壓縮天然氣在瀝青砼攪拌設備中的應用

王金霞，吳善軍，張丙富，薛秀紅，茍俊麗，朱國強

（中原油田建設集團公司，河南 濮陽 457001）

一、可行性研究

壓縮天然氣主要成分是甲烷（CH4），具有分布廣泛、安全清潔、經濟節能等方面的綜合優點，成為世界上公認的清潔汽車燃料。

目前，國內路面施工瀝青砼攪拌設備大多以柴油或重油作為燃料來加熱骨料。隨著世界能源價格不斷上漲，燃料已成為降低瀝青砼拌合料成本的瓶頸。壓縮天然氣替代柴油作為攪拌設備燃料，對攪拌設備中的布袋除塵器負荷沒有影響。且其中不含油分，不會影響布袋的使用壽命。具有經濟、安全、環保、省時、省工等特點，可顯著降低生產成本，提高經濟效益。壓縮天然氣具有以下優點。

1.優越的環保性

壓縮天然氣燃燒完全，使用方便，干凈衛生，能夠減少城市大氣污染。

2.良好的經濟效益

壓縮天然氣比汽油、柴油便宜50%左右，可大大降低生產成本。

3.更安全、可靠

壓縮天然氣的著火溫度為657℃，密度、辛烷值、爆炸極限等技術指標都比汽油優良，且比重輕、易升空，壓縮天然氣容器的高壓部件均符合國家《壓力容器安全監察規程》要求，關鍵部件安全系數均在4以上，比使用汽油和柴油更安全、可靠。

壓縮天然氣、液化氣、柴油等燃料的性能指標比較見表1。

表1

4.燃燒完全、干凈、不易產生積碳，可節約設備維修費用。

二、瀝青攪拌設備的燃氣改造

1.工作原理

壓縮天然氣經轉運車運至現場，與成套減壓裝置連接，高壓氣體進入減壓裝置經過三級減壓后，氣體出口壓力為0.1～0.2MPa，再進入攪拌裝置燃燒室。燃燒器經改造后可實現點火、溫度、供氣和火焰檢測自動控制，并且具有安全切斷和自動保護功能，見圖1、2。

2.技術改造

（1） 拆去原機燃油燃燒器內部燃油噴嘴，對瀝青砼攪拌設備引火口、燃燒器底座進行改進，使之與新安裝燃氣燃燒器部件匹配。

（2） 改造主燃燒室，安裝燃氣主、副噴嘴及燃氣點火嘴。

（3） 拆去控制風機風門的電動執行器，加裝變頻器來調節風機轉速，調節風量。

（4） 安裝燃燒可編程序控制器（PLC），編制燃氣點火和燃燒控制程序。

（5） 安裝壓縮天然氣減壓撬裝系統，并用管線將燃氣燃燒器與其連接。

（6） 開啟瀝青砼設備主機和燃氣燃燒器點火燃燒，通過調節程序控制器（PLC） 調節燃氣量和變頻器，調節風機風量的大小，使瀝青砼料溫在120～180℃之間靈活控制。根據調試中所發現的問題進一步調控完善，形成一套完整的調配工藝，達到自動點火、火焰監測、燃氣流量比例調節、溫度自動控制、節能降耗的目的。

三、主要技術指標及效益預測

（1）瀝青砼攪拌設備使用燃油與燃氣的成本比較 (以燃氣改造的2000型瀝青砼攪拌設備為例)見表2。

表2

表2中數據計算條件：柴油價格6元/kg；壓縮天然氣的價格3.5元/m3；每生產1t瀝青黑料需燃燒柴油7kg；每生產1t瀝青黑料需燃氣7m3；改造后，按1m3天然氣實際燃燒值相當于1L柴油。2000型瀝青砼攪拌設備1h生產成品黑料160t。

（2）2000型燃油燃燒器購置費約65萬元；燃氣減壓撬裝40萬元，燃燒器改造費用35萬元，合計約75萬元；改造周期15天，安裝調試7天。

從經濟效益預測中看出，除了一次性投入75萬元購置燃氣裝置和改造費用外，瀝青砼攪拌設備使用燃氣每天比燃油節省燃料費用近1/2，幾個月即可收回改造投資，經濟效益十分顯著。