瀝青拌和站燃燒系統(tǒng)霧化方式之比較分析

羅德高

（川川交路橋有限責(zé)任公司,四川 德陽 618300）

瀝青拌和站主要由冷料輸送系統(tǒng)、燃燒加熱系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、篩分系統(tǒng)、配料拌合系統(tǒng)、成品料儲(chǔ)存系統(tǒng)（根據(jù)實(shí)際需要匹配）等部分組成（如圖1）。

圖1 燃燒系統(tǒng)組成和工作原理

表1 技術(shù)參數(shù)表

燃燒系統(tǒng)能夠?qū)λ栌玫墓橇线M(jìn)行加熱，達(dá)到一定的溫度后（175～200℃，根據(jù)實(shí)際需求）連續(xù)的通過干燥筒輸入到提升機(jī)進(jìn)入下一個(gè)工作環(huán)節(jié)。燃燒系統(tǒng)主要由：燃油過濾器、壓力裝置、鼓風(fēng)機(jī)、燃油泵、調(diào)壓閥、燃燒器、噴油嘴、火焰探測(cè)器及其輸送管道等組成。對(duì)以上幾個(gè)重要部件需進(jìn)行定期的檢查與維護(hù)，才能保證瀝青拌合站燃燒系統(tǒng)更好地工作，生產(chǎn)出質(zhì)量較高的瀝青混合料。

1 壓力霧化

壓力霧化是瀝青拌和站燃燒器傳統(tǒng)的一種霧化方式，是通過增強(qiáng)其壓強(qiáng)的方式來達(dá)到霧化的目的，一般會(huì)將燃油加壓到2.5～3.0MPa。這種霧化方式主要是利用油槍噴口機(jī)械霧化片的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，通過高速的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，油流與空氣摩擦后會(huì)使燃油破碎、霧化，壓力霧化方式具有一定的局限性，更趨向于理論狀態(tài)下，這種霧化方式最終導(dǎo)致的結(jié)果是在假設(shè)條件較多的情況下才能完成的，假設(shè)每一粒油珠的大小都相同，假設(shè)的油珠數(shù)目與真實(shí)的油珠數(shù)目不相等，才可以達(dá)到預(yù)期結(jié)果。壓力霧化需要考慮的影響因素有很多，比如，在壓力霧化的過程中就需要考慮燃油黏度的影響，燃油黏度越強(qiáng)，那么破碎的難度就會(huì)越大。因此，考慮到黏度和溫度（輕質(zhì)重油使用前需均勻攪拌并加熱至50～70℃）的影響，壓力霧化方式更適合燃燒柴油等黏度較低的燃油。但是，由于柴油等成本太高，一般不會(huì)使用。

因此，大多數(shù)臨時(shí)性的瀝青拌和站，在不宜使用LNG天然氣的工況下，為了降低成本，會(huì)使用成本較低的燃油，比如，重油、渣油、煤焦油等來替代，這些油品最大的特點(diǎn)在于其中所含雜質(zhì)較多，在燃燒使用過程中對(duì)燃油泵的損傷比較大，導(dǎo)致燃油泵出現(xiàn)故障的概率非常高。因此，拌和站一般在燃燒器進(jìn)油端增加兩級(jí)過濾裝置和增壓泵，用來過濾雜質(zhì)和增加進(jìn)油端壓力，故需嚴(yán)格控制進(jìn)場(chǎng)燃油品質(zhì)，并及時(shí)經(jīng)常性清洗過濾器濾網(wǎng)、燃燒器噴頭、霧化盤等。

同時(shí)，因燃燒不達(dá)標(biāo)的燃油會(huì)造成燃油泵的磨損，促使排量下降，供油壓力降低，直接影響燃燒器的霧化效果，導(dǎo)致燃燒效率降低，會(huì)耗費(fèi)大量的燃油，甚至?xí)a(chǎn)生大量的黑煙，達(dá)不到現(xiàn)行環(huán)保要求，而燃燒不充分的燃油一部分會(huì)附著在骨料表面（形成黑點(diǎn)），影響瀝青油膜和骨料的黏附性能，在水迫害的作用下瀝青油膜更容易脫落，形成松散、坑槽等早期病害，影響瀝青路面的使用壽命；另一部分未充分燃燒的燃油會(huì)在引風(fēng)機(jī)風(fēng)力的作用下附著在除塵器布袋上，直接影響除塵布袋堵塞，布袋硬化變焦黃色，容易造成布袋燃燒，使用壽命大大降低，再者，造成骨料除塵不徹底，各級(jí)料倉中0～0.075mm粉塵含量超標(biāo)，造成實(shí)際的瀝青油石比變化，嚴(yán)重影響混合料質(zhì)量。再者，因除塵效果不好，一些粉塵會(huì)進(jìn)入引風(fēng)機(jī)葉片，對(duì)引風(fēng)機(jī)葉片造成損傷，造成引風(fēng)機(jī)動(dòng)平衡打破，出現(xiàn)失穩(wěn)狀況。

2 氣泡霧化

另一種霧化方式是氣泡霧化，氣泡霧化是將壓縮空氣注入燃燒器噴嘴上游流動(dòng)的液體中，進(jìn)而形成液體氣泡流，流經(jīng)混合管經(jīng)過混合后到達(dá)錐形收斂段，此時(shí)，氣泡的數(shù)量會(huì)急劇增多，除了數(shù)量上的增多外，氣泡在受到膨脹后的直徑也會(huì)逐漸加大，氣泡的直徑會(huì)持續(xù)增大的同時(shí)受到氣體、液體兩股相流的緩沖脈動(dòng)作用，這些氣泡中有的會(huì)因?yàn)橐陨弦蛩乇黄扑榉纸獬芍饌€(gè)的小氣泡，這些小的氣泡從噴嘴噴出后一般會(huì)爆破成為霧滴。一般來說，將液體霧化需要克服液體的兩大難點(diǎn)，一是液體自帶的黏性所形成的阻力，二是表面張力，壓力霧化需要克服的是液體的黏性程度，而氣泡霧化方式主要是克服油性液體表面的張力，兩種克服方式有質(zhì)的區(qū)別，這也導(dǎo)致兩種方式本質(zhì)上應(yīng)用原理的不同。兩種霧化方式各有各的優(yōu)點(diǎn)，因此，在燃燒應(yīng)用的過程中需要考慮燃油的多種因素選擇合適的霧化方式。一般來說，燃料油，如柴油、重油、渣油等燃料油的黏附性較強(qiáng)，表面張力與水相比相差不多就需要采用壓力霧化的方式。所以，氣泡霧化適用于黏附性較強(qiáng)的燃料油，其霧化過程只需要將燃料油加熱到流動(dòng)狀態(tài)并送到霧化噴嘴即可。氣泡霧化燃燒器的優(yōu)點(diǎn)也有很多，比如，利用氣泡霧化器燃燒過后形成的油滴直徑小，尺寸分布較為均勻，同時(shí)氣泡霧化的燃燒過程并不受到燃料油黏附度的影響，因此，氣泡燃燒器適合各種黏度的燃料油。相比壓力霧化會(huì)形成較大的黑煙，氣泡燃燒器不會(huì)形成較大的黑煙，能夠完全燃燒的同時(shí)還能做到低碳環(huán)保。相比壓力霧化的燃燒器來說，氣泡霧化的燃燒器噴嘴較多、直徑也較大，不會(huì)在噴油孔的過程中造成噴嘴口堵塞的問題。氣泡霧化的燃油效果不受到燃油流量的影響，無論燃油流量的大小都可以達(dá)到較強(qiáng)的燃油效果，同時(shí)，氣泡霧化所使用的燃燒器可以自行調(diào)節(jié)燃燒的溫度和范圍。壓力霧化方式需要燃油泵的壓力達(dá)到一定程度后才可以工作，而氣泡霧化不需要燃油泵較大的壓力，極大地提高了燃油泵的使用壽命和使用效率。

3 氣泡霧化器的燃燒應(yīng)用實(shí)例

某施工企業(yè)從國(guó)外進(jìn)口了一臺(tái)4000型瀝青拌和站，原本使用的是壓力霧化方式，因?yàn)樗褂玫娜剂嫌椭须s質(zhì)有很多，使用一段時(shí)間后，瀝青拌和站出現(xiàn)故障的概率非常高，且會(huì)產(chǎn)生大量的黑煙，燃燒質(zhì)量也不高，對(duì)環(huán)境造成較大的危害，為了繼續(xù)使用瀝青拌和站，只能采用更換新泵的方式來繼續(xù)使用，每年會(huì)產(chǎn)生較多的維修成本。因此，綜合多方面因素的考慮，改用氣泡霧化器，發(fā)現(xiàn)有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。首先，因更換的氣泡霧化器不需要過大的壓力，因此燃油泵的使用壽命大大延長(zhǎng)，同時(shí)生產(chǎn)效率也顯著提升，相比壓力霧化器，使用氣泡霧化器，拌和機(jī)生產(chǎn)效率提高，在同樣的工況下，拌和灰?guī)r材料的AC-20C每小時(shí)由原來的260T提高到300～320T，同時(shí)燃燒器故障的次數(shù)也在逐漸減少，不需要過多地對(duì)燃燒器進(jìn)行檢修，減少了維修成本，保證了生產(chǎn)加工的效率。同時(shí)，氣泡霧化器的燃燒效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于壓力霧化器，能保證燃油的充分燃燒，瀝青拌和站也不會(huì)產(chǎn)生過多的黑煙造成環(huán)境的污染，達(dá)到了環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。在使用壓力霧化器時(shí)，由于燃燒過程不充分，造成剩下的燃油會(huì)污染到除塵布袋，而當(dāng)使用了氣泡霧化器后，除塵布袋不會(huì)再被污染，大大延長(zhǎng)了除塵布袋的使用壽命。另外，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，使用壓力霧化器所需要使用的燃油消耗量偏多，在同樣的工況下拌和1噸混合料，使用氣泡霧化器的油耗平均為6.82kg低于壓力霧化器的7.63kg，經(jīng)濟(jì)效果明顯。

4 結(jié)語

本文對(duì)瀝青拌和站燃燒系統(tǒng)的兩種霧化方式進(jìn)行了研究對(duì)比，瀝青拌和站燃燒系統(tǒng)是對(duì)骨料進(jìn)行燃燒加工后形成瀝青混合料的過程，而霧化可以讓燃燒效率更高。因此，霧化過程對(duì)于最終瀝青混合料的質(zhì)量影響很大。本文對(duì)兩種霧化方式進(jìn)行了比較，兩種霧化方式中，從各方面來比較，氣泡霧化的方式要比壓力霧化的效率更高，污染程度更低，且不會(huì)產(chǎn)生較大的燃油損耗，利用最少的燃油消耗量形成質(zhì)量最佳的瀝青混合料，不僅減少了相關(guān)成本的投入，也提升了瀝青拌合站燃燒器的燃燒效率。綜合各方面因素來看，瀝青拌合站燃燒霧化方式推薦氣泡霧化的方式。