瀝青拌和站油改煤應用技術分析

張志文

1 問題的提出

隨著公路建筑市場競爭越來越激烈，利潤空間日趨縮小，現(xiàn)代化施工、修筑、工藝技術的要求不斷提高，加上公路建設的投資、造價及成本費用也提出了相應嚴格的條件和要求。況且石油產品的持續(xù)上漲，燃燒油與柴油價格差價不是很大，價位參差不齊，而且燃燒油性能不是很穩(wěn)定。經(jīng)幾個路面施工后的機械成本分析，瀝青拌和站燃油費用約占機械成本的30%～40%。為了降低成本，增強經(jīng)濟效益，而燃油消耗成本是瀝青混凝土拌合設備運行費用中最主要的成分。燃油改煤的應用對黑色路面施工企業(yè)的生產成本提高有一定的影響。

為此通過各方面技術資料的整理和現(xiàn)場考察，針對嘉安路面工程對瀝青拌和場燃燒系統(tǒng)進行油改煤技術革新。

2 設備的技術性能要求

1)燃燒爐的發(fā)熱量與瀝青拌和站的生產能力及溫度要求相匹配，對骨料無任何污染;2)火焰形狀可調性好，火力控制簡便，且溫度變化均勻穩(wěn)定，一般在±5℃;3)燃燒充分熱效率高、節(jié)能，煙塵等各項指標排放符合環(huán)保要求;4)燃燒系統(tǒng)使用簡單，性能穩(wěn)定可靠，維修保養(yǎng)成本低，通用性強;5)點火容易，燃燒穩(wěn)定，升溫速度穩(wěn)定迅速，必須滿足相關要求。

3 可行性分析

1)采用0號柴油作為燃料。采用0號柴油作為燃料，燃燒可產生穩(wěn)定的火焰，已被施工單位廣泛采用。而且運用成熟，但成本很高。

2)采用天然氣作為燃料。采用天然氣作為燃料，受氣源影響較大且國家對氣體燃料保管的管制較為嚴格，運用不廣泛，安全性要求很高。

3)采用重油作為燃料。采用重油作為燃料，該方案也有許多施工單位采用。比較有爭議的是:重油含硫燃燒后產生SO2對除塵布袋影響及不完全燃燒產生的高濃度殘質粘附碎石后對瀝青混合料的影響存在爭議，有待進一步研究。

目前甘肅路橋公司已運用了該系統(tǒng)，重油在低溫時流動性差、燃燒不完全，含水量高，而且還含有小部分輕質油等質量問題，為達到理想的燃燒穩(wěn)定性，通常做法是對其加熱，這無疑增加了使用成本。使用重油后該機累計出料23萬t左右，布袋已基本報廢，布袋的使用時間遠低于布袋出料50萬t的設計壽命。

4)采用煙煤作為燃料。煙煤作為燃料的缺點是質量不穩(wěn)定，有的煤發(fā)熱值低、火焰不穩(wěn)定、溫度不宜控制，其次燃燒過程中產生的灰分進入干燥筒及對干燥筒的損傷比較嚴重。但其優(yōu)點是價格便宜，經(jīng)過對目前國內采用煙煤作為燃料的拌和樓考察，發(fā)現(xiàn)成功使用的案例不是少數(shù)。煙煤作為燃料的缺點是可以改進的，關鍵在燃燒爐的改進及采用先進加工技術對煙煤材料質量進行控制。

4 煤粉燃燒裝置組成及工作原理

結合遼筑LJW2000瀝青拌和站的特點，本油改煤技術采用RMF系列煤粉燃燒爐及磨煤噴粉機。煤粉燃燒爐及磨煤噴粉機的特點和LJW2000型瀝青拌和站的有機組合有利于提高煙煤的熱效率，使之在密閉的燃燒室內完全燃燒并形成穩(wěn)定的火焰。其組成包括燃燒爐堂、粉煤機和燃油引火系統(tǒng)。主要功能包括粉煤、粉煤輸送、送風、點燃和燃燒;根據(jù)溫度要求，隨時調整供煤量及風量，兩者最佳匹配可充分燃燒，提供足夠熱量。

燃油改煤技術應用中需注意的問題:

1)燃燒爐與磨煤噴粉機匹配的要求。燃燒爐與磨煤噴粉機匹配是由拌和樓產量決定的，產量大的拌和樓要求加熱量大，研磨噴粉機產量也要大。

2)煤質的要求。a.進料的粒徑小于15mm，而且經(jīng)研磨后粒度必須控制在200目左右(誤差±10%)。b.發(fā)熱量不小于5 500 kcal/kg，經(jīng)調查以大同煤為準。c.灰分不大于12%，灰分影響燃燒值，使發(fā)熱量降低，如果煤的含硫量高，爐膛易結渣，清渣難。d.揮發(fā)分不小于25%，揮發(fā)分達到時燃點升高，燃燒困難。e.含水量控制在3%～5%，水分過大，煤粉和空氣混合易結成團，影響燃燒。f.煤灰燃點不小于1 450℃。

3)場地的要求。a.高速公路施工多為野外作業(yè)，拌和場地多為臨時用地。在考慮場地布置時需留出足夠的場地供燃煤堆放。開工前備足用量，避免使用過程中進貨不及時或臨時進貨無法監(jiān)控引起質量波動。b.燃煤的存放需搭棚遮蓋，防止雨水淋泡。如果濕度過大則應烘干，煤中水分含量應少于5%。c.加強現(xiàn)場管理及環(huán)保措施，以提高其使用的廣泛性和前景。

4)其他需要調整的措施。a.煤粉燃燒產生灰分增多加大了除塵的工作量，建議調節(jié)風門增大除塵箱內負壓提高除塵效果，加強監(jiān)控力度防止出現(xiàn)排粉不及時。b.煤粉燃燒容易產生SO2使骨料酸性加大，建議石場骨料生產除塵時使用適當比例石灰水沖洗以增大骨料堿性。c.加防雨棚，防止爐頭磚遇到雨水發(fā)生爆裂導致燃燒爐報廢而無法使用。

5 經(jīng)濟效益分析

LJW2000燃燒裝置油改煤費用大約為17.7萬元。另購置兩臺燒煤導熱油爐約17萬元，現(xiàn)以甘肅路橋建設集團公司嘉安高速公路路面二標工程為例進行經(jīng)濟分析，嘉安路面二標拌和樓瀝青混合料總工作量是23萬余噸，其工期按120 d計算，按每噸混合料加熱柴油、重油及煤成本如表1所示。

表1 經(jīng)濟效益分析結果

1)柴油、重油及煤的單價按目前市場掛牌價。

2)柴油、重油及煤的單耗為甘肅路橋公司的經(jīng)驗數(shù)值(考慮河西地區(qū)多風干燥天氣材料含水量小的因素)。

到工程結束，LJW2000型拌和樓出料9萬 t，工期預計為120 d，人工工資50元/d，需增加6人輔助，主燃燒器電力容量增加50 kW，電費為0.8元/度，日工作10 h，耗電費用 4.8萬元，主燃燒器燃煤與燃柴油相比可節(jié)約247.76萬元，燃煤與燃重油相比可節(jié)約138.48萬元。一臺導熱油爐24 h需用柴油約為1 200 kg，而燒煤24 h僅需 2.5 t/臺，功率為20 kW，該項目有兩臺導熱油爐，投入使用70 d，可節(jié)省費用約70萬元，項目可直接節(jié)省費用208.48萬元左右，由此可見，只需投入一定的改裝費用瀝青拌和樓采用油改煤技術就可以取得很好的經(jīng)濟效益。

6 結語

瀝青混合料加熱燃油改煤技術是一門技巧性很強的技術，在我國公路建設市場使用效果參差不齊。從該項目燃油改煤成套技術使用情況來看，只要有優(yōu)質的燃煤及采用適合本拌和樓的燃燒爐及在使用前期對一些技術細節(jié)加以掌握，并增加研磨、燃燒設備部件的工作可靠性，使用效果相當樂觀。燃油改煤成套技術使用過程中積累了一定的經(jīng)驗、掌握了成熟的成套技術并取得了顯著的經(jīng)濟效益。