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)、成品料儲存系統(tǒng)（根據實際需要匹配）等部分組成（如圖1）。

圖1 燃燒系統(tǒng)組成和工作原理

表1 技術參數表

燃燒系統(tǒng)能夠對所需用的骨料進行加熱，達到一定的溫度后（175～200℃，根據實際需求）連續(xù)的通過干燥筒輸入到提升機進入下一個工作環(huán)節(jié)。燃燒系統(tǒng)主要由：燃油過濾器、壓力裝置、鼓風機、燃油泵、調壓閥、燃燒器、噴油嘴、火焰探測器及其輸送管道等組成。對以上幾個重要部件需進行定期的檢查與維護，才能保證瀝青拌合站燃燒系統(tǒng)更好地工作，生產出質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，是通過增強其壓強的方式來達到霧化的目的，一般會將燃油加壓到2.5～3.0MPa。這種霧化方式主要是利用油槍噴口機械霧化片的旋轉流動，通過高速的旋轉流動，油流與空氣摩擦后會使燃油破碎、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致的結果是在假設條件較多的情況下才能完成的，假設每一粒油珠的大小都相同，假設的油珠數目與真實的油珠數目不相等，才可以達到預期結果。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，那么破碎的難度就會越大。因此，考慮到黏度和溫度（輕質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，一般不會使用。

因此，大多數臨時性的瀝青拌和站，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在于其中所含雜質較多，在燃燒使用過程中對燃油泵的損傷比較大，導致燃油泵出現故障的概率非常高。因此，拌和站一般在燃燒器進油端增加兩級過濾裝置和增壓泵，用來過濾雜質和增加進油端壓力，故需嚴格控制進場燃油品質，并及時經常性清洗過濾器濾網、燃燒器噴頭、霧化盤等。

同時，因燃燒不達標的燃油會造成燃油泵的磨損，促使排量下降，供油壓力降低，直接影響燃燒器的霧化效果，導致燃燒效率降低，會耗費大量的燃油，甚至會產生大量的黑煙，達不到現行環(huán)保要求，而燃燒不充分的燃油一部分會附著在骨料表面（形成黑點），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在引風機風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，各級料倉中0～0.075mm粉塵含量超標，造成實際的瀝青油石比變化，嚴重影響混合料質量。再者，因除塵效果不好，一些粉塵會進入引風機葉片，對引風機葉片造成損傷，造成引風機動平衡打破，出現失穩(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的液體中，進而形成液體氣泡流，流經混合管經過混合后到達錐形收斂段，此時，氣泡的數量會急劇增多，除了數量上的增多外，氣泡在受到膨脹后的直徑也會逐漸加大，氣泡的直徑會持續(xù)增大的同時受到氣體、液體兩股相流的緩沖脈動作用，這些氣泡中有的會因為以上因素被破碎分解成逐個的小氣泡，這些小的氣泡從噴嘴噴出后一般會爆破成為霧滴。一般來說，將液體霧化需要克服液體的兩大難點，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，兩種克服方式有質的區(qū)別，這也導致兩種方式本質上應用原理的不同。兩種霧化方式各有各的優(yōu)點，因此，在燃燒應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，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的燃料油，其霧化過程只需要將燃料油加熱到流動狀態(tài)并送到霧化噴嘴即可。氣泡霧化燃燒器的優(yōu)點也有很多，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。相比壓力霧化會形成較大的黑煙，氣泡燃燒器不會形成較大的黑煙，能夠完全燃燒的同時還能做到低碳環(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到較強的燃油效果，同時，氣泡霧化所使用的燃燒器可以自行調節(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用實例

某施工企業(yè)從國外進口了一臺4000型瀝青拌和站，原本使用的是壓力霧化方式，因為所使用的燃料油中雜質有很多，使用一段時間后，瀝青拌和站出現故障的概率非常高，且會產生大量的黑煙，燃燒質量也不高，對環(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，每年會產生較多的維修成本。因此，綜合多方面因素的考慮，改用氣泡霧化器，發(fā)現有以下幾點優(yōu)勢。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，同時生產效率也顯著提升，相比壓力霧化器，使用氣泡霧化器，拌和機生產效率提高，在同樣的工況下，拌和灰?guī)r材料的AC-20C每小時由原來的260T提高到300～320T，同時燃燒器故障的次數也在逐漸減少，不需要過多地對燃燒器進行檢修，減少了維修成本，保證了生產加工的效率。同時，氣泡霧化器的燃燒效率遠遠大于壓力霧化器，能保證燃油的充分燃燒，瀝青拌和站也不會產生過多的黑煙造成環(huán)境的污染，達到了環(huán)保排放標準。在使用壓力霧化器時，由于燃燒過程不充分，造成剩下的燃油會污染到除塵布袋，而當使用了氣泡霧化器后，除塵布袋不會再被污染，大大延長了除塵布袋的使用壽命。另外，經統(tǒng)計，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，經濟效果明顯。

4 結語

本文對瀝青拌和站燃燒系統(tǒng)的兩種霧化方式進行了研究對比，瀝青拌和站燃燒系統(tǒng)是對骨料進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，霧化過程對于最終瀝青混合料的質量影響很大。本文對兩種霧化方式進行了比較，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，且不會產生較大的燃油損耗，利用最少的燃油消耗量形成質量最佳的瀝青混合料，不僅減少了相關成本的投入，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。