瀝青混合料拌合站中重油燃燒機(jī)的選型和應(yīng)用

1、瀝青混合料拌合站中重油燃燒機(jī)的選型和應(yīng)用近年來柴油價(jià)格持續(xù)上漲，給消耗大量柴油進(jìn)行骨料加熱的瀝青混合料生產(chǎn)帶來了很大的成 本壓力。對(duì)于以柴油為主要燃料的瀝青混合料拌合站來說，如果配置重、柴油兩用燃燒機(jī)和 重油供給系統(tǒng)，改用價(jià)格相對(duì)便宜的重油，將可能有效控制燃油成本。目前，市場(chǎng)上有不同 -近年來柴油價(jià)格持續(xù)上漲，給消耗大量柴油進(jìn)行骨料加熱的瀝青混合料生產(chǎn)帶來了 很大的成本壓力。對(duì)于以柴油為主要燃料的瀝青混合料拌合站來說，如果配置重、柴油兩用 燃燒機(jī)和重油供給系統(tǒng)，改用價(jià)格相對(duì)便宜的重油，將可能有效控制燃油成本。目前，市場(chǎng) 上有不同品牌、不同性能的重油燃燒機(jī)，在進(jìn)行配置選型或者改造直用的過程中，應(yīng)

2、該特別 注意以下幾個(gè)問題。重油的分類和選用。目前市場(chǎng)上重油的種類和供應(yīng)來源比較豐富，一般是按其流動(dòng) 性分成由低到高的不同牌號(hào)，牌號(hào)越高，運(yùn)動(dòng)粘度值越大，主要碳?xì)浠衔锏奶兼溇驮介L， 碳?xì)浔纫苍酱?，燃燒時(shí)需要吸收更多的蒸發(fā)熱，同時(shí)價(jià)格也越便宜。國內(nèi)市場(chǎng)上常見的180 號(hào)重油和380號(hào)重油是按ISO8217-2005標(biāo)準(zhǔn)分類的，即表示在50C時(shí)，運(yùn)動(dòng)粘度分別在 180mm2/s和380mm2/s以下。重油的其他主要技術(shù)指標(biāo)還包括含硫量、閃點(diǎn)、含水量等， 參見表1。國外其他分類標(biāo)準(zhǔn)還有英國BS2869標(biāo)準(zhǔn)、日本JIS的K2205-1980標(biāo)準(zhǔn)、美國 ASTMD396-80標(biāo)準(zhǔn)等。國產(chǎn)重油是根據(jù) 10

3、0C時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度來劃分的，按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SH/T0356-1996,常用的牌號(hào)有5號(hào)輕、5號(hào)重、6號(hào)和7號(hào)重油等。應(yīng)該盡量選擇技術(shù)參數(shù) 優(yōu)良的重油，這些指標(biāo)決定了重油的安全性和對(duì)環(huán)境的危害程度，否則燃燒過程中可能產(chǎn)生 刺激性氣味或者其它問題，不能確保達(dá)到空氣排放和環(huán)保要求。表1：按ISO8217-2005標(biāo)準(zhǔn)分類的幾種燃料油重油燃燒器的結(jié)構(gòu)形式和適用重油的范圍。隨著燃燒機(jī)技術(shù)的發(fā)展。重油燃燒器在 安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性等方面已經(jīng)有很大的進(jìn)步。市場(chǎng)上常見的重油燃燒器品牌， 國外的有日本的日工、意大利的ABS、美國的豪克等，國內(nèi)的有北京的帝吉博納、西安的 威萊特等。這些重油燃燒器一般由燃料供

4、給系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)、燃燒和控制系統(tǒng)組成，以分體 式為主，一般都具有可靠的點(diǎn)火前清掃、非正常熄火保護(hù)、燃?xì)獾蛪罕Ｗo(hù)、燃油低壓保護(hù)等 功能，以及重油保溫和升溫的自動(dòng)控制和安全保護(hù)功能。有的同時(shí)具備高壓電子點(diǎn)火機(jī)構(gòu)和 氣體二級(jí)點(diǎn)火機(jī)構(gòu)，具備噴射嘴前加熱裝置或者二流體噴嘴，有相互獨(dú)立的風(fēng)機(jī)電機(jī)和油泵 電機(jī)，有的甚至具有相互獨(dú)立的變頻調(diào)速器，燃燒效果好，能夠適用柴油、30號(hào)重油和180 號(hào)重油，甚至適用380號(hào)以上的重油，功率調(diào)節(jié)比一般為1： 41： 8,最大燃油燃燒量有 的達(dá)到3000kg/h。重油燃燒機(jī)的噴射機(jī)構(gòu)和霧化方式。目前，瀝青混凝土拌合機(jī)配套的重油燃燒機(jī)以 高壓噴射技術(shù)為主，其原理是通過高壓齒

5、輪泵或者螺桿泵，將燃油輸送到噴嘴后，噴射進(jìn)入 強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)的空氣中，進(jìn)行混合、燃燒。這種噴射機(jī)構(gòu)可以采用中心噴射孔形式，也可以采用 圓環(huán)噴射端面形式，噴射壓力一般在1.53.0MPa左右。第一種噴射結(jié)構(gòu)是頂針和噴射孔結(jié) 構(gòu)，依靠調(diào)整油壓和調(diào)節(jié)頂針與渦流噴射孔的間隙得到更加寬廣、穩(wěn)定的燃油量調(diào)節(jié)范圍， 具有結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、霧化均勻、易耗品較少的特點(diǎn)，比較適用于顆粒大小均勻的低牌 號(hào)燃油。第二種噴射結(jié)構(gòu)是用一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的圓錐形轉(zhuǎn)子代替頂針，用圓錐形定子腔代替噴 射孔，構(gòu)成一個(gè)研磨機(jī)構(gòu)，一些粒徑在150pm以上的燃油顆粒經(jīng)過這個(gè)研磨機(jī)構(gòu)后，變成 50pm左右的顆粒，再經(jīng)過圓環(huán)式的噴射端面進(jìn)入強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)

6、、燃燒的空氣，在高溫受熱后很 容易破裂成為10pm左右的顆粒，霧化和燃燒效果很好。這種噴射結(jié)構(gòu)主要依靠燃油壓力和 錐面問隙的變化來調(diào)節(jié)燃油量，制造和加工精度較高，特別適用于重油、渣油。目前，國內(nèi) 外市場(chǎng)上還有一種介質(zhì)霧化技術(shù)，其原理是利用燃油和壓縮氣體進(jìn)行預(yù)先混合，借助壓縮氣 體的高速噴射和膨脹特性，加速燃油的流動(dòng)，再噴射第二次進(jìn)入空氣，進(jìn)行霧化。第一種結(jié) 構(gòu)在噴射孔或者噴射圓環(huán)端面前增加一一個(gè)管腔，壓縮氣體從圓周上48個(gè)均布的入口沿 著切線方向噴射進(jìn)入，燃油在經(jīng)過這個(gè)旋轉(zhuǎn)渦流時(shí)，隨著壓縮氣體的噴射、膨脹完成預(yù)先混 合，最后離開噴射裝置，第二次進(jìn)入強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)的空氣。第二種結(jié)構(gòu)是在噴嘴座里增加一個(gè)

7、混 合管腔，燃油和壓縮氣體分別從管壁上24列均布的小孔進(jìn)人混合管腔，壓縮氣體一邊填 充燃油顆粒之間的間隙，一邊攜帶著燃油顆粒經(jīng)過中心噴射孔或者圓環(huán)式噴射端面離開噴射 裝置，第二次進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的空氣中，由于這種燃油顆粒會(huì)跟隨空氣一起膨脹，所以也叫做“空 氣爆炸式”。這種空氣預(yù)先混合技術(shù)，能夠使霧化顆粒更加均勻，能夠適應(yīng)流動(dòng)性比較差的 燃料，比如380號(hào)重油等。目前，國內(nèi)的瀝青混合料拌合站的廠家也開始陸續(xù)配用這種重油 燃燒機(jī)。重油燃燒機(jī)的給風(fēng)系統(tǒng)。一般來講，要完全燃燒重油需要更多的空氣量，如在標(biāo)準(zhǔn)氣壓 狀態(tài)下，完全燃燒1kg的柴油大約需要配送15m3的空氣。以2000型拌合站為例，每小時(shí) 產(chǎn)量為160

8、t，每噸產(chǎn)品消耗重油以7kg計(jì)算，那么每小時(shí)消耗重油為1120kg，給風(fēng)機(jī)每小 時(shí)的配給風(fēng)量應(yīng)該為1.68萬m3。對(duì)燃燒區(qū)而言，保持適當(dāng)?shù)膲毫τ欣诳s短燃油著火延時(shí) 時(shí)間，延長加熱時(shí)間，提高加熱效率?？諝饨?jīng)過節(jié)風(fēng)門和穩(wěn)焰盤后，能夠保持穩(wěn)定流量和壓 力，壓力一般為3000Pa左右。壓力太高，火焰過長，會(huì)增加布袋除塵機(jī)構(gòu)功率，或者導(dǎo)致 尾氣溫度偏高，損害除塵布袋；壓力太低，火焰直徑太大，會(huì)造成回火，導(dǎo)致滾筒前段的端 蓋和撥料襯板過熱，或者滾筒上形成嚴(yán)重積炭等。穩(wěn)焰盤一般做成徑向發(fā)散斜面出風(fēng)口，空 氣流經(jīng)時(shí)能夠形成強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)的渦流，加強(qiáng)了燃油顆粒沿軸向和徑向繼續(xù)擴(kuò)散和混合。穩(wěn)焰盤 越靠近燃燒區(qū)，噴射機(jī)

9、構(gòu)近旁的小環(huán)流燃燒區(qū)就越小，火焰整體也就越短粗。也有一種沿同 心圓周均布圓孔的穩(wěn)焰盤，風(fēng)阻大，有利于點(diǎn)火，但是這種穩(wěn)焰盤一般需要較高的風(fēng)壓，需 要配用大功率給風(fēng)機(jī)，一旦給風(fēng)機(jī)風(fēng)壓減小或者引風(fēng)量減小時(shí)，近旁的小環(huán)流燃燒區(qū)就會(huì)增 大，容易導(dǎo)致穩(wěn)焰盤高溫受熱變形。改善燃燒機(jī)的霧化和燃燒效果，提高匹配性能?；鹧娴男螤?、燃燒的效果基本取決 于噴射機(jī)構(gòu)、空氣燃油調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和布袋除塵系統(tǒng)的匹配效果。比如2000型的烘干筒直徑為 2.2m，長7.5m，則火焰直徑一般為1.5m左右，火焰長度可以在2.54.0m內(nèi)任意調(diào)節(jié)。空 氣燃油比例調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以采用機(jī)械式、液壓式或者調(diào)速電機(jī)式，應(yīng)確保在燃燒量調(diào)節(jié)范圍內(nèi)， 空氣

10、供給調(diào)節(jié)合理，保證燃油的燃燒效果。判斷供給空氣量是否足夠，重油噴霧、燃燒是否 良好，可以根據(jù)煙氣監(jiān)測(cè)儀器來監(jiān)測(cè)：如果測(cè)得剩余氧氣在5%以下，CO含量在100PPm 以內(nèi)，可以認(rèn)為接近完全燃燒。簡單、實(shí)用的方法是依靠觀察火焰的顏色和形狀來判斷空氣 是否足夠，燃燒是否完全：接近完全正常燃燒時(shí)，火焰中心溫度較低，輝度較小，為淡橙色； 火焰外圍是強(qiáng)烈燃燒區(qū)，熱輻射強(qiáng)烈，輝度較大。顏色白亮；同時(shí)，外圍沒有雪片狀火星， 排氣沒有黑煙。瀝青混合料拌合站都具有一個(gè)布袋除塵系統(tǒng)和引風(fēng)機(jī)，其名義處理風(fēng)量一般 是燃燒機(jī)給風(fēng)量的36倍。在生產(chǎn)過程中，重油燃燒機(jī)增加或減少燃油和空氣量時(shí)，除塵 系統(tǒng)根據(jù)燃燒機(jī)一端烘于筒的

11、負(fù)壓狀況來增加和減少引風(fēng)量。在給風(fēng)機(jī)和布袋除塵系統(tǒng)的匹 配下，燃燒機(jī)一端烘干筒的活動(dòng)端面處于負(fù)壓狀態(tài)，一般比大氣壓低1000Pa左右。精確、 穩(wěn)定的匹配是骨料升溫控制和提高加熱效率的關(guān)鍵，也是盡量減小給風(fēng)機(jī)和除塵布袋機(jī)構(gòu)能耗的關(guān)鍵。重油供給系統(tǒng)和加熱安全。重油在使用前應(yīng)該進(jìn)行升溫脫水，否則管路中可能形成 大量水蒸氣積聚，容易造成供油壓力不穩(wěn)定，產(chǎn)生霧化、燃燒不完全現(xiàn)象，甚至中途熄火。 根據(jù)重油的粘度溫度曲線，重油一般保溫和加熱溫度在50110C左右。比如，380號(hào)重油 升溫脫水后，保溫溫度設(shè)置在80C左右，噴射機(jī)構(gòu)前的快速加熱溫度可以設(shè)置在110C左右， 這樣既安全又節(jié)能。因?yàn)橹赜烷_口閃點(diǎn)是1

12、30C，加熱溫度應(yīng)該盡量保證比開口閃點(diǎn)低20C 左右，避免產(chǎn)生火警。同時(shí)，加熱溫度太高，可能會(huì)出現(xiàn)結(jié)焦、堵塞噴嘴的情況。重油供給 系統(tǒng)應(yīng)該與柴油供給系統(tǒng)并聯(lián)，并且可以互相切換。利用這種設(shè)計(jì)能夠增加重油燃燒機(jī)的安 全性和可靠性，開機(jī)時(shí)能夠用液化氣點(diǎn)火，引燃柴油，待柴油燃燒穩(wěn)定后再切換成重油，并 在每一次停機(jī)前的10min切換成柴油，這樣就可以利用柴油清洗噴嘴和管路，為下次燃燒 做好準(zhǔn)備。此外，如果由于重油供給系統(tǒng)、環(huán)保等原因暫停使用重油時(shí)，可以依靠柴油供給 系統(tǒng)維持生產(chǎn)。瀝青混合料拌合站重、柴油燃燒機(jī)供油系統(tǒng)參見圖1。圖1：瀝青混合料拌合站重、柴油供油系統(tǒng)示意圖使用過程中應(yīng)該注意安全保護(hù)措施和減少環(huán)境危害。在重油燃燒器的使用過程中，操 作者應(yīng)該遵守操作規(guī)程，采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，避免直接接觸處于高溫高壓下的燃油，防止 重油泄漏、爆燃和火災(zāi)的發(fā)生。給風(fēng)機(jī)是噪(7)使用過程中應(yīng)該注意安全保護(hù)措施和減少環(huán)境危害。在重油燃燒器的使用過程中， 操作者應(yīng)該遵守操作規(guī)程，采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，避免直接接觸處于高溫高壓下的燃油，防 止重油泄漏、爆燃和火災(zāi)