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行业新闻

专家谈沥青搅拌设备在使用过程中的节能减排

      当前,节能减排是世界各国共同关注的热点问题,我国也把节约资源,降低排放作为基本国策。交通运输部近些年更是把节能减排作为发展中的重中之重。2006年,交通运输部节能减排工作领导小组成立,交通运输部部长、党组书记李盛霖任组长,主要从立法、标准、规范、政策引导等方面来引导和推进交通行业节能减排。李盛霖也多次在节能减排会议上强调指出,要进一步加快节能减排统计监测考核体系建设,深入研究节能减排技术和管理问题,高度重视节能减排工作。
      那么,沥青搅拌设备在搅拌设备的性能上、沥青搅拌设备在使用过程中及沥青混合料的生产中存在着哪些能耗损失?该如何节能降耗?为此,我们特别约请了行业科研院所专家、制造企业、施工企业的管理与技术人员就沥青搅拌站的节能减排问题进行探讨。原西安公路学院院长、党委书记/中国工程机械学会路面与压实机械分会名誉理事长孙祖望:
      沥青搅拌站在使用过程中的节能减排措施主要体现在以下4个方面:一是料堆管理中的节能减排措施,包括:(1) 降低料堆的堆积高度。(2) 修筑倾斜的,具有良好排水结构的堆料场地。(3) 修筑防水的雨棚。
      二是提高集料干燥加热系统性能的节能减排措施,主要有:(1) 降低燃料不完全燃烧的损失。(2) 降低燃烧器的过量空气系数。(3) 降低从冷集料进口处吸入的冷空气。(4) 更好地组织高温燃气与冷集料的热交换过程。(5) 降低烘干筒出口燃气的温度。 (6) 降低烘干筒筒壁的散热损失。(7) 缩短燃气排入大气的路径长度可以减少燃气在管道中的散热面积,从而降低燃气中的热量损失。这一措施的典型代表就是将袋式除尘装置直接安放在烘干筒上方的结构。(8) 降低烘干筒出口热集料在输送至拌缸过程中的热量损失。
      三是正确使用操作沥青搅拌设备。包括:(1) 合理确定集料、沥青和混合料的加热温度。 (2) 正确选择筛网的筛孔和进行生产配合比的调试。 (3)正确地操作和使用干燥加热系统。
      四是降低对热拌混合料的温度要求。在近十余年来,尤其是进入21世纪以来,温拌沥青技术获得了迅速的发展。温拌沥青技术是当今在沥青搅拌设备中实现节能减排有潜力和发展前景的新技术。
      长安大学工程机械学院教授、长安大学质量控制研究所所长杨人风:
      在设备使用方面,如何合理布局拌和场地显得至关重要,大型的沥青拌和站一般占用的场地比较大,如果能在施工地就近的地方合理地选择,就可适当地降低拌和料的运输费用;
      一般碎石的含水量增加1%,拌和楼的产量会降低10%,如果采取措施,使细集料的含水量降低,会使烘干变得容易,不仅大大降低重油的消耗,同时提高了设备的生产效率,加快了施工进展,也是一种节能。比如,可将堆放场地搞成一个缓斜坡,让雨水能及时排出场地;对于0~3mm石屑,可以修建料棚,防止雨水淋湿原材料,从而保证沥青拌和楼生产的时候原材料的含水量是非常低的。
      如果能正确操作设备,提高生产率,就可避免使用不当造成的损失。比如一套4000型的拌和设备,如果正确使用,一小时可拌出300吨的拌和料,如果使用不当的话,一小时只拌了220吨的拌和料,在单位时间内,消耗的能量是相同的。所以说效率高,本身就是节能。
      西安筑路机械测试中心副主任谢立扬:
      间歇式沥青搅拌设备在使用过程中的节能措施包括:
      (1)原材料的管理:冷骨料含水率每减少1%,燃油消耗可降低10%。假如沥青搅拌设备一年生产25万吨混合料,每吨油料成本按50元,全年可节省125万元。因此做好原材料场地的排水、防雨是十分重要的。
      (2)降低排烟温度:排烟温度每降低4℃,燃油消耗可降低4%。烟气温度越高,意味着热效率越低,能量浪费越大。
      (3)烘干筒保温:烘干筒热效率计算时,一般都假定烘干筒表面热损失在5%~10%,对烘干筒进行保温处理,可减少这部分热量损失。
      (4)改善燃烧器性能:良好的雾化是重油完全燃烧的重要条件,应根据雾化器的要求选择适宜的燃油品种,为保证燃烧充分,应对火焰的着火点位置、颜色、风油比的大小进行调节,目前国内外较先进的沥青搅拌设备燃烧器多为低压雾化方式,其雾化方式先进,可以燃烧多种燃料,故障率低,雾化效果好,因而比压力雾化方式可节约燃油约1.0kg/t。
      另外,燃烧器的保养维护和使用年限对热效率也有较大的影响。
    (5)燃烧系统的合理匹配:燃烧器、烘干筒、除尘器和引风系统构成了燃烧系统,它们之间的合理匹配对火焰的燃烧起着重要作用,燃烧器的火焰长度、直径与烘干筒长度、直径是否匹配、烘干筒的负压与引风机的关系、除尘器的运行阻力大小都直接决定着骨料加热温度的高低及温度稳定性,从而影响着燃烧器燃油的消耗。 
      (6)拌合温度的控制:据国外资料介绍,拌合温度每超过规定温度15?20℃,就要多消耗4%~5%的燃料,对于沥青拌合来说,施工工艺要求热骨料的温度一般比成品料温度高出10℃以上,但温度过高,虽然使拌合容易,但它使能量消耗增加,导致沥青老化,压实变得困难。
      (7)沥青罐、管路、成品料仓和阀门等的保温:如何减少沥青罐、管路、成品料仓和阀门等表面热量的损耗,是搅拌站节能的另一主要方法,通常的做法是保温岩棉包裹,但保温层的厚度是非常关键的参数,对于3000加仑的沥青罐,要维持相同的温度,70mm厚的保温层要比150mm厚的每小时多消耗0.6升燃料,因此保温方法得当,可有效地杜绝热量的损耗。
      (8)电机变频控制:在搅拌设备中,引风机的电机功率是较大的,约占总装机功率的1/5,根据流体力学原理,风量与转速成正比,功率与转速的立方成正比,理论上如果流量为额定流量75%,转速应控制在额定转速的3/4运行,其功率为额定功率的42%。但在实际工作中引风机的风量只有额定的40%~70%,但电机却在额定转速下工作,电机功率因数低于0.8以下,造成电功率浪费。据我中心检测当引风机电机采用变频控制后,功率因数可达到0.9以上,极大地提高了电机效率。
      北京城建道桥建设集团有限公司路面公司副总工程师张勇:
      采取优质燃料:对于间歇式沥青拌合楼的燃料,我们根据供应不同渠道采用两种,一种是重油,另一种是煤,我们都对其指标按照较高要求控制。重油是较常用的燃料,要选择正规厂家生产的、技术参数优良的产品,其品质较稳定。对于燃煤的设备,我们优选热值6000大卡以上的煤,配备磨粉机、喷粉机和强力的送风设备,形成一套高效率的燃烧系统,有效保证混合料温度的同时,降低了燃料消耗和废气排放。
      保持原材料干燥、洁净:北京城建(600266,股吧)道桥建设集团有限公司路面公司的5台间歇式拌合站有4台在江西、广西等南方多雨地区施工,石料的含水量直接影响到间歇式沥青拌合站的生产效率,材料含水量越大,能耗越高,尤其是0~2.36的细集料,非常容易吸水,在普通沥青混凝土中,一般每增加1%的含水量,能耗增加10%左右,为此,北京城建道桥建设集团有限公司路面公司在工地上采取了用砼硬化平整场地,设置渗沟、排水沟,增加场地坡度等措施防止存料场地积水,然后对0~3mm、3~5mm细集料和矿粉库,搭设彩钢瓦天棚存料,避免了雨水淋湿,使材料保持干燥、湿度稳定,在减少燃料消耗的同时也确保了混合料质量的稳定。
      其次,对原材料加强质量控制,尤其是细集料,严格控制0.075mm通过率。在石料加工设备上安装除尘设备,有效降低石料中的粉尘含量,这样,就会大大减少废粉的排放,节约了能源。在很多工地上,二级回收粉是不得作为填料使用的,粉尘的减少也是节能减排的一项措施。
      设备燃烧系统:对于间歇式沥青拌合站,燃烧器的性能、喷油嘴的质量、雾化效果、风门开度、风油匹配等以及燃料适应性等,涉及到燃料能否充分燃烧,发挥燃料较大热值,因此,要综合各地使用效果,优选可靠的品牌。北京城建道桥建设集团有限公司路面公司全部采用了西筑的设备,并结合多年使用经验,在一些设备上进行了小改造、小革新,使燃料综合利用率得以控制在较高的水平。
      中交股份第二公路工程局上海远通路桥工程有限公司机械物资部设备经理夏小星:
      中交股份第二公路工程局上海远通路桥工程有限公司多年来一直使用的是意大利玛连尼的MA230沥拌站,由于当前能源危机,柴油价格日益高涨,结合新型沥拌站的燃烧系统,对设备进行了燃烧系统和导热油的加热系统的改造,分别采用重油和煤代替柴油燃烧,经过统计,燃烧重油的成本大概是柴油的60%,如果用煤来加热沥青的成本只是柴油的3/10,经统计,每吨沥青混合料中,能节约3元/吨,节约施工成本效果非常明显。
      沥青拌和楼是一台大型施工设备,其日常维修费和大修费用是一笔很大的开支,控制好可大大节约设备维修使用成本。首先,我们从日常保养着手,派专人给设备打黄油,严格按照设备润滑时间表进行,确保润滑油加注到位;第二,采取预防式保养,平时加强设备的巡视检查工作,提前发现问题,提前处理问题,而不是等设备出故障了再去修理,这样避免了大的机械结构的破坏;再次,该设备是原装进口设备,对设备的配件选用很重要,我们通常要对周边配件市场进行详细的调研,货比三家,尽量购买符合设备运转要求的国产配件,万不得已才从厂家购买进口配件,这样大大地降低了设备的修理费用。设备在前5年使用过程中,日常维修费和大修费用加在一起,平摊到每吨混合料,才达到0.2元/吨,在设备后5年使用过程中,日常维修费和大修费用加在一起,才达到0.5元/吨,远远低于工程成本预算的1元/吨的标准。
      考虑到购买矿粉的成本较高,在施工中决定自己生产矿粉,我们购买了生产产量为12吨/小时的上海重冶机械厂生产的高压矿粉生产设备。取代了传统的球磨机,生产效率大大提高,同时安装了两个储量总共为200吨的矿粉罐,完全满足了沥青拌和楼生产的需要。购买设备的成本是65万元,设备的电力功率是120千瓦,工业用电每度是0.7元,每吨碎石的成本是27元,按每小时生产12吨矿粉来计算,每生产一吨矿粉的成本是34元,加上人工和装载机的辅助费用,每吨矿粉的总成本下来在40元左右,远远低于120元/吨的采购价,这样每生产一吨矿粉这台设备可以挣利润80元,八千吨矿粉的生产量就可以收回投资。且自己生产加工的矿粉质量有保证,并使沥青拌和楼废料溢料口很多不符合级配规格的碎石可以二次利用,可以用来生产矿粉,从而节约了施工成本。
      以前我们工地上所需要的乳化沥青都是从外采购来的,为了降低成本,我们决定自行加工。先选购了西安达刚公司生产的乳化沥青生产设备,额定产量12吨/小时,设备功率30千瓦。设备上的核心部件采用高速剪切磨代替了胶体磨,这样设备可以生产SBS等一些改性沥青的乳化沥青,设备的适应范围广了。整个设备投入不大,也就是20万左右。比如我们工地,从100公里外购买普通乳化沥青的价格是2800元/吨,而我们自己生产普通乳化沥青的成本是1800元/吨,如果生产200吨乳化沥青就可以收回设备的投资,这样算来经济效益非常明显。
      沥青拌和站生产的时候,需要对原材料碎石进行烘干,这样会产生不少的回收粉,通过螺旋排出来后,对周围的环境产生严重的污染,一般的工地处理办法是:用水泵浇些水,然后用装载机铲走。由于回收粉的特殊性,采用这种方法,水和粉根本不能充分混合,当回收粉转移的时候造成了现场的二次环境污染,严重者甚至招来当地村民阻扰施工,影响工程的进度,每年还要给当地村民补偿一笔几万元不等的费用。对于这个问题,我们采购无锡雪桃机械厂生产的废粉处理装置,工作原理有点类似水稳拌和机,把出来的干回收粉跟水充分强制搅拌,形成颗粒状堆放起来。回收粉变成颗粒状后运输也非常方便,可以用来回填路基,达到了变废为宝,整个拌和站也显得非常干净。
      (本文摘自《建设机械技术与管理》杂志第六期)

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