浅谈沥青拌合楼油改煤装置的改装工艺及节能性

曹小堂

【摘 要】通过沥青拌合楼油改煤装置的成功实践，详细介绍了油改煤装置的组成原理、性能、经济性对比、以及改装工艺，并针对其使用过程中存在的问题提出了相关的注意事项及改进措施，有助于发挥油改煤装置的最大潜力。

【关键词】沥青拌合楼；油改煤装置；改装工艺；经济性分析

沥青混凝土搅拌设备是沥青路面工程和养护中的关键设备，早期的沥青拌合楼以柴油或重油为主要燃料。随着公路事业的高速发展，在市场竞争日益激烈，公路建设工程利润空间日趋缩小.国际国内燃油价格不断上涨，以及节能减排的环保要求，为降低工程成本，增加经济效益，我单位决定对2002年从玛连尼的进口的2000型燃油沥青搅拌设备进行燃烧器油改煤技术改造。

沥青拌合楼所使用的油改煤装置也称煤粉燃烧装置，它是近几年兴起的一种节能装置。实践证明，每生产1吨成品沥青拌合料需烧柴油 7～8 kg，而烧煤仅为 10～12 kg，目前市场价：柴油 7.5 元/kg、煤 1.0 元/kg，那么：油煤成本对比：8×7.5：12×1=60：1.2，除去人工、电费、油改煤装置的折旧成本外，最少节约三分之二的成本，因此，煤粉燃烧装置被广泛应用于道路沥青拌合装置，但是有关它的构造原理，经济性对比以及存在的问题，注意事项却介绍的很少，笔者结合本单位 2000 型沥青拌合楼油改煤装置的实践经验，浅谈油改煤装置的原理、构造、经济性对比以及存在的问题和注意事项，以供其它拌合楼油改煤装置的用户作借鉴。

一、油改煤燃烧装置的组成及原理

油改煤燃烧装置由燃烧炉膛、粉煤机、碎煤机、引火系统、鼓风机以及电控制柜组成。主要功能包括碎煤、粉煤、煤粉输送、送风、点燃和燃烧。原煤先经碎煤机破碎成 5mm以下的混合颗粒后，再经粉煤机粉碎至 150 目以下的微小颗粒，并输送至燃烧炉膛，由燃油引火系统喷油，并根据烘干筒混合料的温度要求，随时调整供煤量和引风量，两者最佳匹配可使煤粉充分燃烧而给烘干筒提供足够的热量。

（1）燃烧炉膛

燃烧炉膛一般由膛体、喷火口、后盖等组成，膛内设置耐火砖，目前最新炉膛结合我国煤碳资源的特性以及国内沥青拌合楼烘干筒的结构和性能，采用现代最新的大速差燃烧技术，低尘燃烧技术和强旋流理论，运用计算机流体仿真技术研制而成，炉膛本体可旋转，有自动排除炉渣功能，燃烧炉膛由内向外，依次为中心风、煤风、旋流风、直流风，直流风通道还可根据用户要求，设置自动点火装置，煤风通道设计科学，在使用中不易堵塞，易磨损部位采取了特殊处理，保证了使用寿命。

（2）粉煤机

粉煤机由壳体、轴承总成、供煤装置和底架组成，供煤采用变频调速；可将粒径小于 5 mm 的煤粒碎成150 目以下的微小颗粒，使煤粉在燃烧炉膛内充分燃烧，一般粉煤机粉煤叶片采用特殊耐磨材料制成，且用螺栓连接，使用寿命长，便于更换。

（3）碎煤机

碎煤机由支架、电机、入煤口、出煤口、破碎锤、链轴等组成，破碎锤与链条连接，当电机旋转时带动链轴转动，从而带动破碎锤高速运转而使原煤破碎，一般破碎后的煤粒径<5 mm。

（4）燃油引火系统

燃油引火系统由箱体、油泵、油枪、溢流阀、电机等组成，特殊的油枪喷咀结构，使柴油雾化效果好，易点燃，燃烧充分，节约燃油。

二、对燃煤设备的性能要求

（1）燃烧炉的发热量要与搅拌机生产能力及沥青混合料出料温度相匹配；

（2）火力调节简便，出料温度均匀，一般应控制在±5℃；

（3）能够充分燃烧，不冒黑烟，减少灰尘，满足环保要求；

（4）自动化程度高，操作简便；

（5）炉头，引火口，炉膛寿命长，叶片耐磨性高，整机可靠性和安全性能高。

三、煤粉燃烧装置的改装工艺

如果用户要把原来烧柴油的沥青拌合楼改装成烧煤的，一般请按下列步骤进行：

（1）测量现场布置位置尺寸，确定煤粉燃烧装置现场安装布置方式。

（2）拆除原有燃油燃烧器，拆除原燃烧器的安装法兰。

（3）测量原燃烧器安装中心高度，根据燃烧炉膛及支架高度，做好支架基础。

（4）按照引火口安装尺寸，测量烘干筒出料端箱体部分所需尺寸，并且对烘干筒出料端叶片旋转定向尺寸核查，避免与引火口干涉。

（5）在烘干筒出料端箱体部开口并焊接引火口座，连接引火口。

（6）将燃烧炉膛及支架安装到位，布置粉煤机及煤斗，地面硬化后，放置粉煤机及煤斗，安装连接供煤螺旋输送器。

（7）将电柜箱安装于原控制房内，连接电缆线及控制线，开机调试。

四、燃煤燃烧点对施工现场，煤及砂石材料的要求

（1）场布置时要留出足够的场地堆放燃煤，确保燃煤的正常及时供应。并且，燃煤在存放时需要搭棚遮盖，防止水淋受潮，含水量应<2%，否则应晾嗮或烘干，以避免煤粉结块而难于燃烧，即影响出料温度又降低出料产量，还浪费煤粉，造成较大污染，最终造成很大的经济损失；

（2）砂石料含水量应<5%；

（3）对煤质的要求：

①发热值>5000kcal/kg；（6000kcal时火焰温度1500℃，4500-6000kcal时火焰温度1000-1500℃）；

②含水量<2%；含水量大则易结块，影响燃烧；

③挥发粉含量>25%，挥发粉含量达不到时燃点升高，燃烧困难；

④含硫量<2%；灰熔点1450℃。

五、燃煤与燃油经济性分析

以我单位 2000 型沥青拌合楼为例，原生产 1 t 成品料最少需烧柴油 8 kg，成本价为 8×7.5=60 元。在今年二级公路大中修工程工程中，按照设计要求，我标段全程长 30 km，铺筑厚度 8 cm，用料统计 44 160 t，用华亭原煤 3 740 t，经核算生产 1 t 沥青成品料约 12 kg 煤。

1.根据目前柴油、煤的价格行情（暂定）

（1）柴油 7.5 元/kg；

（2）发热量 5 500 大卡以上的有烟煤价格为 1.0 元/kg；

（3）每生产 1 t 沥青拌合料需烧柴油 8 kg；

（4）每生产 1 t 沥青拌合料需烧烟煤 12 kg；

（5）油改煤装置需设置 2 名小工，工资 2×100.00元/h ；

（6）电费 0.6 元/度

（7）2000 型沥青拌合楼产量 160 t/h 。

2.每天按 8 h 计算节约费用

（1）需烧柴油：

160 t/h×8 h×8 kg/t=10240 kg；

折合人民币：10240kg×7.5 元/kg=76800.00 元。

（2）燃煤：

需烧无烟煤：160 t/h×8×12 kg/h=15360 kg；

需耗电：118 kW×8 h=944度；

2名小工工资：2×100=200.00 元；

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

（3）每天可为用户节约燃料费：

76800.00-16126.40=60673.60元。

（4）每月可节约费用：60673.6元/天×30天=1 863 690.00 元。

3.沥青拌合楼油改煤装置的成本

一般 2000 型沥青拌合楼改装费约 20 万左右，如果生产正常，改装投产后当月就收回设备成本，并且还有较大节余，值得烧油用户借鉴。

六、煤粉燃烧装置的性能特性

（1）节能降耗，节约成本

从2000型沥青拌合楼烧柴油与烧烟煤成本对比中可以明确算出，煤粉燃烧装置每天可以节约几万元的燃料费用，且目前燃油价格高、供应紧张，而燃煤的价格明显较低，从而为用户节约较大成本。

（2）火力强劲，出料率高

实践证明，煤粉燃烧装置与传统的燃油装置相比较具有火力强劲，火力可调节，烘干筒的拌合料升温快，如果燃煤的热量大于 5 500 大卡，出料率将大于和等于原燃油装置。

（3）可延长布袋除尘器的使用寿命

燃油燃烧器由于不完全燃烧或供油量过大等原因，部分未雾化的油会附着在布袋上，布袋虽有防水防油功能，但由于长时间工作，必然使布袋的透气性降低，煤粉燃烧装置由于燃烧充分且无油雾产生，而产生的灰尘仅为 3～5 ﹪，从而不会降低布袋的透气性，延长了布袋除尘器的使用寿命。

七、存在的问题及注意事项

煤粉燃烧装置与传统的燃油燃烧装置相比较，虽然具有出料成本低、出料率高、布袋除尘器使用寿命长的优点，但仍然存在着以下问题：

（1）燃烧初期，由于炉膛内温度较低，煤粉不能完全燃烧，有冒黑烟的现象。

（2）卸煤、运煤、碎煤过程中，煤粉污染严重。

（3）炉膛内耐火砖易烧损。

（4）磨煤机磨煤刀片磨损快。

（5）对煤的含水量、含硫量、热值要求较高。

八、煤粉燃烧装置的注意事项

（1）为了降低原煤的水份，要搭建一定面积的贮煤蓬，避免原煤淋雨，并且使原煤自燃风干。

（2）为了降低煤粉的污染，要在碎煤机进煤口和出煤口设置遮粉罩，其遮粉罩可用旧蓬布和废橡胶板改制。

（3）选择新结构、新材料的磨煤机及燃烧炉膛，实践证明采用特殊的耐磨材料制成的磨煤机刀片比普通材料制成的刀片寿命提高了 3～5 倍，燃烧炉膛的喷火口采用特殊材料制成的耐火砖，可保证燃烧温度在 1 300 ℃的条件下有较长的使用寿命。

（4）在碎煤过程中一定要把原煤中的石头、铁件等硬物清理干净，以延长碎煤机和磨煤机刀块的使用寿命。

（5）要定期清理燃烧炉膛内的煤渣，以防积累结块影响煤粉燃烧。

（6）在改装过程中，煤粉输送管道的连结处一定要用石棉绳或耐高温的密封胶进行密封，以防煤粉泄漏污染环境。

（7）在工作过程中要经常检查碎煤机、磨煤机刀片的连接情况和磨损情况。

九、结论

这套沥青拌合楼燃烧器经过油改煤技术改造的设备经过实际生产测试 ，完全满足了预期的要求：生产稳定，温度合适，节约费用，降低能耗，增强了经济效益。从这项工程的使用情况来看，燃烧器油改煤技术改造在技术上和经济上是可行的，但在燃烧器温度控制上还要严格掌握，严格控制影响温度的各个影响因素，同时还要加强现场的防尘和排污工作，今后还需要在技术上和操作上不断地总结，改进！