注。

登汝高速第五项目部沥青拌合站采用江苏林泰格CSM4000型间歇式拌和机，额定产量：320t/h；冷料仓数量：5个；热料仓数量：6个；振动筛数量：5个，采用微机全自动控制，落料差自动补偿，二次布袋除尘设施。本项目上面层混合料69776.7吨，中面层混合料104665.1吨，下面层混合料117987.3吨。本项目沥青拌合站沥青混合料采用煤粉燃烧加热，用空气喷入炉内燃烧，它具有燃烧稳定、燃尽快、热效率高、劳动强度低等优点。

1.煤粉加热可行性分析

1.1采用0#柴油作为燃料

采用0#柴油作为燃料产生的火焰比较稳定，很多施工单位都能够认可使用，，技术得到了很好的应用。

1.2采用天然气或煤气作为燃料

天然气和天然气资源丰富，但有工业天然气或天然气供应不稳定，有可能在生产中突然中断天然气，而使用天然气的燃料，影响的来源，和国家的燃料气体储存控制更苛刻，不要广泛使用。

1.3采用重油作为燃料

重油作为燃料，该方案也被许多施工单位采用。但重油中的硫会在燃烧后产生SO2，从而影响尘袋。同时，不完全燃烧产生的高浓度残留粘结碎石对沥青混合料没有影响，有待进一步研究。稠油低温流动性差。燃烧不完整，质量不稳定。一套布袋在混合站价值超过10000元，致使所需成本增大了不少。其次，在使用中也是经常性更换，连正常设计寿命不到一半。

1.4采用煤粉作为燃料

1.4.1成本方面

中国油少煤多炭，全国各地都有优质的煤炭，而油价格的上涨，煤粉燃烧器的使用可以大大节约成本。

1.4.2结构方面

在加热过程中，重油在容器中被持续升温，但整框架结构便于理解，易于后期维护。因此，煤燃烧器的前景是光明的。

1.4.3燃烧器成本

这两种燃烧器从价格相比，购买煤粉燃烧器的价格要比重油燃烧器低得多。

结合项目实际，我项目决定采用煤粉进行沥青混合料加热。

2.普通沥青料在煤粉燃烧器加热中的相关应用

2.1煤粉燃烧器的设置与选用

燃烧器是沥青料搅拌站干燥和升温系统的能源，是在沥青料搅拌过程中的重要组成部分，其运行费用是搅拌站运行过程中的重要组成。沥青混合料的成品状态、生产能力和成本取决于燃烧器的整体。因此，选择合适的燃烧器是非常必要的，从而降低了生产成本，对环境污染也得到了控制。

燃烧器的选型应从燃烧器的价格、加热燃料的种类、材料的温度，以及环境保护中，综合考虑。燃烧器的质量主要体现在点火方式便捷、燃烧充分、节能环保等问题。

传统的燃烧器采用火焰直接加热骨料，煤粉燃烧器是我的项目的火焰辐射传热和对流传热气体与燃烧器的火焰加热骨料之间，短而粗，可以保证充分燃烧，且燃烧区将不会占用太多的长度的圆筒，燃烧条件是好的。如果火焰又短又厚，燃料就可以完全汽化，这样燃烧就可以产生大量的热量，而聚合则可以通过辐射和对流来加热。如果火焰太长，排烟温度会过高，从而降低排烟热效率。

2.2煤粉燃烧器的工作原理

煤粉燃烧装置的主要由三个部分组成，燃煤的粒度小于15毫米的煤粉粉碎后，经过金属管道喷嘴喷入炉内，燃烧的点火系统，风机通过风管的炉盖旋转炉运转，与风旋转的前壁，高温烟气流夹带和煤粉燃烧火焰温度能强，在煤粉火焰和容器内接触流动分离，从而避免炉渣炉体内壁，并通过前门在环形管进入大门，通过风道出口进入煤粉火焰，加热博士混合煤不烧入沥青混合料搅拌机，烘干冷砂石料。

2.3燃烧器的工作流程

煤粉燃烧装置简图

煤粉燃烧装置简图

煤粉燃烧装置如上图所示，料斗、刮板给煤机、磨煤机、煤粉分离器的厚度、空气管道与预燃室组件。工作流程如下：将大小在15mm以下的煤料斗加入1刮板给煤机在料斗2下将一定量的煤在磨煤机的4，煤炭的数量可以根据需要进行调整，通过煤磨用风扇吹煤厚粗煤粉分离器3，重力流回到磨煤机磨一遍，煤粉通过输送管5喷入燃烧室6。

2.4煤粉燃烧器特点

本项目的燃煤燃烧器具备的相关特点如下：

1、整体性好、系统完善、使用方便

除了在预燃室和管道的全套组合在同一底盘结构简单，整体性好的优点，方便现场转移搬运，安装方便，使用预燃室和煤在固定连接导管可以投入运行的研磨装置。

给煤——磨煤——粗细分离——预燃室制度完善，工作只要煤炭漏斗可以添加到点火的正常运行，使用方便。

2、磨煤细度好

磨煤机采用冲击板和风扇分离的结构，主轴转速高，冲击速度65m/s，煤粉磨后经粗细分离器分离出粗煤粉，粗粉回到磨煤机再次粉碎，因而排出煤粉细度好，用200目筛子（0.074mm）测定，筛上残留量＜10%。由于煤粉细度好，点火便捷，火焰稳定，燃烧效果好。粉碎机的结构由冲击板和风机隔开。磨煤机主轴转速高，冲击速度为65米/秒，粗粉与粗粉分离器分离粗粉，粗粉再回到磨煤机，细粉排出，200目筛（0.074mm）用于测定。筛上残留量＜10%。由于煤粉的细度好，点火便捷，火焰稳定，燃烧效果好。

粗细分离器采用结构简单的重力分离，煤粉气流垂直上升时，降低气流的速度使粗粒煤粉降落，通过改变通道截面积方法调整气流速度来改变煤粉的粗细。

3、预燃室的结构简单

预燃室筒体两端是锥形的，有耐火材料，内表面光洁度无死角，结构简单，体积小，光束旋转进入预燃室，形成涡流强度和两个切向风速供粉、火焰稳定、少渣。

4、预燃室装置有燃油喷嘴

预燃室装置的燃料喷嘴煤粉点火，燃料燃烧3分钟2~煤粉点火后，方便。

燃油喷嘴的另一功用是助燃。燃用劣质煤时，由于燃烧性能差、燃烧不稳定，可采用燃料喷射器辅助燃烧和适当燃烧，以确保低质煤的稳定燃烧，使混合料达到一定的温度。从而扩大了煤粉燃烧的范围，部分煤粉炉的缺陷只能用优质煤粉燃烧。

3.采用煤粉加热应注意的要点

3.1煤质的要求

煤粉燃烧过程中主要是以确保其充分燃烧。粉燃烧不充分不单单会增大原材料的消耗，并且对机器设备运行也有影响。根据我项目煤粉加热实践经验，推荐指标如下:进料的直径[15毫米，而且经碾碎后直度需要控制在200目上下；发热量≧6500kcal/kg；灰份＜6%，灰分燃烧值的影响，造成低热、炉渣、高硫渣；挥发度应大于30%，挥发性低光增加，不适宜燃烧；煤灰燃点≧1450℃。

3.2场地要求

从项目建设的角度看，必须注意的问题如下：第一，高速公路建设大多是野外施工。沥青搅拌站大多是临时用地。当我们考虑场地的布局时，我们必须留出足够的空间来放煤堆。在开始供应量充足之前，要减少过程中购买不及时的购买行为。其次，煤炭储存要架设雨棚盖、气泡，如果湿度太大不能烘干，煤的含水量要大于5%，便与其充分燃烧。

4.进一步改进之处

首先，粉尘污染较严重。在施工场地内使用煤粉燃烧器时，应使用湿式除尘，以降低环境污染。其次，煤粉燃烧器存在调节比限制、温度控制精度不高、预热、停机时间长、冷却时间长、温度控制时间较短等缺点，较难准确掌握烘干温度。最后，要预防异物进入机内，造成设备的不正常运转。

参考文献

[1]沥青搅拌设备燃烧性能分析筑路机械与施工机械化谢丽洋，李伟张表现的分析，宣欣翔

[2]沥青混合燃料煤技术研究和施工机械设备的徐春慧，增丽文应用设备改造，徐永刚

[3]燃煤燃烧装置经济性分析河南陆德筑机股份有限公司