沥青混凝土搅拌站骨料烘干的影响因素

李　正

沥青混凝土搅拌站骨料烘干的影响因素

李正

（山西交通职业技术学院，山西 太原030031）

针对目前我国在沥青混凝土骨料烘干加热技术方面存在较多问题的现状，文章从骨料的特性、燃烧器的选择、干燥滚筒的设计及除尘系统的选择等因素进行分析，为沥青混凝土搅拌站的节能减排技术提供理论依据，对干燥滚筒的设计开发也具有重要意义。

沥青混凝土；燃烧器；干燥滚筒；骨料；烘干

目前，我国沥青路面机械化施工的混凝土搅拌设备以间歇强制式为主，其技术相对比较成熟。骨料的烘干加热是沥青混凝土搅拌设备加热系统的核心，烘干效果的好坏，将直接影响到沥青对矿料的裹覆、成品料的和易性与摊铺性，进而影响到沥青路面的使用寿命。文章结合搅拌站的实际情况，分析沥青混凝土骨料烘干的影响因素。

1　骨料

骨料的烘干是指将骨料中的水分升温、蒸发，然后将脱水后的骨料加热到满足搅拌要求的出料温度。前者加热的速率缓慢，加热的时间取决于骨料的含水率，后者加热速率较快，取决于热矿料的生产量。因此，影响沥青混凝土骨料烘干的主要外界因素是湿度。湿度大会使水分蒸发时间过长，生产效率降低，燃料的消耗也会增大。材质不同的骨料吸水性能也不相同。硬矿料所含的水分主要分散在骨料表面，所以便于蒸发和加热；但吸水率大的细砂或石灰岩等矿料的水分主要集中在骨料的内部，水分蒸发时间过长，导致骨料的烘干加热困难。为保证沥青对矿料的裹覆性，应将集料烘干并加热到160℃左右。

另一方面，矿料的配合比对集料的烘干效果也有影响。细集料增多会导致集料的表面积变大，热交换能力会减弱，影响烘干效率；粗集料增多时，会使干燥滚筒的生产能力在一定范围内有上升趋势。

2　燃烧器

燃烧器的选择应首先要满足搅拌站的生产能力需要，其次再考虑经济性。骨料烘干加热系统主要以明火加热为主，即通过燃烧器燃烧燃油、煤粉或天然气等释放的热量对冷骨料进行烘干和加热。由于燃油便于运输和购买，价格相对便宜，当前搅拌站主要以燃油燃烧器为主。

燃油燃烧器的火焰形状对骨料的加热效果有很大的影响，为达到最佳的烘干效果，火焰的形状应该能根据滚筒结构来进行相应的调节。燃烧器的火焰太长会导致燃料雾化的时间过大，燃料的燃烧火焰和燃烧时间都会延长。当冷骨料被叶片提升抛撒到火焰上时，会使燃烧火焰的表面温度降低，甚至导致雾化后燃烧的燃油冷凝到骨料颗粒的表面，导致燃料燃烧不充分并消耗量增大。若未燃烧的燃料微粒被骨料带走，将会使热骨料提升机、筛分及储存装置上布满油渍，堵塞筛分口，甚至影响到集料的配合比。火焰直径应小于滚筒内径，否则会造成滚筒上积碳增多。因此，目前用于骨料烘干的燃烧器均采用可调节火焰的短燃烧火焰。

3　干燥滚筒

图1　干燥滚筒的结构

为了在短时间内将冷骨料内烘干并加热至所需的温度，干燥滚筒应该有较大的容积率和合适的长径比。随着干燥滚筒的滚动，冷骨料被叶片提升抛撒，形成料帘。燃料燃烧的火焰和热气穿过料帘，并对骨料进行烘干和加热。为了使燃油在滚筒内有较好的燃烧条件，火焰区应该有充足的空间来进行燃烧，所以骨料在该区不应形成料帘。根据以上特点，滚筒的结构一般设计为三个功能区，其中玉区为预热区（进料端口），用于骨料预热和废气的排放，约占滚筒长度的1/10；Ⅱ区为骨料的烘干加热区，约占滚筒长度的1/2：Ⅲ区为燃烧区，约占滚筒长度的1/3，如图1所示。

（1）燃烧区。为了便于燃烧火焰的产生和热量的传递，在燃烧区不允许有骨料料帘的产生。若燃烧区内有骨料料帘存在，会导致未燃烧的油滴裹敷在骨料上，污染集料并造成燃料消耗的增大和除尘效果的降低。若该区域火焰过大，产生的辐射热会导致干燥滚筒筒壁过热而变形。因此，燃烧区通过安装平面叶片来保证骨料的移动。同时，一些矿料停留在壁筒与平面叶片间，起隔热和保温的作用。

（2）热交换区。热交换区是骨料进行烘干和加热的重要区域，该区域的叶片采用月牙形、槽形等平行于筒轴线的提升、抛撒叶片，使骨料在滚筒内不同段内形成相应密集的料帘，在保障热气顺利流动的同时，充分吸收热量。当料帘过于密集时，将会降低热气的流速，导致排气温度过低。但是，料帘过于稀松时，将会导致热气流失速度过快，排气的温度过高，造成热量浪费大，并影响除尘效果。因此，热交换区的叶片可以安装成一定间距的数排叶片来保证料帘的密度。

（3）进料区。进料区的叶片选用短而排列较密的螺旋线型进料叶片，这样有利于骨料在叶片的作用下提升形成料帘，充分进行热交换，同时有利于骨料流进滚筒。

（4）干燥滚筒的倾角和转速。干燥滚筒的倾角和转速决定了集料在滚筒内被叶片提升的次数和烘干的时间。若倾斜角度过小或滚筒的转速过低不仅会使骨料移动的时间延长，而且会造成干燥滚筒的负荷增大，骨料的出料温度变低，影响整体的工作效率。若倾斜角度过大或滚筒的转速过快，会导致骨料加热时间短，受热不均匀，影响骨料的温度。

（5）干燥滚筒的直径和长度从设计的角度来看，干燥滚筒的直径和长度对滚筒的生产能力影响最大。若干燥滚筒的尺寸大，则骨料的填充量大，单位时间内加热的骨料量多。干燥滚筒的直径决定了料帘的面积大小，从而影响燃气与骨料之间进行热交换的能力。而干燥滚筒的长度决定了骨料在滚筒内被叶片提升的次数和加热的时间（干燥滚筒匀速转动）。因此，为了适应不同工况下的生产能力变化，滚筒的直径和长度之比通常为1:4。

4　除尘器

对烘干加热装置而言，提高骨料与热气的交换效率，降低废气温度的排放是节能减排的重要体现。实验证明，当排气温度降低15～18℃时，烘干滚筒的热效率将提高1%，但废气温度低于布袋除尘器时的露点温度时，会使水蒸气重新凝聚成小水滴并与粉尘粘结，造成布袋式除尘系统堵塞。因此，废气温度一般控制在高于除尘器的露点温度，且低于出料温度20℃为宜。

5　结语

骨料作为沥青混凝土的重要组成部分，其烘干加热后的效果直接影响道路材料的使用性能。因此，对骨料加热的研究，应该结合骨料的特性及拌合站的实际情况来进行分析。文章通过对骨料烘干加热的影响因素进行了分析，为烘干加热系统的合理使用提供了依据。

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Analysis of Influencing Factors of Asphalt Concrete AggregateDrying

LI Zheng
（Shanxi Vocational and Technical College，Taiyuan，Shanxi 030031，China）

Abstracts：For present situation，there aremany prob1emsin aspha1t concrete aggregate drying heating techno1ogies in our country，this paper ana1yzesfrom aspects such as characteristics of aggregate，se1ection of burner，design of drying cy1inder and se-1ection of the dust remova1 system，which provides a theoretica1 basis for the energy saving techno1ogy of the aspha1t mixing station and has important significance to the design and deve1opment of the drying cy1inders.

aspha1t concrete；burner；drying cy1inder；aggregate；drying

TU642

A

2095-980X（2016）03-0055-02

2016-03-16

李正（1986-），男，大学本科，助理试验师。