张志文

1 问题的提出

随着公路建筑市场竞争越来越激烈，利润空间日趋缩小，现代化施工、修筑、工艺技术的要求不断提高，加上公路建设的投资、造价及成本费用也提出了相应严格的条件和要求。况且石油产品的持续上涨，燃烧油与柴油价格差价不是很大，价位参差不齐，而且燃烧油性能不是很稳定。经几个路面施工后的机械成本分析，沥青拌和站燃油费用约占机械成本的30%～40%。为了降低成本，增强经济效益，而燃油消耗成本是沥青混凝土拌合设备运行费用中最主要的成分。燃油改煤的应用对黑色路面施工企业的生产成本提高有一定的影响。

为此通过各方面技术资料的整理和现场考察，针对嘉安路面工程对沥青拌和场燃烧系统进行油改煤技术革新。

2 设备的技术性能要求

1)燃烧炉的发热量与沥青拌和站的生产能力及温度要求相匹配，对骨料无任何污染;2)火焰形状可调性好，火力控制简便，且温度变化均匀稳定，一般在±5℃;3)燃烧充分热效率高、节能，烟尘等各项指标排放符合环保要求;4)燃烧系统使用简单，性能稳定可靠，维修保养成本低，通用性强;5)点火容易，燃烧稳定，升温速度稳定迅速，必须满足相关要求。

3 可行性分析

1)采用0号柴油作为燃料。采用0号柴油作为燃料，燃烧可产生稳定的火焰，已被施工单位广泛采用。而且运用成熟，但成本很高。

2)采用天然气作为燃料。采用天然气作为燃料，受气源影响较大且国家对气体燃料保管的管制较为严格，运用不广泛，安全性要求很高。

3)采用重油作为燃料。采用重油作为燃料，该方案也有许多施工单位采用。比较有争议的是:重油含硫燃烧后产生SO2对除尘布袋影响及不完全燃烧产生的高浓度残质粘附碎石后对沥青混合料的影响存在争议，有待进一步研究。

目前甘肃路桥公司已运用了该系统，重油在低温时流动性差、燃烧不完全，含水量高，而且还含有小部分轻质油等质量问题，为达到理想的燃烧稳定性，通常做法是对其加热，这无疑增加了使用成本。使用重油后该机累计出料23万t左右，布袋已基本报废，布袋的使用时间远低于布袋出料50万t的设计寿命。

4)采用烟煤作为燃料。烟煤作为燃料的缺点是质量不稳定，有的煤发热值低、火焰不稳定、温度不宜控制，其次燃烧过程中产生的灰分进入干燥筒及对干燥筒的损伤比较严重。但其优点是价格便宜，经过对目前国内采用烟煤作为燃料的拌和楼考察，发现成功使用的案例不是少数。烟煤作为燃料的缺点是可以改进的，关键在燃烧炉的改进及采用先进加工技术对烟煤材料质量进行控制。

4 煤粉燃烧装置组成及工作原理

结合辽筑LJW2000沥青拌和站的特点，本油改煤技术采用RMF系列煤粉燃烧炉及磨煤喷粉机。煤粉燃烧炉及磨煤喷粉机的特点和LJW2000型沥青拌和站的有机组合有利于提高烟煤的热效率，使之在密闭的燃烧室内完全燃烧并形成稳定的火焰。其组成包括燃烧炉堂、粉煤机和燃油引火系统。主要功能包括粉煤、粉煤输送、送风、点燃和燃烧;根据温度要求，随时调整供煤量及风量，两者最佳匹配可充分燃烧，提供足够热量。

燃油改煤技术应用中需注意的问题:

1)燃烧炉与磨煤喷粉机匹配的要求。燃烧炉与磨煤喷粉机匹配是由拌和楼产量决定的，产量大的拌和楼要求加热量大，研磨喷粉机产量也要大。

2)煤质的要求。a.进料的粒径小于15mm，而且经研磨后粒度必须控制在200目左右(误差±10%)。b.发热量不小于5 500 kcal/kg，经调查以大同煤为准。c.灰分不大于12%，灰分影响燃烧值，使发热量降低，如果煤的含硫量高，炉膛易结渣，清渣难。d.挥发分不小于25%，挥发分达到时燃点升高，燃烧困难。e.含水量控制在3%～5%，水分过大，煤粉和空气混合易结成团，影响燃烧。f.煤灰燃点不小于1 450℃。

3)场地的要求。a.高速公路施工多为野外作业，拌和场地多为临时用地。在考虑场地布置时需留出足够的场地供燃煤堆放。开工前备足用量，避免使用过程中进货不及时或临时进货无法监控引起质量波动。b.燃煤的存放需搭棚遮盖，防止雨水淋泡。如果湿度过大则应烘干，煤中水分含量应少于5%。c.加强现场管理及环保措施，以提高其使用的广泛性和前景。

4)其他需要调整的措施。a.煤粉燃烧产生灰分增多加大了除尘的工作量，建议调节风门增大除尘箱内负压提高除尘效果，加强监控力度防止出现排粉不及时。b.煤粉燃烧容易产生SO2使骨料酸性加大，建议石场骨料生产除尘时使用适当比例石灰水冲洗以增大骨料碱性。c.加防雨棚，防止炉头砖遇到雨水发生爆裂导致燃烧炉报废而无法使用。

5 经济效益分析

LJW2000燃烧装置油改煤费用大约为17.7万元。另购置两台烧煤导热油炉约17万元，现以甘肃路桥建设集团公司嘉安高速公路路面二标工程为例进行经济分析，嘉安路面二标拌和楼沥青混合料总工作量是23万余吨，其工期按120 d计算，按每吨混合料加热柴油、重油及煤成本如表1所示。

表1 经济效益分析结果

1)柴油、重油及煤的单价按目前市场挂牌价。

2)柴油、重油及煤的单耗为甘肃路桥公司的经验数值(考虑河西地区多风干燥天气材料含水量小的因素)。

到工程结束，LJW2000型拌和楼出料9万 t，工期预计为120 d，人工工资50元/d，需增加6人辅助，主燃烧器电力容量增加50 kW，电费为0.8元/度，日工作10 h，耗电费用 4.8万元，主燃烧器燃煤与燃柴油相比可节约247.76万元，燃煤与燃重油相比可节约138.48万元。一台导热油炉24 h需用柴油约为1 200 kg，而烧煤24 h仅需 2.5 t/台，功率为20 kW，该项目有两台导热油炉，投入使用70 d，可节省费用约70万元，项目可直接节省费用208.48万元左右，由此可见，只需投入一定的改装费用沥青拌和楼采用油改煤技术就可以取得很好的经济效益。

6 结语

沥青混合料加热燃油改煤技术是一门技巧性很强的技术，在我国公路建设市场使用效果参差不齐。从该项目燃油改煤成套技术使用情况来看，只要有优质的燃煤及采用适合本拌和楼的燃烧炉及在使用前期对一些技术细节加以掌握，并增加研磨、燃烧设备部件的工作可靠性，使用效果相当乐观。燃油改煤成套技术使用过程中积累了一定的经验、掌握了成熟的成套技术并取得了显著的经济效益。