瀝青混凝土攪拌設備加熱系統工作原理

【摘要】瀝青混凝土拌和設備加熱系統及工作原理介紹。

【關鍵詞】拌和，加熱，系統

在生產瀝青混凝土混合料時，為了烘干骨料并將其加熱到所需要的工作溫度，必須將骨料反復拋撒并使其與熱氣接觸，以吸收熱量、去除水分、提高溫度。瀝青混凝土攪拌設備一般都使用烘干加熱裝置使骨料加熱到一定溫度并充分脫水，以保證計量精確和瀝青結合料對它的裹覆，使成品料具有良好的施工和易性（又稱為攤鋪性能）。

冷骨料烘干加熱裝置包括干燥滾筒（或干燥攪拌筒）和加熱裝置兩大部分（圖1）。工作中，干燥滾筒不斷地轉動，筒內的提升葉片不斷地將進入筒內冷骨料升起、拋下，同時燃燒器向筒內噴入火焰，冷骨料就逐漸被烘干并加熱到其工作溫度。間歇式攪拌站的冷骨料烘干加熱裝置采用逆流加熱方式，即加熱裝置設在干燥滾筒的卸料端，燃氣與冷骨料逆向運動，以充分進行熱交換。除塵裝置設在滾筒進端的煙箱之后，它的排風機將引導熱氣流向進料移動，并將其攜帶的粉塵過濾，過濾后的燃燒廢氣和水蒸氣等由煙囪排入大氣。

一、干燥滾筒

圖1 冷骨料烘干加熱裝置

1加熱箱和排煙箱；2滾筒體；3、6筒箍；4脹縮件；5傳動齒圈（或鏈輪）；7滾筒冷卻罩；8卸料箱；9火箱；10點火噴頭；11燃料燃燒傳感器； 12燃燒器；13燃油調節器；14燃油管；15卸料槽；16鼓風機；17支撐滾輪；18防護罩；19驅動裝置；20擋滑滾輪；21機架

干燥滾筒用來加熱、烘干冷濕骨料的工作裝置。為使冷濕骨料在較短的時間內、用較低的燃料消耗充分脫水，并加熱至所需要的溫度，一般要求：①骨料在滾筒內應均勻分布并有足夠的逗留時間；②骨料在滾筒內與熱氣應充分直接接觸，以充分利用熱能；③干燥滾筒應有足夠的空間，能容納燃料燃燒后產生的熱氣和水分蒸發后形成的水蒸氣，以免因氣壓過大而使粉塵逸散。

因此，現有的干燥滾筒均采用旋轉的、長圓柱形的筒體結構。骨料從一端進入筒內，被烘干、加熱后從另一端卸出。

滾筒的內壁不同區段安裝有幾排一定數量和形狀的葉片，當滾筒旋轉時，骨料不斷被葉片提升上去，隨即又在不同位置撒落下來（圖2-2），使骨料與熱氣流能充分接觸而被加熱。大多數PLC片選用角鋼、槽鋼或特別彎制的鋼板制成（圖2），但在靠近燃燒器一端的葉片，應盡量使物料貼近筒壁分布，避免物料直接與火焰接觸。在有些設備上，燃燒器這一端的葉片斷面形狀選用丁型，其小端與筒的內壁焊接，T型的兩翼則使部分物料始終留存在其中，防止火焰直接烘烤滾筒，因而起到了保護筒壁的作用，也減少了筒壁熱量的散失。由于葉片是直型的，所以筒體與底架之間有一定的安裝傾斜角度，通常選擇為5℃～10℃，以便骨料在滾筒內反復提升的過程中不斷向前移動，流向卸料端。干燥滾筒的傾角由底架支腿的升降來調節，滾筒內葉片排數和每排數量的選擇，取決于干燥滾筒的直徑、長度、轉速和傾斜角，應保證骨料在筒內滯留足夠的時間，以便烘干、加熱。

圖2干燥筒的內部結構 圖4 鏈輪驅動的干燥滾筒

干燥滾筒的進料端設有喂料環，若滾筒直徑大于1m，通常就不再設喂料環了，骨料可直接喂人筒內。筒體一般采用耐熱鍋爐鋼板卷制焊接而成，筒壁的外側，前、后各裝有一個大滾圈，簡體依靠自重壓在滾圈下的托輪上，并支撐在底架上。中、小型的滾筒用4個托輪支撐（每個滾圈下2個），

一些較大型的攪拌站，多用鏈條傳動取代齒輪傳動（圖4），這樣既避免了制造大型齒輪的復雜工藝，又減輕了質量，節約了金屬材料；此外大鏈齒多采取裝配式結構，磨損后只需單獨更換鏈齒，且安裝工藝十分簡便。對于更大型的攪拌站，由于干燥滾筒的質量已足夠大，因此常常將前、后滾圈下的托輪作為主動輪，利用摩擦傳動方式驅動干燥滾筒旋轉，不必另外再設置鏈輪或齒輪傳動。

二、加熱裝置

加熱裝置由燃油箱、油泵、輸油管道、燃燒器、鼓風機以及控制裝置等組成。若以重油為燃料，則必須增加重油預熱裝置。工作中，燃料箱內的重油用導熱油或電加熱使其溫度升到82℃，再由重油泵將重油送到重油預熱裝置，重油由82℃升到132℃（升溫后的重油霧化和燃燒性能得到極大的改善），最后由燃料泵泵送到燃燒室的噴嘴中噴出燃燒。

在加熱裝置中，燃燒器是調節和霧化燃料、使燃料和空氣混合的基本工具，也是形成具有一定形狀、長度和方向的火焰的基本工具，故燃燒器成為燃燒系統中最關鍵的部件。當燃燒器選定后，燃燒室的形狀和尺寸、鼓風機的風壓和風量、燃油的壓力和流量，以及加熱裝置的其他配置即可確定。燃燒器的核心是燃燒噴嘴。按照液體燃料在噴嘴中霧化方法的不同，可分為以下3種。

1.機械霧化式燃燒器

機械霧化式燃燒器完全依靠燃油本身的高壓（一般為1.0～2.5MPa）將燃油從燃燒器的噴嘴噴出并霧化，助燃空氣通過鼓風機另外進入燃燒室（或使燃燒室形成負壓后助燃空氣被吸入燃燒室）。其優點是：不需要另外的壓縮空氣作霧化劑；助燃空氣可預熱到較高的溫度，有利于燃燒；工作中噪聲小、噴嘴結構緊湊。

2.低壓空氣霧化式燃燒器

低壓空氣霧化式燃燒器中，燃油以低壓（0.05～0.08MPa）經噴嘴噴出，低壓空氣（0.3～0.8MPa）同時從噴嘴油孔周圍的縫隙中噴出，作為霧化劑使燃油霧化，并可作為燃油的助燃劑。其優點是：因空氣參與霧化，燃油的霧化質量高；低壓供氣噪聲較小；噴嘴不易堵塞，維修較簡單；燃燒室容積較小；由于80%-100%的助燃空氣通過噴嘴周圍的縫隙噴出，燃燒過程調節范圍廣。其缺點是：燃燒器體積較大、生產能力低；空氣預熱溫度受限制，一般在300℃下，所以這種燃燒器只適用于中小型攪拌站。

3.混合霧化式燃燒器

這是一種以油壓和氣壓兩種霧化方式共同來霧化燃料的燃燒器。根據這種燃燒器的特點，亦可稱其為軸流型噴氣式燃燒罪。它是一種高效節能型燃燒器，它的最大燃燒能力與最小燃燒能力之比（即調節比）可達10：1，故對冷骨料含水串的變化有較大的適應范圍，高火焰與低火焰均能取得較理想的燃燒效果，從而達到節能的目的；并且它的操作可以實現全自動控制，不需要特殊的燃燒室，整體結構緊湊，維修簡便等。這些優點使它特別適用于瀝青混凝土混合料攪拌站的工況，因此是目前最理想的燃燒器。