瀝青混合料攪拌設(shè)備用燃油燃燒器燃盡率分析

呂慶林　胡新麗　岳力

摘要：為提高燃油燃燒器在瀝青混合料攪拌設(shè)備工作中的燃盡率，節(jié)約生產(chǎn)成品料的成本，提高用戶的實際利潤，系統(tǒng)分析了影響瀝青混合料攪拌設(shè)備用燃油燃燒器燃盡率的各個因素，通過嚴(yán)格選擇符合品質(zhì)要求的燃料以及對燃燒器、干燥滾筒、引風(fēng)除塵系統(tǒng)使用及維護方面的改進，為操作者提供切實可行的解決燃燒不充分問題的辦法，在提高燃油燃盡率的同時，達(dá)到設(shè)備使用高效率、低能耗的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：燃油燃燒器；燃盡率；瀝青混合料攪拌設(shè)備；風(fēng)油比

中圖分類號：U415.51 文獻標(biāo)志碼：B

Abstract： In order to improve the burnout rate of oil burner of asphalt mixing plant， to reduce production cost and to yield better profit for the users， factors that affect the burnout rate were systematically analyzed. By using quality fuel and making improvement in the using and maintenance of burner， drying drum and dust removal system， and providing users with effective solutions to insufficient combustion， the burnout rate is improved， and a goal of high efficiency and low energy consumption will be achieved.

Key words： oil burner； burnout rate； asphalt mixing plant； air-oil ratio

0 引 言

目前，在瀝青混合料攪拌設(shè)備所配套的熱源設(shè)備中，燃油燃燒器占一半以上。近年來，面對油價上漲導(dǎo)致利潤減少，很多瀝青拌和站商家都開始尋找合適的替代燃料，以提高競爭力。瀝青混合料攪拌設(shè)備由于其工況及使用場地的特殊性，偏重于使用燃油類燃燒器。然而，在瀝青混合料攪拌設(shè)備生產(chǎn)現(xiàn)場經(jīng)常出現(xiàn)燃油燃燒器燃燒不充分的現(xiàn)象，影響設(shè)備的正常生產(chǎn)，給生產(chǎn)方帶來一定的經(jīng)濟損失。

1 燃燒不充分的判斷方法及影響

1.1 燃燒不充分的判定方法

瀝青混合料攪拌設(shè)備除塵系統(tǒng)排出的粉塵正常顏色為土黃色。當(dāng)燃油燃燒器燃燒不充分時顏色發(fā)黑，用水浸泡后會在水面浮現(xiàn)油花；或被干燥滾筒加熱過的石料表面有黑色油斑，經(jīng)水浸泡后會在水面浮現(xiàn)油花。凡是有以上兩種情況其中之一，均可初步判斷為燃油燃燒器燃燒不充分。燃油燃燒器燃燒的充分性確定最終要依靠尾氣成分來分析，根據(jù)

《工業(yè)燃油燃?xì)馊紵魍ㄓ眉夹g(shù)條件》（GB/T 19839—2005），柴油和重油燃燒充分性的指標(biāo)為：尾氣中O2不超過40%，CO不超過0100%。由于瀝青混合料攪拌設(shè)備引風(fēng)系統(tǒng)為半開放式（即管路中有進風(fēng)處），對尾氣中O2含量影響很大，故只檢測尾氣中CO含量即可測出燃燒的充分性。

1.2 燃燒不充分的影響

燃油燃燒器燃燒不充分的影響主要表現(xiàn)在：首先，給生產(chǎn)方帶來直觀經(jīng)濟損失，燃油消耗率增加，導(dǎo)致生產(chǎn)成本提高；其次，由于殘余重油會影響成品料的品質(zhì)，導(dǎo)致設(shè)備停止生產(chǎn)，造成設(shè)備因停工帶來的間接經(jīng)濟損失；再次，燃燒不充分會造成尾氣中含有一定量的油霧，這部分油霧遇到除塵系統(tǒng)中的除塵濾袋時，會和灰塵混合形成油泥粘于濾袋外表面，造成濾袋透氣性下降，經(jīng)過一段時間會導(dǎo)致濾袋堵塞，引風(fēng)不暢，干燥滾筒燃燒端會在生產(chǎn)過程中冒煙，使燃燒更加不充分；最終，導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，設(shè)備無法生產(chǎn)。

2 燃燒不充分的原因分析及解決方法

2.1 燃料品質(zhì)

瀝青混合料攪拌設(shè)備所用重油燃料均為標(biāo)準(zhǔn)重油添加助燃劑及其他添加劑調(diào)和而成，成分比較復(fù)雜。根據(jù)現(xiàn)場使用經(jīng)驗，重油滿足以下參數(shù)條件就可以保證燃燒器正常工作并充分燃燒：熱值不小于9 600 kcal·kg-1；50 ℃時運動粘度不大于180 cSt；機械雜質(zhì)含量不大于03%；水分不大于3%。以上4個參數(shù)中熱值參數(shù)是保證燃燒器能夠提供額定熱量的前提條件，運動粘度、機械雜質(zhì)和含水量不但會直接影響燃燒充分性，超標(biāo)時還會造成重油在燃燒器噴嘴處霧化效果變差，油霧不能與空氣充分混合，燃燒充分性就無法保證。要想保證燃燒的充分性，在選擇重油時必須符合以上參數(shù)要求[1]。

2.2 燃燒器

2.2.1 霧化效果對燃燒充分性的影響及解決方法

燃料油在油泵壓力或油泵壓力與高壓空氣的共同作用下通過油槍的霧化噴頭呈霧狀噴出，油霧霧粒的大小取決于霧化的效果，霧化效果差，霧粒大，與空氣混合的接觸面積小，燃燒充分性就差。影響燃料油霧化效果的因素除前面提到的燃料油運動粘度外還有燃燒器自身的因素：槍噴嘴內(nèi)卡有異物或磨損嚴(yán)重；油泵磨損嚴(yán)重或調(diào)壓裝置故障導(dǎo)致油壓低于正常霧化壓力；用于霧化的介質(zhì)——高壓空氣壓力低于正常壓力[2]。

對應(yīng)的處理方法為：清洗噴嘴清除異物或更換噴嘴；更換油泵或排除調(diào)壓裝置故障；調(diào)整壓縮空氣壓力到正常值。

2.2.2 風(fēng)油比對燃燒充分性的影響及解決方法

重油的燃燒離不開空氣，燃油燃燒器所需的空氣依靠風(fēng)機提供，供風(fēng)量與供油量的配合稱為風(fēng)油比。按照燃燒的理論計算，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下燃燒1 kg重油所需的空氣量為145 m3，1 kg柴油所需的空氣量為115 m3，這就要求燃燒器在調(diào)整供油量的大小時，供風(fēng)量應(yīng)同步按比例調(diào)整，以保證正常燃燒所需的空氣量。此比例失調(diào)時勢必會導(dǎo)致燃燒充分性下降。供應(yīng)空氣量小于所需量會導(dǎo)致因供氧不足而引起的燃燒不充分，供應(yīng)空氣量過大則會因冷風(fēng)吹過火爐帶走的熱量過多導(dǎo)致燃燒溫度太低，引起燃燒不充分；針對這種情況的處理方法就是調(diào)整風(fēng)油比，調(diào)節(jié)同步機構(gòu)或控制系統(tǒng)的風(fēng)油比曲線來達(dá)到合適的風(fēng)油比，鑒別方法為觀察調(diào)整后的火焰顏色發(fā)白為最好[3]。endprint

2.2.3 保持適當(dāng)?shù)膲毫?/p>

保持適當(dāng)?shù)膲毫τ欣诳s短燃油著火延時時間，延長加熱時間，提高加熱效率，并能保證燃油充分燃燒?？諝饨?jīng)過節(jié)風(fēng)門和穩(wěn)焰盤后，能夠保持穩(wěn)定流量和壓力，壓力一般

為3 000 Pa左右。壓力太高，火焰過長，部分油滴未充分燃燒就會被抽走，且會增加布袋除塵功率，或者導(dǎo)致尾氣溫度偏高，損害除塵布袋；壓力太低，火焰直徑太大，會造成回火，導(dǎo)致滾筒前段的端蓋和撥料襯板過熱，或者滾筒上形成嚴(yán)重積炭等。穩(wěn)焰盤一般做成徑向發(fā)散斜面出風(fēng)口，空氣流經(jīng)時能夠形成強烈旋轉(zhuǎn)的渦流，加強燃油顆粒沿軸向和徑向繼續(xù)擴散和混合[4]。

2.2.4 海拔對燃燒充分性的影響

常規(guī)重油燃燒器的設(shè)計工作環(huán)境為海拔500 m以下，當(dāng)實際使用環(huán)境海拔超過500 m時，空氣的密度會隨海拔的升高而降低，同樣燃燒器在工作時所提供的空氣中氧氣總量就少于正常的燃燒所需的氧氣量，從而導(dǎo)致燃燒不充分。解決這個問題有兩種方法：一是設(shè)置小產(chǎn)量生產(chǎn)，讓燃燒器工作在小供油量的狀態(tài)下，同時調(diào)整風(fēng)油比，增加小供油量的供風(fēng)量，保證燃燒的充分性；另一種辦法是更換供風(fēng)量大的風(fēng)機，提供足夠充分燃燒的空氣。采用這一方法需要算出實際所需風(fēng)量的大小?？梢园凑找韵碌墓接嬎恪?/p>

3.3 干燥滾筒

燃燒器火焰形狀與干燥滾筒內(nèi)料簾結(jié)構(gòu)的匹配

性對燃燒充分性具有較大的影響。燃燒器的燃燒火焰形成需要一定的空間，在這個空間內(nèi)如果有其他物體勢必影響正常的火焰形成。干燥滾筒的燃燒區(qū)正是為正常燃燒提供一個火焰形成的空間，如果在這個區(qū)域內(nèi)有料簾，則不斷下落的物料會阻擋火焰，破壞燃燒的充分性。

解決這種問題的方法有兩個：一是通過調(diào)整燃燒器噴嘴的霧化角度或調(diào)整控制火焰形狀的二次風(fēng)門來改變火焰的形狀，使火焰由細(xì)長變?yōu)槎檀郑欢峭ㄟ^改變干燥滾筒燃燒區(qū)的提料葉片結(jié)構(gòu)，使該區(qū)域內(nèi)的料簾由密變疏或不形成料簾，為燃燒火焰提供足夠的空間。

3.4 引風(fēng)除塵系統(tǒng)

引風(fēng)除塵系統(tǒng)與燃燒器匹配性對燃燒充分性也有較大影響。瀝青混合料攪拌設(shè)備的引風(fēng)除塵系統(tǒng)是為了能夠?qū)⑷紵魅紵螽a(chǎn)生的尾氣及時抽走，給后繼的燃燒提供一定的空間而設(shè)置的，如果引風(fēng)除塵系統(tǒng)的除塵器堵塞或管道漏風(fēng)，都會造成燃燒器的燃燒尾氣排出不暢或不足，尾氣不斷在干燥滾筒的燃燒區(qū)聚集，占據(jù)燃燒空間，將導(dǎo)致燃燒不充分。解決這種問題的方法就是疏通被堵塞的引風(fēng)管路或除塵器，保證引風(fēng)暢通，如果是管道漏風(fēng)就需要對漏風(fēng)處進行封堵。

4 燃燒充分性解決與否的判定

瀝青混合料攪拌設(shè)備生產(chǎn)現(xiàn)場如果出現(xiàn)燃燒不充分的現(xiàn)象，可以通過以上方法進行分析和處理，處理的結(jié)果好壞可以利用以下原則進行判定。

（1） 用煙氣分析儀檢測尾氣，如果測得燃燒煙氣中的O2和CO含量符合《工業(yè)燃油燃?xì)馊紵魍ㄓ眉夹g(shù)條件》的要求，可以認(rèn)為接近完全燃燒。對于重柴油和重油，O2不超過40%，CO不超過0100%；對于煤油和輕柴油，O2不超過35%，CO不超過0050%。如果檢測值符合以上標(biāo)準(zhǔn)要求，則判定燃燒充分性問題已解決。

（2） 在不具備煙氣分析儀的情況下，可以通過觀察加熱后的熱集料狀況和回收粉的顏色來綜合判斷：如果加熱后的熱集料表面無點狀或片狀油斑，用水浸泡后水面上沒有浮現(xiàn)油花，并且回收粉顏色為土黃色，則判定燃燒充分性問題已解決。

（3） 觀火孔也是一種簡單、實用的方法，依靠觀察火焰的顏色和形狀來判斷空氣是否足夠，燃燒是否完全。接近完全正常燃燒時，火焰中心溫度較低，輝度（發(fā)光強度的主觀感受）較小，為淡橙色；火焰外圍是強烈燃燒區(qū)，熱輻射強烈，輝度較大，顏色白亮；同時，外圍沒有雪片狀火星，排氣沒有黑煙，則判定燃燒充分性問題已解決。

5 結(jié) 語

隨著國家節(jié)能環(huán)保工作的不斷推進，在瀝青混合料攪拌設(shè)備行業(yè)，煤粉燃燒器在部分地區(qū)已經(jīng)限制使用，這促使燃?xì)馊紵鲬?yīng)用范圍擴大，但對于燃?xì)鉄o法送達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)，燃油燃燒器仍然處于主導(dǎo)地位；因而如何提高燃油燃燒器的燃盡率，減少油耗，節(jié)約成本，提高環(huán)保性，對于每一位用戶至關(guān)重要。本文通過實踐性的分析，協(xié)助操作者實現(xiàn)節(jié)能減排，處理影響燃燒效率的常見故障，以達(dá)到瀝青混合料攪拌設(shè)備使用燃油燃燒器高效平穩(wěn)運行。同時，建議用戶在燃料選擇上嚴(yán)格把關(guān)，并對燃燒器定時進行檢查維護，確保燃燒效果始終處于最佳狀態(tài)。

參考文獻：

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[2] 顧瑋倫，杜云峰.旋流燃燒器的穩(wěn)燃及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析[J].鍋爐制造，2007，2（1）：17-19.

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[4] 趙欽新.中小型燃油燃?xì)忮仩t操作與維護[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.

[責(zé)任編輯：譚忠華]endprint