適于渣油的燃燒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

摘 要： 分析燃燒系統(tǒng)存在的不適應(yīng)點(diǎn)，針對(duì)渣油性質(zhì)，對(duì)燃燒系統(tǒng)的燃燒器、燃油罐、燃油管路等裝置進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化，對(duì)改造后結(jié)果進(jìn)行分析比較，發(fā)現(xiàn)燃油量和油壓需要提高，從而更換大功率的油壓泵。通過(guò)比較改造前后燃燒火焰的效果，發(fā)現(xiàn)霧化效果良好，表明改造達(dá)到預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：燃燒系統(tǒng)；拌合設(shè)備 ；渣油；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

引言

伴隨筑路機(jī)械的飛速發(fā)展，從節(jié)能減排的角度出發(fā)，應(yīng)盡可能降低路面材料拌合工序的成本，但由于廉價(jià)替代燃料各種物理參數(shù)與拌合設(shè)備原始設(shè)計(jì)參數(shù)間不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致燃燒不充分，從而會(huì)造成環(huán)境污染，燃燒系統(tǒng)故障多發(fā)，設(shè)備維護(hù)費(fèi)用增加[1-4]。因此，針對(duì)廉價(jià)替代燃料，應(yīng)系統(tǒng)研究燃燒系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定，改造燃燒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高工作可靠性，降低能耗和污染。

本文以瀝青拌合設(shè)備的燃燒系統(tǒng)為研究對(duì)象，介紹改造方案及取得的效果，以期為以后燃燒系統(tǒng)改造提供參考。

1.渣油燃燒器改進(jìn)情況

1.1.改造前渣油燃燒器概況

燃燒器主機(jī)一級(jí)和二級(jí)燃燒室是燃燒火焰發(fā)生場(chǎng)所，而燃燒器所需的空氣是由燃燒器的風(fēng)機(jī)來(lái)提供，燃燒器風(fēng)機(jī)可以根據(jù)事先設(shè)定好的供氣量源源不斷的提供所需的空氣，而其中油氣比率用來(lái)調(diào)節(jié)燃燒器中空氣和燃油比例[2]。燃油供給是為燃燒器不斷提供燃燒油，而其噴油嘴是燃燒器的關(guān)鍵部件，用來(lái)良好霧化的燃油的裝置[3]。

1.2.結(jié)構(gòu)存在的缺點(diǎn)

渣油密度大、粘度大、雜質(zhì)含量高，采用原有的燃油燃燒器不能達(dá)到良好霧化的效果，磨損量也很大，然而目前燃油燃燒器采用的燃油種類很多，性質(zhì)相差很大，發(fā)熱量不盡相同，為了滿足工地240-320T/h的生產(chǎn)力要求，所以有必要對(duì)渣油燃燒器進(jìn)行改進(jìn)[2]。

1.3.渣油燃燒器結(jié)構(gòu)組成改進(jìn)和常見問(wèn)題處理方法

1.3.1.結(jié)構(gòu)組成的改進(jìn)

針對(duì)上面渣油燃燒器存在的缺點(diǎn)，對(duì)燃燒器關(guān)鍵零部件中燃油供給和噴嘴結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，將啟動(dòng)控制開關(guān)由噴頭內(nèi)移到外面，用氣動(dòng)控制閥代替，其中氣動(dòng)控制閥的開關(guān)有氣路中壓力控制，而氣動(dòng)控制閥的另一端與油路相連接[1，4]。這樣做的目的是為了適應(yīng)渣油密度大、粘度大、雜質(zhì)含量高從而造成噴油嘴磨損量大的特點(diǎn)，便于噴油嘴執(zhí)行部件的更換，從而達(dá)到降低成本的目的。

1.3.2.渣油燃燒器中常見問(wèn)題處理方法

通過(guò)觀察孔觀看燃燒器的火焰，可以發(fā)現(xiàn)正常燃燒器的燃燒火焰為3-3.5米之間，燃燒火焰明亮， 不冒黑煙。而燃燒器火焰出現(xiàn)以下情況時(shí)，說(shuō)明燃燒器出現(xiàn)了問(wèn)題。這里給出了一些處理問(wèn)題的方法。

1.3.2.1.當(dāng)燃燒時(shí)有黑煙時(shí)，可能油泵損壞或油壓過(guò)高，需要更換或修理油泵；

1.3.2.2.當(dāng)燃燒時(shí)有白煙時(shí)，可能出現(xiàn)風(fēng)門過(guò)大，需要調(diào)小風(fēng)門；還有可能燃燒油中水分過(guò)多，需要改善油質(zhì)，減少水分。

2. 燃油罐結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

2.1.燃油罐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

燃油罐作用是儲(chǔ)存燃油，最終供給燃燒器使用。

2.1.1.燃油罐與粉倉(cāng)是立體式組合結(jié)構(gòu)，上部是石粉倉(cāng)，下部是燃油儲(chǔ)罐，中間用鋼板隔開[3]。整個(gè)罐體是立式的，上部設(shè)進(jìn)口，下部設(shè)有罐出口和人孔，為使具有很好的流動(dòng)與燃燒性能。

2.1.2.現(xiàn)有的燃燒器需大容量的燃油罐儲(chǔ)存燃油供給燃燒器使用，而原有的燃油罐在受到投資成本的限制，不可能無(wú)限制增加燃油罐，因此有必要在燃油罐數(shù)量和鋼材用量一定的情況下，設(shè)計(jì)燃油罐。

2.2.燃油罐結(jié)構(gòu)改造

2.2.1.合理選擇 D/H

當(dāng)所使用的鋼材量有限時(shí)，當(dāng) D=H，燃油罐的儲(chǔ)油量最大，原有罐徑高比為0.6，因此適當(dāng)提高D值，降低H值，使得D/H=1，此時(shí)燃油罐的容量達(dá)到最大，滿足使用容量的需要。

2.2.2.材料的選擇

燃油罐為鋼材焊接結(jié)構(gòu)，從使用角度考慮，對(duì)罐體和邊緣板用材要求很高。通常情況下選用A3F的鋼板材料。

3. 燃油管路結(jié)構(gòu)預(yù)熱保溫設(shè)計(jì)

3.1.結(jié)構(gòu)中存在的缺點(diǎn)

渣油本身的特點(diǎn)使得管路容易堵住，流動(dòng)性較差。

3.2.改進(jìn)方案

增加預(yù)熱裝置，它包括電熱帶、管狀巖棉和防水鋁箔三部分，其中具體結(jié)構(gòu)見圖1所示，電熱帶主要用于對(duì)管路進(jìn)行加熱，而管狀巖棉和防水鋁箔主要用于對(duì)燃油管路進(jìn)行保溫。燃油泵工作一段時(shí)間后，可以通過(guò)預(yù)熱裝置，對(duì)油路進(jìn)行加熱保溫。

4.改造后效果分析

燃燒系統(tǒng)優(yōu)化后，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)使用情況，反饋的信息和采集的數(shù)據(jù)顯示，初步滿足要求。噴射火焰可以滿足3-3.5米的工況要求，而且火焰相對(duì)集中，從而解決了噴射火焰又粗又短的問(wèn)題，燃燒系統(tǒng)系統(tǒng)效率大大提高，從而達(dá)到良好的霧化效果。

從經(jīng)濟(jì)效益角度出發(fā)，按柴油3500元/噸、加工每噸物料消耗7Kg，而使用渣油600元/噸、加工每噸物料消耗15Kg計(jì)算，加工1萬(wàn)噸物料可節(jié)約15.5萬(wàn)。此外，以每臺(tái)瀝青拌合設(shè)備每年使用3套噴油嘴部件，年推廣150套計(jì)算，可實(shí)現(xiàn)年利潤(rùn)150余萬(wàn)元。

5.結(jié)語(yǔ)

本文的研究實(shí)施可使燃料充分燃燒，大大減少空氣污染，改善作業(yè)環(huán)境。因此，為加快我國(guó)公路建設(shè)的步伐、提高公路建設(shè)的質(zhì)量提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，從而取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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