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瀝青混合料拌合站中重油燃燒機的選型和應用

   日期:2017-09-07    
近年來柴油價格持續(xù)上漲,給消耗大量柴油進行骨料加熱的瀝青混合料生產帶來了很大的成本壓力。對于以柴油為主要燃料的瀝青混合料拌合站來說,如果配置重、柴油兩用燃燒機和重油供給系統(tǒng),改用價格相對便宜的重油,將可能有效控制燃油成本。目前,市場上有不同品牌、不同性能的重油燃燒機,在進行配置選型或者改造直用的過程中,應該特別注意以下幾個問題。
  (1)重油的分類和選用。目前市場上重油的種類和供應來源比較豐富,一般是按其流動性分成由低到高的不同牌號,牌號越高,運動粘度值越大,主要碳氫化合物的碳鏈就越長,碳氫比也越大,燃燒時需要吸收更多的蒸發(fā)熱,同時價格也越便宜。國內市場上常見的180號重油和380號重油是按ISO8217-2005標準分類的,即表示在50℃時,運動粘度分別在180mm2/s和380mm2/s以下。重油的其他主要技術指標還包括含硫量、閃點、含水量等,參見表1。國外其他分類標準還有英國BS2869標準、日本JIS的K2205-1980標準、美國ASTMD396-80標準等。國產重油是根據100℃時的運動粘度來劃分的,按行業(yè)標準SH/T0356-1996,常用的牌號有5號輕、5號重、6號和7號重油等。應該盡量選擇技術參數優(yōu)良的重油,這些指標決定了重油的安全性和對環(huán)境的危害程度,否則燃燒過程中可能產生刺激性氣味或者其它問題,不能確保達到空氣排放和環(huán)保要求。
表1:按ISO8217-2005標準分類的幾種燃料油

  (2)重油燃燒器的結構形式和適用重油的范圍。隨著燃燒機技術的發(fā)展。重油燃燒器在安全性、可靠性、經濟性和環(huán)保性等方面已經有很大的進步。市場上常見的重油燃燒器品牌,國外的有日本的日工、意大利的ABS、美國的豪克等,國內的有北京的帝吉博納、西安的威萊特等。這些重油燃燒器一般由燃料供給系統(tǒng)、供風系統(tǒng)、燃燒和控制系統(tǒng)組成,以分體式為主,一般都具有可靠的點火前清掃、非正常熄火保護、燃氣低壓保護、燃油低壓保護等功能,以及重油保溫和升溫的自動控制和安全保護功能。有的同時具備高壓電子點火機構和氣體二級點火機構,具備噴射嘴前加熱裝置或者二流體噴嘴,有相互獨立的風機電機和油泵電機,有的甚至具有相互獨立的變頻調速器,燃燒效果好,能夠適用柴油、30號重油和180號重油,甚至適用380號以上的重油,功率調節(jié)比一般為1:4~1:8,最大燃油燃燒量有的達到3000kg/h。
  (3)重油燃燒機的噴射機構和霧化方式。目前,瀝青混凝土拌合機配套的重油燃燒機以高壓噴射技術為主,其原理是通過高壓齒輪泵或者螺桿泵,將燃油輸送到噴嘴后,噴射進入強烈旋轉的空氣中,進行混合、燃燒。這種噴射機構可以采用中心噴射孔形式,也可以采用圓環(huán)噴射端面形式,噴射壓力一般在1.5~3.0MPa左右。第一種噴射結構是頂針和噴射孔結構,依靠調整油壓和調節(jié)頂針與渦流噴射孔的間隙得到更加寬廣、穩(wěn)定的燃油量調節(jié)范圍,具有結構簡單、成本較低、霧化均勻、易耗品較少的特點,比較適用于顆粒大小均勻的低牌號燃油。第二種噴射結構是用一個高速旋轉的圓錐形轉子代替頂針,用圓錐形定子腔代替噴射孔,構成一個研磨機構,一些粒徑在150µm以上的燃油顆粒經過這個研磨機構后,變成50µm左右的顆粒,再經過圓環(huán)式的噴射端面進入強烈旋轉、燃燒的空氣,在高溫受熱后很容易破裂成為10µm左右的顆粒,霧化和燃燒效果很好。這種噴射結構主要依靠燃油壓力和錐面問隙的變化來調節(jié)燃油量,制造和加工精度較高,特別適用于重油、渣油。目前,國內外市場上還有一種介質霧化技術,其原理是利用燃油和壓縮氣體進行預先混合,借助壓縮氣體的高速噴射和膨脹特性,加速燃油的流動,再噴射第二次進入空氣,進行霧化。第一種結構在噴射孔或者噴射圓環(huán)端面前增加一一個管腔,壓縮氣體從圓周上4~8個均布的入口沿著切線方向噴射進入,燃油在經過這個旋轉渦流時,隨著壓縮氣體的噴射、膨脹完成預先混合,最后離開噴射裝置,第二次進入強烈旋轉的空氣。第二種結構是在噴嘴座里增加一個混合管腔,燃油和壓縮氣體分別從管壁上2~4列均布的小孔進人混合管腔,壓縮氣體一邊填充燃油顆粒之間的間隙,一邊攜帶著燃油顆粒經過中心噴射孔或者圓環(huán)式噴射端面離開噴射裝置,第二次進入旋轉的空氣中,由于這種燃油顆粒會跟隨空氣一起膨脹,所以也叫做“空氣爆炸式”。這種空氣預先混合技術,能夠使霧化顆粒更加均勻,能夠適應流動性比較差的燃料,比如380號重油等。目前,國內的瀝青混合料拌合站的廠家也開始陸續(xù)配用這種重油燃燒機。
  (4)重油燃燒機的給風系統(tǒng)。一般來講,要完全燃燒重油需要更多的空氣量,如在標準氣壓狀態(tài)下,完全燃燒1kg的柴油大約需要配送15m3的空氣。以2000型拌合站為例,每小時產量為160t,每噸產品消耗重油以7kg計算,那么每小時消耗重油為1120kg,給風機每小時的配給風量應該為1.68萬m3。對燃燒區(qū)而言,保持適當的壓力有利于縮短燃油著火延時時間,延長加熱時間,提高加熱效率??諝饨涍^節(jié)風門和穩(wěn)焰盤后,能夠保持穩(wěn)定流量和壓力,壓力一般為3000Pa左右。壓力太高,火焰過長,會增加布袋除塵機構功率,或者導致尾氣溫度偏高,

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