瀝青混合料攪拌站調(diào)試要點探究

摘要 瀝青混合料攪拌站的調(diào)試對設(shè)備的后期使用效果影響較大，調(diào)試不能僅依賴設(shè)備廠家調(diào)試人員。攪拌站管理人員在生產(chǎn)前除了對生產(chǎn)部件的動作及功能進(jìn)行調(diào)試外，還應(yīng)對一些關(guān)鍵部件進(jìn)行試驗和預(yù)處理。該文就生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的導(dǎo)熱管道泄漏、鍋爐事故、計量不準(zhǔn)、布袋結(jié)露等現(xiàn)象進(jìn)行逐一探討，在查閱大量規(guī)范和參考文件的基礎(chǔ)上，提出有效的解決措施。

關(guān)鍵詞 攪拌站；導(dǎo)熱油管道；有機(jī)熱載體；計量標(biāo)定；除塵布袋

中圖分類號 U415 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）23-0119-04

0 引言

瀝青混合料攪拌站是一種由計量傳感系統(tǒng)、有機(jī)熱載體鍋爐、篩分系統(tǒng)等組合而成的專用設(shè)備，涉及特種設(shè)備、工業(yè)管道、計量傳感、工業(yè)除塵、空氣熱力學(xué)等多行業(yè)知識，對從業(yè)人員的知識水平要求比較高。大多數(shù)瀝青混合料攪拌站的管理人員和操作人員知識儲備較少，只會簡單的設(shè)備操作與維修，對于如何調(diào)試設(shè)備不太了解。瀝青混合料攪拌站的調(diào)試一般由設(shè)備廠家完成，調(diào)試人員只對生產(chǎn)部件動作及功能進(jìn)行調(diào)試，對于如何在調(diào)試中提高設(shè)備的計量精度、延長設(shè)備的使用壽命和降低設(shè)備事故率不太了解。

該文在多個瀝青混合料攪拌站調(diào)試經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，通過查閱大量規(guī)范和參考文獻(xiàn)，著重介紹瀝青混合料攪拌站的調(diào)試中容易忽略的事項，包括導(dǎo)熱油管道試驗、鍋爐調(diào)試、計量系統(tǒng)調(diào)試、除塵布袋預(yù)處理等。

1 導(dǎo)熱油管道試驗

導(dǎo)熱油通過有機(jī)熱載體鍋爐的循環(huán)泵進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)，其管道工作壓力一般為0.8 MPa，最高工作溫度180℃。如管道中混有雜質(zhì)，會導(dǎo)致導(dǎo)熱油流動受阻、循環(huán)泵受損或壓力傳感器失靈，而管道承壓能力不足則會引起導(dǎo)熱油泄漏。

瀝青混合料攪拌站在交工調(diào)試時，一般都不進(jìn)行導(dǎo)熱油管道試驗。瀝青混合料攪拌站的導(dǎo)熱油管道、管道連接件、瀝青罐等都由配套廠家生產(chǎn)，質(zhì)量參差不齊，部分配套廠家為了節(jié)省成本，甚至不用規(guī)范要求的承壓無縫鋼管制作導(dǎo)熱油管。生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生導(dǎo)熱油管道事故，2013年中交某海外項目瀝青攪拌站的導(dǎo)熱油管道在工作中由于承壓能力不足而開裂，導(dǎo)熱油溢出導(dǎo)致25 t瀝青報廢。

為了避免后續(xù)生產(chǎn)中出現(xiàn)類似的問題，對導(dǎo)熱油管進(jìn)行吹掃、壓力試驗、滲漏性試驗是十分必要的。

1.1 管道吹掃試驗

管道吹掃的目的在于清除管道在制作、運(yùn)輸和安裝過程中的鐵銹、水分、塵土等雜物。管道吹掃一般采取水清掃或空氣吹掃。由于水對導(dǎo)熱油的影響較大，同時瀝青混合料攪拌站具有實施空氣吹掃的空壓機(jī)和壓縮機(jī)，因此可以采用空氣吹掃，吹掃壓力為管道的設(shè)計工作壓力[1]。

管道吹掃前，需將系統(tǒng)內(nèi)的壓力表、噴嘴、濾網(wǎng)、節(jié)流閥、止回閥、泵體等輔件暫時拆除，并用封頭替代或作為吹掃出口，待管道吹掃合格后重新復(fù)位。

吹掃系統(tǒng)容積大、管線長、口徑大，攪拌站的空氣壓縮機(jī)或儲氣罐工作能力有限，故應(yīng)進(jìn)行分段吹掃。按主管、支管、疏排管順序依次進(jìn)行。吹掃前用盲板將暫不參與吹掃的管道隔開。

根據(jù)瀝青混合料攪拌站的結(jié)構(gòu)特點，在主樓瀝青噴灑伴熱管處開一小口或利用現(xiàn)成的編織金屬軟管作為吹掃入口，在排氣口設(shè)置貼有白布或涂刷白色涂料的木制靶板進(jìn)行效果檢驗。吹掃中，靶板不再出現(xiàn)新的異物即為合格。

1.2 壓力試驗

導(dǎo)熱油管為承壓金屬管道，管道壓力不足會導(dǎo)致管道開裂。壓力試驗的目的在于檢測管道的承壓能力。

試驗壓力為管道設(shè)計工作壓力的1.15倍[2]。為了避免試驗過程中管道開裂導(dǎo)致的碎片飛濺傷人，正式試驗前應(yīng)先用壓縮空氣進(jìn)行預(yù)試驗，預(yù)試驗壓力0.2 MPa[2]。達(dá)到預(yù)試驗壓力后保壓30 min，仔細(xì)檢查管道各位置的響聲、變形、裂縫情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

預(yù)試驗合格后進(jìn)行正式試驗，試驗時，應(yīng)緩慢升壓，當(dāng)升至試驗壓力的50%時，穩(wěn)壓10 min，檢查管件是否變形或異響。如無異常繼續(xù)按試驗壓力的10%逐漸升壓，每級穩(wěn)壓3 min直至試驗壓力，在試驗壓力下穩(wěn)壓10 min進(jìn)行詳細(xì)檢驗。檢驗無誤后將壓力降至設(shè)計工作壓力，進(jìn)行滲漏性檢驗。

1.3 滲漏性檢驗

試驗壓力降到設(shè)計工作壓力后，通過肥皂水檢查焊接處、法蘭處、連接處是否滲漏，泄漏性檢驗合格后，應(yīng)緩慢泄壓。

2 鍋爐調(diào)試

瀝青混合料攪拌站的鍋爐為有機(jī)熱載體鍋爐，加熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油，導(dǎo)熱油的最高工作溫度為180℃。有機(jī)熱載體鍋爐屬于特種設(shè)備，使用前一般由當(dāng)?shù)厥袌霰O(jiān)督管理局對鍋爐進(jìn)行外部檢驗與內(nèi)部檢驗，外部檢驗主要檢測鍋爐的壓力與溫度測量裝置的傳感器和報警器是否正常，內(nèi)部檢驗主要檢測鍋爐爐體內(nèi)部含水量、部件焊縫質(zhì)量、部件變形等。

多數(shù)瀝青混合料攪拌站在市場監(jiān)督管理局完成鍋爐檢驗后，不再自行進(jìn)行鍋爐的調(diào)試，這可能導(dǎo)致生產(chǎn)中發(fā)生鍋爐暴沸等事故[3]。

鍋爐調(diào)試分為冷態(tài)調(diào)試與熱態(tài)調(diào)試，調(diào)試應(yīng)在導(dǎo)熱油管道試驗完成后進(jìn)行。

2.1 冷態(tài)調(diào)試

管道吹掃試驗時，只能將管道中的小顆粒、水分、塵土等質(zhì)量較輕的雜物吹出，而焊渣等質(zhì)量較重的雜物無法排出。這些雜質(zhì)會隨著導(dǎo)熱油的流動進(jìn)入循環(huán)泵，造成循環(huán)泵磨損或卡阻。冷態(tài)調(diào)試在于清除空氣吹掃無法清除的大顆粒雜物，排出管道中的空氣。

首先加注導(dǎo)熱油到設(shè)定液位，啟動有機(jī)熱載體爐的循環(huán)泵，進(jìn)行冷油循環(huán)。循環(huán)中觀察循環(huán)泵的工作情況，并開啟排空閥門排出系統(tǒng)的空氣。在此過程中，由于系統(tǒng)內(nèi)有空氣，壓力表產(chǎn)生波動屬于正?，F(xiàn)象。當(dāng)壓力表波動劇烈，循環(huán)泵出現(xiàn)吸空時，可停泵2～3 min，然后再啟動循環(huán)泵繼續(xù)循環(huán)，壓力波動會逐漸趨于平穩(wěn)。

冷油循環(huán)一段時間后，管道壓力波動趨于平穩(wěn)，即說明管路系統(tǒng)內(nèi)的空氣全部排出。管道中存在的雜物會集中到循環(huán)泵前的過濾器。對過濾器進(jìn)行拆除清理后再次進(jìn)行冷油循環(huán)，根據(jù)雜物的多少決定拆洗過濾器的次數(shù)，直至過濾器濾網(wǎng)內(nèi)無雜物。

2.2 熱態(tài)調(diào)試

導(dǎo)熱油中的水分停止使用指標(biāo)為≤1 000 mg/kg[4]。導(dǎo)熱油在存儲、使用過程中不可避免有水分進(jìn)入，同時因缺少導(dǎo)熱油安全監(jiān)察和市場準(zhǔn)入的有效機(jī)制，國內(nèi)導(dǎo)熱油市場的混亂狀況一直未得到有效遏制，加之原油價格一路走高，產(chǎn)品以次充好屢見不鮮，導(dǎo)熱油中的水分超標(biāo)嚴(yán)重。當(dāng)導(dǎo)熱油中水分超標(biāo)時，隨著加熱溫度的升高，水汽化引起體積急劇膨脹，從而導(dǎo)致系統(tǒng)工作壓力波動、導(dǎo)熱油外溢、循環(huán)泵氣蝕甚至管路爆炸，水分還會增加管道的腐蝕風(fēng)險[5]。在瀝青混合料攪拌站投入使用前，進(jìn)行導(dǎo)熱油脫水是十分必要的。

導(dǎo)熱油管路較長，為了提高脫水導(dǎo)熱油的脫水效率，需進(jìn)行分罐脫水。先打開一個瀝青罐的導(dǎo)熱油管進(jìn)出口，將其余瀝青罐導(dǎo)熱油管的出口打開并關(guān)閉進(jìn)口。待此瀝青罐內(nèi)導(dǎo)熱油水分脫完后，再依次進(jìn)行其他罐內(nèi)的導(dǎo)熱油的脫水。

根據(jù)相關(guān)研究，導(dǎo)熱油在冷油狀態(tài)時黏度大，故導(dǎo)熱油流速較低、管壁油膜較厚、傳熱條件較差，如果升溫速率過快，容易使局部油膜溫度過高，導(dǎo)致導(dǎo)熱油提前變質(zhì)劣化[6]。故在導(dǎo)熱油脫水時，冷爐點火后升溫速率控制在10 ℃/h以下，直到溫度升至90℃。

當(dāng)溫度達(dá)到90℃時，每次升溫速率不宜超過5℃（具體數(shù)值視脫水情況決定）。每次升溫過程中，隨著管路系統(tǒng)中的水分和低揮發(fā)物質(zhì)開始汽化，循環(huán)泵工作壓力會發(fā)生波動，排氣口有氣體逸出。應(yīng)保持導(dǎo)熱油在該溫度下循環(huán)運(yùn)行直至循環(huán)油泵工作壓力穩(wěn)定且汽化氣體排完，方可進(jìn)行下一段的升溫，直至加熱至180℃。如遇排氣口排氣激烈，壓力表擺動劇烈，說明溫度升得太快，此時應(yīng)立即降低導(dǎo)熱油升溫速度，以免排氣速率太快將導(dǎo)熱油帶起噴出造成“噴油”事故。

按照上述步驟完成所有管路導(dǎo)熱油后，應(yīng)先關(guān)閉燃燒器，讓循環(huán)泵繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)至導(dǎo)熱油降溫到60℃時方可停泵[7]。由于脫水時間較長，脫水過程中相關(guān)操作人員務(wù)必認(rèn)真觀察，發(fā)現(xiàn)異常及時處理，脫水過程中，至少安排1人巡視。后續(xù)在生產(chǎn)中，如果新加入導(dǎo)熱油，需按照相同步驟進(jìn)行脫水。

3 計量系統(tǒng)標(biāo)定

瀝青混合料攪拌站計量系統(tǒng)在第一次使用前，一般由當(dāng)?shù)刭|(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局進(jìn)行了標(biāo)定。攪拌站的管理及操作人員較少參與。但在實際生產(chǎn)中，需經(jīng)常自行校核計量系統(tǒng)準(zhǔn)確性或重新標(biāo)定更換后的傳感器。

標(biāo)定分為兩步：（1）定型調(diào)試；（2）定量調(diào)試。

定型調(diào)試主要內(nèi)容為檢查電氣連接、機(jī)械安裝的正確性。用某個固定重量的校驗物放置在骨料稱支撐面的任意位置，觀察并記錄監(jiān)控畫面中顯示數(shù)值，如顯示錯誤，須檢查連接信號線。同一校驗物放置在秤面的另一位置，再次觀察記錄，如顯示與前次差別較大，須檢查調(diào)整秤體水平面。如此反復(fù)校核4～5個檢測點，顯示數(shù)值應(yīng)基本一致，否則須檢查處理。

定量調(diào)試指的是用固定重量的砝碼對計量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定。目前大多數(shù)瀝青混合料攪拌站的操作人員在進(jìn)行定量調(diào)試時，對于如何提高標(biāo)定的精度不了解，導(dǎo)致生產(chǎn)時發(fā)現(xiàn)計量偏差較大。

瀝青混合料攪拌站的計量系統(tǒng)基本采用拉式傳感器，拉式傳感器的工作原理基于胡克定律（物體受到的力和其伸長量成正比）。拉式傳感器受到拉力作用伸長，伸長量與受到的拉力成正比。拉式傳感器產(chǎn)生彈性變形，黏貼表面的電阻應(yīng)變片也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化，再經(jīng)測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電流值的變化[8]。

根據(jù)電阻定律：

R=ρL/S （1）

式中：R——電阻應(yīng)變片的電阻（Ω）；L——電阻應(yīng)變片等效長度（m）；ρ——電阻應(yīng)變片電阻率（Ω·m），受力時不變；S——電阻應(yīng)變片等效橫截面積（m2）。

應(yīng)變片受力時發(fā)生彈性形變，體積（用V表示，V=L×S）不變，上述公式可轉(zhuǎn)換為R=ρL2/V。

拉式傳感器電阻應(yīng)變片由橫截面積較大的金屬材料制作而成，長細(xì)比較大。受力后長度變化率較小，即L2≈L。電阻公式可簡化為線性函數(shù)R=L×ρ/V，其中ρ/V為固定值（用K表示，K=ρ/V，表示傳感器特性值）（電阻函數(shù)曲線見圖1）。

校稱時要先標(biāo)定零點（即上圖0點）。清除攪拌站計量斗秤內(nèi)雜物，保持空稱狀態(tài)，進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)中校秤操作畫面，觀察稱值顯示數(shù)值（不一定為零）應(yīng)無變化，點擊并保持標(biāo)零按鈕，稱顯示值為0并保持?jǐn)?shù)秒。零點標(biāo)定完成后，進(jìn)行傳感器特性值K標(biāo)定。

計量傳感的設(shè)計特性值為K，傳感器的量程為L2。當(dāng)用一定重量的砝碼標(biāo)定計量傳感器時的標(biāo)定特性值為k1，二者存在偏差m1。傳感器滿量程偏差值為：m2=m1×（L2/L1）（傳感器特性值偏差見圖2）。

當(dāng)m1偏差一定時，L1越大，m2越小，即校核時，如果挑選的砝碼重量遠(yuǎn)小于傳感器的量程，計量偏差隨著實際稱重的增加而加大，所以標(biāo)定的時候，砝碼質(zhì)量越大越好。

確定好砝碼重量后，再進(jìn)行定量調(diào)試操作。在秤體支撐面均勻堆積砝碼，觀察顯示數(shù)值應(yīng)無明顯變化和波動，在校驗設(shè)備輸入預(yù)放置砝碼重量并確認(rèn)。然后將砝碼按一定規(guī)律取下重放，觀察并記錄試驗數(shù)據(jù)，監(jiān)控中顯示數(shù)據(jù)與砝碼實際放置重量偏差應(yīng)在2 kg內(nèi)，單砝碼重量偏差應(yīng)小于1 kg[9]。將所有砝碼取下后，顯示數(shù)據(jù)為0。將所有砝碼全部重放后應(yīng)為標(biāo)定總量，如偏差很大或累計誤差較大，須重新進(jìn)行校訂。

4 除塵布袋的防糊措施

一些瀝青混合料攪拌站短期使用后就出現(xiàn)除塵效果大幅降低的情況，主要表現(xiàn)在顆粒物排放超標(biāo)[排放標(biāo)準(zhǔn)見《強(qiáng)制間歇式瀝青混合料攪拌設(shè)備》（JT/T 270—2019）]。排除骨料含水率太高或布袋破損等因素外，一個重要的原因就是除塵布袋的工作能力大幅降低。經(jīng)過新舊布袋的對比（圖3與圖4），發(fā)現(xiàn)布袋表面黏附大量的油性顆粒[10]，這些顆粒降低了布袋的除塵效率。

布袋主要用來過濾骨料加熱產(chǎn)生的混合氣體，為了提高布袋的除塵效率，除塵布袋的濾料表面十分粗糙，便于混合氣體中的顆粒吸附[11]。骨料加熱的介質(zhì)為重油或柴油。上圖中油性顆粒中的黏附性物質(zhì)只能來源于油料。

油料中的硫化物燃燒形成二氧化硫和骨料加熱形成的水蒸氣反應(yīng)形成硫酸或亞硫酸氣體，當(dāng)尾氣溫度過低，硫酸或亞硫酸氣體會在布袋表面結(jié)露，黏附在布袋表面，對尾氣中的顆粒形成吸附。同時市場上的重油很難達(dá)到國標(biāo)180#重油的質(zhì)量要求，無法充分燃燒的重油雜質(zhì)也會隨著熱氣黏附到布袋上面[12]。

為了提高布袋的除塵效果，需要降低布袋對油性物質(zhì)的吸附能力，在布袋吸附油性物質(zhì)之前，提前在布袋的粗糙表面黏附一層礦粉。這樣硫酸及亞硫酸化合物和重油雜質(zhì)只能吸附在礦粉上面，避免了和布袋的直接接觸。通過布袋頂部的壓縮空氣的反吹，油性顆粒會短時間內(nèi)從布袋表面掉落，不會影響布袋的除塵效果。

啟動引風(fēng)機(jī)和烘干滾筒，開度不超過1/3（太大不利于礦粉黏附）。將至少200 kg礦粉（越多越好）均勻撒在慢速轉(zhuǎn)動的斜皮帶上，礦粉通過皮帶輸送到烘干筒，由引風(fēng)機(jī)將其吸附在除塵布袋上。此工作完成后，打開布袋除塵器的檢修口，對礦粉的黏附情況進(jìn)行檢查，如黏附情況不理想，繼續(xù)上述步驟直到布袋的粗糙表面全部黏附礦粉。

5 結(jié)語

瀝青混合料攪拌站的調(diào)試是保證設(shè)備正常運(yùn)行和混合料質(zhì)量的關(guān)鍵，其中有機(jī)熱載體鍋爐屬于特種設(shè)備、導(dǎo)熱油管道為承壓管道，均具有一定的危險性；計量系統(tǒng)標(biāo)定對混合料的質(zhì)量影響較大；除塵布袋是環(huán)?？刂频闹匾考＿@幾處調(diào)試一定要妥善進(jìn)行。

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