沥青搅拌设备重油燃烧器的应用与维护

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前言
沥青搅拌设备燃烧器主要是为骨料干燥提供所需热量，其性能好坏，直接影响到沥青搅拌站的油耗和环保指标。随着油价的不断上涨，选用重油作为燃料已是大势所趋。但重油的燃烧性能差，如何选择并用好重油燃烧器自然成为关键。云南路桥建设集团于2004年从长沙中联重科购买了一套配有重油燃烧的LQC240沥青搅拌站，用于安楚高速公路的施工建设。该设备技术先进，自动化程度高，其重油燃烧器采用德国原装进口，燃烧效率高，运行可靠，环保节能。设备自调试好以后，经过几个工地的使用，一直运转良好。每吨料的实际重油油耗平均在5.6kg以下，取得了很好的经济效益。笔者就重油燃烧器的应用与维护谈谈自己的一些个人心得。
一、重油燃烧系统的组成与工作原理
  \# W7 r8 ~1 B/ h因为重油的粘度高，雾化性能差，燃烧系统必须配有重油加热装置，其系统组成如图一所示。
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$ n) f: Y, j7 I/ S3 n4 X图1 重油燃烧系统的结构原理图
+ A# p8 O- C  _9 g, c- M6 L5 d0 Q系统主要由重油罐、柴油罐、油过滤器、重油补给泵、换热器、轻重油切换阀、燃油泵、调压阀、燃烧器及其输送管道等组成。重油部分采用导热油加热保温；换热器最后将重油快速升温到所需要的温度，其自动温度控制系统，保证出口重油温度的稳定。
中联重科LQC240沥青搅拌站配套的燃烧器，采用高压空气雾化燃料，和市面上广泛使用的机械雾化燃烧器相比，雾化效果好，燃烧充分。对油品的要求低，油泵的使用寿命较长。
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% u( ]7 q" r3 M) l- x( S中联重科LQC240沥青搅拌站配套的燃烧器
其主要性能参数如下：
% {! K) S4 l# c9 H额定热负荷 23.72MW
. ~1 C$ K9 j# u, x& E, t最大燃油量 2000kg/h
' L9 t6 F# S' u$ s! h' x调节比例 1：8
燃油种类 轻油，重油
9 R( R! I$ y+ C  l燃油热值 ≥42000kJ/kg
入口燃油粘度 ≤5°E
供油压力 1.2MPa
4 W1 n$ S+ I. _; }7 [雾化方式 高压空气雾化
雾化气压力 0.5～0.6MPa
- t/ O5 `+ ^: C* |4 H$ ~雾化气流量 2m3/min
& [2 s' r& u4 u% n0 P1 V9 \$ Y) v二、燃油的选用
% d$ y2 c8 X2 h$ \, X目前，我国沥青搅拌设备可使用的油品很多，燃料油有4#、5#轻、5#、6#，重油有国产20、40、60、100、180、200号，进口180、380CST号等多种，品质差别较大。如何选择合适的油品至关重要。
" `: ~- m! i  u, P) q' A3 N, Q重油一般是由裂化重油、减压重油、常压重油或腊油等按不同比例调制而成。在选择时，总体要求应该是热值高、燃烧性能好、粘度适中、腐蚀性和固体杂质小，易于储存和输送。
1、粘度
粘度表示燃油流动性能的好坏，粘度越大，雾化效果越差，是重油最重要的质量指标和使用性能指标，直接影响油泵、喷油嘴的工作效率和燃料消耗量。而随着温度的升高，重油粘度逐渐减小，因而高粘度的油为了顺利地运输和雾化必须进行加热升温。
因此，在选用油品时，除了解油品的常规指标外，还必须了解油品的粘度-温度曲线，确保加热能使重油达到雾化前燃烧器所要求的粘度。对于机械式雾化燃烧器，其喷嘴前的最佳燃油粘度为2.5～3.5°Et，高压空气雾化燃烧器的最佳燃油粘度4.5～5.8°Et。
' _2 n' v- J- P7 G& }+ `3 B* t（粘度的单位表达有恩氏粘度（°Et）和运动粘度νt（mm2/s，又称为厘斯cSt）两种，其换算关系为：νt=7.310°Et-6.31/°Et）
; c. K1 l: j2 z0 H8 u% E2、含硫量
在重油中，硫可以以单质、化合物等各种形式存在。硫在燃烧后生成的SO2、SO3等排入大气将严重污染环境，与水蒸气结合，生成强腐蚀性的亚硫酸、硫酸等，对烟道、除尘器、风机使用寿命造成影响。此外，油中的硫化物对管道、阀、泵、密封圈、喷枪等都有不同程度的影响。因此，选择重油时，其硫含量越低越好，一般应小于3%。
3 H  Z$ L/ [" G- Z1 H; J% p3、机械杂质
- W$ x" l  u( z" x机械杂质会堵塞过滤网、喷枪、油阀，加快油泵、喷嘴的磨损，严重影响机件使用寿命，因而一般要求燃油机械杂质含量小于0.5～1%。
4、闪点和燃点
闪点和燃点是燃油的防火防爆安全性的重要指标，其温度越高越好。在选择油品时，一定要知道其闪点和燃点，以确定加热的温度。在无压开口的重油储存罐中，其加热温度应低于闪点10～20℃，这样可以有效避免火灾。
( L4 B3 c3 g# Z) Y, K5、发热量（热值）
( [/ ~3 O/ A6 g% T! @发热量是燃油的一项重要经济指标，和沥青站的燃油消耗直接相关，发热量越高越好。通常油的低位发热量为38.5～44MJ/kg。
* i; g' W, d: K. I6、含水量
水分是燃料中的主要杂质之一，它不仅降低燃油中可燃成分的含量，而且使燃料着火困难。过高的水分会增加管道和设备腐蚀，增加排烟热损失和输送能耗，同时不均匀的水分含量会导致火焰脉动甚至熄火。燃料油使用前应作脱水处理，一般水分含量应控制在1%～3%之间。
  Y9 ?% s5 G1 j# m: b6 {2 z3 E% E8 G三、燃烧器的调试
燃烧器调试是保证高效燃烧的关键环节，需要有非常专业的基础知识和实际经验。调试的重点是燃烧器风、油比例关系。
风油比例调节时，有条件的情况下，应有烟气监测仪器的配合，根据仪器所检测到的CO含量和剩余O2的含量来调节。一般来说，剩余氧气的含量在3%～5%，CO含量小于100ppm较为理想。但一般用户不具备这种条件，实际使用中都是靠经验进行，如通过目测火焰的颜色，来进行调节。正常情况下，火焰中心呈淡橙色，白亮均匀，轮廓清晰，尾部无黑烟，外圈无雪片状火星，火焰根部油雾均匀无黑条，烟气透明。否则可通过调节供风量或油量来改变。其调节方式如图2～5所示。
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燃烧器的调节方式
3 t2 K7 a4 N) S- x4 @& Y- r图2，油阀连接杆越往曲柄根部调节，油阀转动的速度越快，油量增加快；
  q; U: x' F3 P  n  x图3，油阀连接杆越往曲柄头部调节，或往电机端曲柄根部调节，油阀转动的速度越慢，油量增加慢。
9 D' p  E, o" b" ^  f6 B& f8 v' o如图4，如果风门连接杆偏向风门头部调节，风门转动的速度越慢，风量增加变慢。
如图5，如果风门连接杆偏向风门根部调节，风门转动的速度越快，风量增加变快。
+ B. _& p  ?1 j1 O  P% V假如在某个点或某一段内，燃烧效果不好，这时应适当调节凸轮配风盘的簧片位置，改变空气的供给量，使风、油比例处于正常状况，燃油完全燃烧。
四、燃烧器的使用
$ e1 e2 D4 V7 ?* B* t) Y9 p燃烧器调试好以后，正常使用相对简单，其操作方式及注意事项如下：
9 a( t" T7 B, c2 n1、重油罐内重油加热到所需温度（一般为80～100℃）；
2、把各保温管预热至要求（管道表面温度80℃以上）；
3、设定并调节好各运行参数：油压1.0～1.2Mpa；高压气体压力0.5～0.6MPa；
4、根据油品和粘度-温度曲线，确定换热器出口的重油加热温度；
5、启动燃烧器，系统按预定程序工作，先用柴油进行点火燃烧，稳定后再切换成重油燃烧。停机前10～15分钟再换成柴油燃烧，利用柴油把管路清洗干净；
, S% h, `2 T3 {2 _结束语
6 l, |* U1 P, P* l& X燃烧器是沥青站的一个重要组成部分，但影响燃烧器正常燃烧的因素很多。在实际使用中，除做好燃烧器本身的使用和调整外，还应注意除尘系统引风量的调节、滚筒的负压变化等诸多问题，使燃烧充分完全，真正实现环保节能。【MechNet】