淺談瀝青拌合樓油改煤裝置的改裝工藝及節(jié)能性

曹小堂

【摘 要】通過瀝青拌合樓油改煤裝置的成功實踐，詳細介紹了油改煤裝置的組成原理、性能、經(jīng)濟性對比、以及改裝工藝，并針對其使用過程中存在的問題提出了相關的注意事項及改進措施，有助于發(fā)揮油改煤裝置的最大潛力。

【關鍵詞】瀝青拌合樓；油改煤裝置；改裝工藝；經(jīng)濟性分析

瀝青混凝土攪拌設備是瀝青路面工程和養(yǎng)護中的關鍵設備，早期的瀝青拌合樓以柴油或重油為主要燃料。隨著公路事業(yè)的高速發(fā)展，在市場競爭日益激烈，公路建設工程利潤空間日趨縮小.國際國內(nèi)燃油價格不斷上漲，以及節(jié)能減排的環(huán)保要求，為降低工程成本，增加經(jīng)濟效益，我單位決定對2002年從瑪連尼的進口的2000型燃油瀝青攪拌設備進行燃燒器油改煤技術改造。

瀝青拌合樓所使用的油改煤裝置也稱煤粉燃燒裝置，它是近幾年興起的一種節(jié)能裝置。實踐證明，每生產(chǎn)1噸成品瀝青拌合料需燒柴油 7～8 kg，而燒煤僅為 10～12 kg，目前市場價：柴油 7.5 元/kg、煤 1.0 元/kg，那么：油煤成本對比：8×7.5：12×1=60：1.2，除去人工、電費、油改煤裝置的折舊成本外，最少節(jié)約三分之二的成本，因此，煤粉燃燒裝置被廣泛應用于道路瀝青拌合裝置，但是有關它的構造原理，經(jīng)濟性對比以及存在的問題，注意事項卻介紹的很少，筆者結合本單位 2000 型瀝青拌合樓油改煤裝置的實踐經(jīng)驗，淺談油改煤裝置的原理、構造、經(jīng)濟性對比以及存在的問題和注意事項，以供其它拌合樓油改煤裝置的用戶作借鑒。

一、油改煤燃燒裝置的組成及原理

油改煤燃燒裝置由燃燒爐膛、粉煤機、碎煤機、引火系統(tǒng)、鼓風機以及電控制柜組成。主要功能包括碎煤、粉煤、煤粉輸送、送風、點燃和燃燒。原煤先經(jīng)碎煤機破碎成 5mm以下的混合顆粒后，再經(jīng)粉煤機粉碎至 150 目以下的微小顆粒，并輸送至燃燒爐膛，由燃油引火系統(tǒng)噴油，并根據(jù)烘干筒混合料的溫度要求，隨時調(diào)整供煤量和引風量，兩者最佳匹配可使煤粉充分燃燒而給烘干筒提供足夠的熱量。

（1）燃燒爐膛

燃燒爐膛一般由膛體、噴火口、后蓋等組成，膛內(nèi)設置耐火磚，目前最新爐膛結合我國煤碳資源的特性以及國內(nèi)瀝青拌合樓烘干筒的結構和性能，采用現(xiàn)代最新的大速差燃燒技術，低塵燃燒技術和強旋流理論，運用計算機流體仿真技術研制而成，爐膛本體可旋轉(zhuǎn)，有自動排除爐渣功能，燃燒爐膛由內(nèi)向外，依次為中心風、煤風、旋流風、直流風，直流風通道還可根據(jù)用戶要求，設置自動點火裝置，煤風通道設計科學，在使用中不易堵塞，易磨損部位采取了特殊處理，保證了使用壽命。

（2）粉煤機

粉煤機由殼體、軸承總成、供煤裝置和底架組成，供煤采用變頻調(diào)速；可將粒徑小于 5 mm 的煤粒碎成150 目以下的微小顆粒，使煤粉在燃燒爐膛內(nèi)充分燃燒，一般粉煤機粉煤葉片采用特殊耐磨材料制成，且用螺栓連接，使用壽命長，便于更換。

（3）碎煤機

碎煤機由支架、電機、入煤口、出煤口、破碎錘、鏈軸等組成，破碎錘與鏈條連接，當電機旋轉(zhuǎn)時帶動鏈軸轉(zhuǎn)動，從而帶動破碎錘高速運轉(zhuǎn)而使原煤破碎，一般破碎后的煤粒徑<5 mm。

（4）燃油引火系統(tǒng)

燃油引火系統(tǒng)由箱體、油泵、油槍、溢流閥、電機等組成，特殊的油槍噴咀結構，使柴油霧化效果好，易點燃，燃燒充分，節(jié)約燃油。

二、對燃煤設備的性能要求

（1）燃燒爐的發(fā)熱量要與攪拌機生產(chǎn)能力及瀝青混合料出料溫度相匹配；

（2）火力調(diào)節(jié)簡便，出料溫度均勻，一般應控制在±5℃；

（3）能夠充分燃燒，不冒黑煙，減少灰塵，滿足環(huán)保要求；

（4）自動化程度高，操作簡便；

（5）爐頭，引火口，爐膛壽命長，葉片耐磨性高，整機可靠性和安全性能高。

三、煤粉燃燒裝置的改裝工藝

如果用戶要把原來燒柴油的瀝青拌合樓改裝成燒煤的，一般請按下列步驟進行：

（1）測量現(xiàn)場布置位置尺寸，確定煤粉燃燒裝置現(xiàn)場安裝布置方式。

（2）拆除原有燃油燃燒器，拆除原燃燒器的安裝法蘭。

（3）測量原燃燒器安裝中心高度，根據(jù)燃燒爐膛及支架高度，做好支架基礎。

（4）按照引火口安裝尺寸，測量烘干筒出料端箱體部分所需尺寸，并且對烘干筒出料端葉片旋轉(zhuǎn)定向尺寸核查，避免與引火口干涉。

（5）在烘干筒出料端箱體部開口并焊接引火口座，連接引火口。

（6）將燃燒爐膛及支架安裝到位，布置粉煤機及煤斗，地面硬化后，放置粉煤機及煤斗，安裝連接供煤螺旋輸送器。

（7）將電柜箱安裝于原控制房內(nèi)，連接電纜線及控制線，開機調(diào)試。

四、燃煤燃燒點對施工現(xiàn)場，煤及砂石材料的要求

（1）場布置時要留出足夠的場地堆放燃煤，確保燃煤的正常及時供應。并且，燃煤在存放時需要搭棚遮蓋，防止水淋受潮，含水量應<2%，否則應晾嗮或烘干，以避免煤粉結塊而難于燃燒，即影響出料溫度又降低出料產(chǎn)量，還浪費煤粉，造成較大污染，最終造成很大的經(jīng)濟損失；

（2）砂石料含水量應<5%；

（3）對煤質(zhì)的要求：

①發(fā)熱值>5000kcal/kg；（6000kcal時火焰溫度1500℃，4500-6000kcal時火焰溫度1000-1500℃）；

②含水量<2%；含水量大則易結塊，影響燃燒；

③揮發(fā)粉含量>25%，揮發(fā)粉含量達不到時燃點升高，燃燒困難；

④含硫量<2%；灰熔點1450℃。

五、燃煤與燃油經(jīng)濟性分析

以我單位 2000 型瀝青拌合樓為例，原生產(chǎn) 1 t 成品料最少需燒柴油 8 kg，成本價為 8×7.5=60 元。在今年二級公路大中修工程工程中，按照設計要求，我標段全程長 30 km，鋪筑厚度 8 cm，用料統(tǒng)計 44 160 t，用華亭原煤 3 740 t，經(jīng)核算生產(chǎn) 1 t 瀝青成品料約 12 kg 煤。

1.根據(jù)目前柴油、煤的價格行情（暫定）

（1）柴油 7.5 元/kg；

（2）發(fā)熱量 5 500 大卡以上的有煙煤價格為 1.0 元/kg；

（3）每生產(chǎn) 1 t 瀝青拌合料需燒柴油 8 kg；

（4）每生產(chǎn) 1 t 瀝青拌合料需燒煙煤 12 kg；

（5）油改煤裝置需設置 2 名小工，工資 2×100.00元/h ；

（6）電費 0.6 元/度

（7）2000 型瀝青拌合樓產(chǎn)量 160 t/h 。

2.每天按 8 h 計算節(jié)約費用

（1）需燒柴油：

160 t/h×8 h×8 kg/t=10240 kg；

折合人民幣：10240kg×7.5 元/kg=76800.00 元。

（2）燃煤：

需燒無煙煤：160 t/h×8×12 kg/h=15360 kg；

需耗電：118 kW×8 h=944度；

2名小工工資：2×100=200.00 元；

折合人民幣：15360×1元/kg+944度×0.6元/度+200元=16126.40 元。

（3）每天可為用戶節(jié)約燃料費：

76800.00-16126.40=60673.60元。

（4）每月可節(jié)約費用：60673.6元/天×30天=1 863 690.00 元。

3.瀝青拌合樓油改煤裝置的成本

一般 2000 型瀝青拌合樓改裝費約 20 萬左右，如果生產(chǎn)正常，改裝投產(chǎn)后當月就收回設備成本，并且還有較大節(jié)余，值得燒油用戶借鑒。

六、煤粉燃燒裝置的性能特性

（1）節(jié)能降耗，節(jié)約成本

從2000型瀝青拌合樓燒柴油與燒煙煤成本對比中可以明確算出，煤粉燃燒裝置每天可以節(jié)約幾萬元的燃料費用，且目前燃油價格高、供應緊張，而燃煤的價格明顯較低，從而為用戶節(jié)約較大成本。

（2）火力強勁，出料率高

實踐證明，煤粉燃燒裝置與傳統(tǒng)的燃油裝置相比較具有火力強勁，火力可調(diào)節(jié)，烘干筒的拌合料升溫快，如果燃煤的熱量大于 5 500 大卡，出料率將大于和等于原燃油裝置。

（3）可延長布袋除塵器的使用壽命

燃油燃燒器由于不完全燃燒或供油量過大等原因，部分未霧化的油會附著在布袋上，布袋雖有防水防油功能，但由于長時間工作，必然使布袋的透氣性降低，煤粉燃燒裝置由于燃燒充分且無油霧產(chǎn)生，而產(chǎn)生的灰塵僅為 3～5 ﹪，從而不會降低布袋的透氣性，延長了布袋除塵器的使用壽命。

七、存在的問題及注意事項

煤粉燃燒裝置與傳統(tǒng)的燃油燃燒裝置相比較，雖然具有出料成本低、出料率高、布袋除塵器使用壽命長的優(yōu)點，但仍然存在著以下問題：

（1）燃燒初期，由于爐膛內(nèi)溫度較低，煤粉不能完全燃燒，有冒黑煙的現(xiàn)象。

（2）卸煤、運煤、碎煤過程中，煤粉污染嚴重。

（3）爐膛內(nèi)耐火磚易燒損。

（4）磨煤機磨煤刀片磨損快。

（5）對煤的含水量、含硫量、熱值要求較高。

八、煤粉燃燒裝置的注意事項

（1）為了降低原煤的水份，要搭建一定面積的貯煤蓬，避免原煤淋雨，并且使原煤自燃風干。

（2）為了降低煤粉的污染，要在碎煤機進煤口和出煤口設置遮粉罩，其遮粉罩可用舊蓬布和廢橡膠板改制。

（3）選擇新結構、新材料的磨煤機及燃燒爐膛，實踐證明采用特殊的耐磨材料制成的磨煤機刀片比普通材料制成的刀片壽命提高了 3～5 倍，燃燒爐膛的噴火口采用特殊材料制成的耐火磚，可保證燃燒溫度在 1 300 ℃的條件下有較長的使用壽命。

（4）在碎煤過程中一定要把原煤中的石頭、鐵件等硬物清理干凈，以延長碎煤機和磨煤機刀塊的使用壽命。

（5）要定期清理燃燒爐膛內(nèi)的煤渣，以防積累結塊影響煤粉燃燒。

（6）在改裝過程中，煤粉輸送管道的連結處一定要用石棉繩或耐高溫的密封膠進行密封，以防煤粉泄漏污染環(huán)境。

（7）在工作過程中要經(jīng)常檢查碎煤機、磨煤機刀片的連接情況和磨損情況。

九、結論

這套瀝青拌合樓燃燒器經(jīng)過油改煤技術改造的設備經(jīng)過實際生產(chǎn)測試 ，完全滿足了預期的要求：生產(chǎn)穩(wěn)定，溫度合適，節(jié)約費用，降低能耗，增強了經(jīng)濟效益。從這項工程的使用情況來看，燃燒器油改煤技術改造在技術上和經(jīng)濟上是可行的，但在燃燒器溫度控制上還要嚴格掌握，嚴格控制影響溫度的各個影響因素，同時還要加強現(xiàn)場的防塵和排污工作，今后還需要在技術上和操作上不斷地總結，改進！