公路瀝青拌合站天然氣加熱技術(shù)應(yīng)用分析

周戰(zhàn)朋 吳宸棟 吳卓君

隨著我國公路總里程的不斷延長，使得我國對于我們建設(shè)材料的需求量不斷攀升，公路瀝青作為一種常見的公路建設(shè)材料，關(guān)于公路瀝青拌合站的相關(guān)研究也在不斷深入天然氣作為一種清潔燃料，如何將其融入到公路瀝青拌合站的加熱技術(shù)當(dāng)中去成為不得不思考的問題。

一、天然氣加熱的優(yōu)勢

瀝青拌合站的主要目的是對于瀝青熟料的拌合，形成瀝青穩(wěn)定土。一般瀝青拌合站所使用的是燃燒油，但是在燃燒油的使用過程當(dāng)中會產(chǎn)生一系列的垃圾污染，為了最大程度的實(shí)現(xiàn)對于環(huán)境的保護(hù)，降低生產(chǎn)成本選擇新型燃料進(jìn)行加熱，成為泥晶拌合站所不得不考慮的問題，天然氣作為一種清潔燃料，在瀝青拌合站的加熱過程當(dāng)中，能夠起到應(yīng)有的加熱作用。

天然氣具有許多優(yōu)點(diǎn)，首先天然氣是一種十分安全的氣體，天然氣相較于空氣而言較輕，不易形成易爆炸性氣體安全性較高，在實(shí)際的使用過程當(dāng)中，天然氣也能夠最大程度的降低對于周邊環(huán)境的污染問題，減少二氧化硫和粉塵的排放，不僅如此天然氣與其他的傳統(tǒng)燃料相比其熱值相當(dāng)，但相較于其單位價格而言更加便宜。除此之外，作為一種清潔能源，也能夠很好的維護(hù)工業(yè)設(shè)備的使用壽命相較于操作人員而言，危險(xiǎn)系數(shù)也較小。

圖1 公路瀝青拌合站加熱流程圖

二、技術(shù)改造

當(dāng)前在我國，在瀝青拌合站燃料使用當(dāng)中，很大程度上仍然采用重油柴油作為燃料，雖然這種方法已經(jīng)十分成熟，但是此種方法對于周邊環(huán)境所造成的影響較為突出，其次其生產(chǎn)效率也較為低下，對于相關(guān)機(jī)械設(shè)備的損耗也較大。為了全面推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，采用新型燃料替代傳統(tǒng)燃料成為了瀝青拌合站燃料選擇的新方向，天然氣作為一種由甲烷組成的氣態(tài)化石燃料，在燃燒過程當(dāng)中，表現(xiàn)出高效，安全污染小的特點(diǎn)，同時還具備無腐蝕性，無色無毒等特點(diǎn)與傳統(tǒng)燃料相比在使用過程當(dāng)中其更加實(shí)用，相關(guān)生產(chǎn)成本也會由此降低。

瀝青拌合站采用天然氣加熱技術(shù)，需要配備有燃?xì)獯鎯φ疽约跋嚓P(guān)天然氣管道的鋪設(shè)原裝對于操作安全以及燃燒系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)置。天然氣在管道輸送到拌合站之后，經(jīng)過壓力系統(tǒng)增壓，輸送到空溫室氣化器，將天然氣由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，在通過對于工作壓力的調(diào)整之后，將天然氣輸送到燃燒系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行燃燒，通過燃燒器實(shí)現(xiàn)對于瀝青拌合過程當(dāng)中的加熱。

在進(jìn)行公路瀝青拌合站天然氣加熱設(shè)備改造的過程當(dāng)中，對于燃燒設(shè)備的改造。應(yīng)當(dāng)要在公路管理總段當(dāng)中更換導(dǎo)熱油爐，將之前用的傳統(tǒng)燃燒器改變?yōu)椴捎锰烊粴馊紵绞?。之前燃油方式的燃燒器可以繼續(xù)使用，但是需要在燃燒嘴的位置設(shè)置有相應(yīng)的供氣管路，從而保證天然氣。加熱方式的改進(jìn)，在此基礎(chǔ)上也需要保留好原燃油能力，以備不時之需。再進(jìn)行加熱改制的過程當(dāng)中，也需要根據(jù)不同拌合站的不同需求來進(jìn)行不同的方案設(shè)計(jì)，不同拌合站的加熱量，根據(jù)其工作需要有其不同，在進(jìn)行燃燒設(shè)備的改造過程當(dāng)中，是應(yīng)當(dāng)要固定的問題。

其次對于空氣設(shè)備的改造也是十分重要的環(huán)節(jié)，瀝青拌合站是在不斷移動的，因此在空氣設(shè)備方面也應(yīng)當(dāng)要保證天然氣的穩(wěn)定，持續(xù)傳統(tǒng)的管道天然氣供應(yīng)方式顯然不能滿足瀝青拌合站的供氣需求，因此采用移動式撬裝站來進(jìn)行天然氣的供應(yīng)。整個撬裝站應(yīng)當(dāng)要包括4 個系統(tǒng)，即氣化撬、存儲撬、卸車撬和增壓撬。天然氣采用槽車運(yùn)輸液化天然氣的方式，通過控溫式氣化器調(diào)壓之后，使天然氣以較為穩(wěn)定和均衡的壓力，對于需要加熱的原料進(jìn)行加熱，一般來說天然氣經(jīng)過氣化后的壓力，大約維持在0.5兆帕，而經(jīng)過調(diào)壓之后適合拌合站所使用的壓力應(yīng)當(dāng)為45 千帕。

圖2 天然氣供氣方式優(yōu)劣比較表

三、天然氣供應(yīng)方式

我國天然氣事業(yè)雖然已經(jīng)取得了較快的發(fā)展，但是在公路項(xiàng)目建設(shè)過程當(dāng)中，由于受地理環(huán)境的限制，其供應(yīng)的方式也有所不同，在瀝青拌合站選擇天然氣供應(yīng)方式時，也需要根據(jù)實(shí)際的需求來進(jìn)行選擇。

天然氣的供應(yīng)方式主要有三種管道供應(yīng)，CNG 供應(yīng)，LNG 供應(yīng)。管道運(yùn)輸?shù)墓て谳^為穩(wěn)定，安全系數(shù)較高，同時此種工藝方式的價格較低占地面積也較小，但缺點(diǎn)在于此成本需要較高的前期投入，管道的鋪設(shè)也在很大程度上受到了地形等因素的影響。CNG 供應(yīng)方式是壓縮天然氣（compressed natural gas）英文縮寫是將天然氣壓縮在容器當(dāng)中的一種天然氣運(yùn)輸方式。此種方式優(yōu)點(diǎn)在于投資較小，具有較強(qiáng)的靈活性，同時成本較低，但不足之處在運(yùn)輸量較小，工期范圍不大，同時不能夠保證穩(wěn)定的空氣在很大程度上具備一定的安全隱患。LNG 供應(yīng)方式指的是液化天然氣是英文單詞（liquefied natural gas）的縮寫，通過對于氣田的天然氣進(jìn)行凈化處理之后，利用超低溫液化進(jìn)行儲存，此種方式工藝簡單，運(yùn)輸管理安全性，注音較高，同時單擊面積較小，但唯一不足的是這種方式需要找多的投資。

根據(jù)實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際工作當(dāng)中采用LNG 液化天然氣供應(yīng)方式的企業(yè)較多，可以采用低溫容器運(yùn)輸?shù)綖r青攪拌站，相較于其他兩種天然氣供應(yīng)方式而言，此種供應(yīng)方式的單位成本更經(jīng)濟(jì)也更安全。

四、天然氣加熱效益

比較天然氣與柴油重油等燃料在加熱效益方面的差異，首先就熱值展開分析。天然氣其熱值的含量較高，同時能夠?qū)崿F(xiàn)燃料的充分燃燒，溫度也較為穩(wěn)定，前期需要投入一定的資金成本，但在長期使用的過程當(dāng)中，能夠很好的實(shí)現(xiàn)對于資源的有效利用，降低整體成本，同時還能夠減少各類機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障的可能性，減輕環(huán)境污染。柴油，重油燃料的燃燒過程當(dāng)中容易出現(xiàn)污染物同時熱值相較于天然氣較低，也存在燃燒不充分的現(xiàn)象，造成了一定程度的資源浪費(fèi)。在燃燒的過程當(dāng)中，天然氣燃燒充分，能夠減少受到油渣等有害物質(zhì)侵染造成污染的現(xiàn)象，保證了石料的清潔以及粘附性。

除塵及故障率，重油燃燒不充分，很容易糊住布袋影響到對于除塵效果的提升，粉塵過多也會影響到瀝青的結(jié)團(tuán)導(dǎo)致回收粉質(zhì)量較差。而使用天然氣幾乎沒有任何殘留物，粉塵也能夠保持干燥，對于布袋的污染也較小，在一定程度上減少了布袋的更換次數(shù)降低成本，同時回收粉的質(zhì)量也較高保證了對于環(huán)境污染較小，同時兼顧經(jīng)濟(jì)效益。

就生產(chǎn)效率而言，柴油與重油的雜質(zhì)含量較多，流動性較差在點(diǎn)火的過程當(dāng)中速度較慢，生產(chǎn)效率整體較為低下，而天然氣其具有熱值較高清潔等特點(diǎn)，生產(chǎn)效率也較快，能夠較快的實(shí)現(xiàn)火焰上升及點(diǎn)火等操作。

就節(jié)能環(huán)保而言，柴油與重油一般會產(chǎn)生2%～3%的損失，同時產(chǎn)生的尾氣中含有二氧化硫與氮氧化物造成環(huán)境污染，且處理會產(chǎn)生一定的處理費(fèi)用，而天然氣燃燒效率能夠達(dá)到99%以上，燃燒之后不會產(chǎn)生其他有害物質(zhì)。

就經(jīng)濟(jì)效益而言，重油和柴油的加熱成本一般在每噸20～30 元而與天然氣相比，每噸天然氣可以節(jié)省0.5～1 元。

五、天然氣加熱技術(shù)安全管理

1.安全管理

天然氣及主要的成分為甲烷甲烷含量達(dá)到99%以上，二氧化碳與氮?dú)獾暮績H占1%左右是屬于甲類高危，因此在使用的過程當(dāng)中一定要注重生產(chǎn)安全。在進(jìn)行拌合站天然氣加熱技術(shù)改造項(xiàng)目的過程當(dāng)中，相關(guān)的配套設(shè)施以及設(shè)備應(yīng)當(dāng)要由專業(yè)的企業(yè)提供，同時應(yīng)當(dāng)要經(jīng)過專業(yè)檢查，保證產(chǎn)品和材料，合格之后方可開始相關(guān)事務(wù)工作。其次對于離經(jīng)叛道深入考察當(dāng)?shù)氐木唧w環(huán)境，遠(yuǎn)離居民區(qū)，同時相關(guān)的消防通道和應(yīng)急處理機(jī)制必須到位，在進(jìn)行施工的過程當(dāng)中，員工一定要嚴(yán)格的按照安全手冊來進(jìn)行生產(chǎn)，對于在使用過程當(dāng)中存在的各種問題要進(jìn)行全面徹底的技術(shù)排查保證安全生產(chǎn)。在施工單位的管理過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)要加強(qiáng)巡查監(jiān)督，保證各崗位的工作人員恪盡職守，嚴(yán)格按相關(guān)操作流程來進(jìn)行。對于相關(guān)技術(shù)操作人員，要立即開展安全意識考察和技能培訓(xùn)，提升企業(yè)的突發(fā)事件的能力，降低發(fā)生突發(fā)事件的可能性。

2.安全保障措施

瀝青拌合站在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程當(dāng)中，也需要工作人員注意自身安全防護(hù)，理清拌合站，其主要控制主線有兩條即分為骨料篩分運(yùn)輸系統(tǒng)與加熱保障系統(tǒng)。骨料篩分運(yùn)輸系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)要按照規(guī)定順序來依次開機(jī)啟動，否則將很容易導(dǎo)致運(yùn)輸系統(tǒng)出現(xiàn)阻塞等問題，進(jìn)而對設(shè)備造成損傷。而加熱系統(tǒng)的保障應(yīng)當(dāng)要先后打開，引風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)如果順序不對，很容易出現(xiàn)回火現(xiàn)象，甚至可能引起火災(zāi)燒毀機(jī)器。

想要實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)；相關(guān)的安全保障措施必須到位。瀝青拌合站位置確定之后需要對周邊的供氣能力，天然氣的運(yùn)輸車輛運(yùn)輸能力，保證協(xié)調(diào)一致。減少由于天然氣供應(yīng)不足等突發(fā)事件造成的影響。其實(shí)對于天然氣設(shè)備系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)要實(shí)行貨運(yùn)管理，在相關(guān)位置設(shè)立及警戒牌和警戒線。在攪拌站的工作過程當(dāng)中，也應(yīng)當(dāng)要建立起一套完整的巡查和檢查體系，對于管道連接部報(bào)警器閥門的重要位置要進(jìn)行嚴(yán)格多次檢查，確保整個拌合站的安全有效運(yùn)行。

瀝青拌合站還應(yīng)當(dāng)要建立起應(yīng)急處理機(jī)制，在高危區(qū)域配備有相應(yīng)的消防器材以及求生通道定期進(jìn)行消防器材的檢查與維護(hù)等于?？赡艽嬖诘母呖諌嬑餀C(jī)械傷人的風(fēng)險(xiǎn)，也應(yīng)當(dāng)要進(jìn)行嚴(yán)格排查，將風(fēng)險(xiǎn)因素盡早的扼殺。

六、結(jié)語

公路瀝青拌合站天然氣加熱技術(shù)的融入能夠有效地降低生產(chǎn)成本，保證安全運(yùn)行，但同時在運(yùn)行的過程當(dāng)中，也要最大限度地實(shí)現(xiàn)安全管理，建立起有效的安全保障措施，降低發(fā)生事故的可能性。