沥青混凝土搅拌设备加热系统工作原理
【摘要】沥青混凝土拌和设备加热系统及工作原理介绍。
【关键词】拌和，加热，系统
在生产沥青混凝土混合料时，为了烘干骨料并将其加热到所需要的工作温度，必须将骨料反复抛撒并使其与热气接触，以吸收热量、去除水分、提高温度。沥青混凝土搅拌设备一般都使用烘干加热装置使骨料加热到一定温度并充分脱水，以保证计量精确和沥青结合料对它的裹覆，使成品料具有良好的施工和易性（又称为摊铺性能）。
冷骨料烘干加热装置包括干燥滚筒（或干燥搅拌筒）和加热装置两大部分（图1）。工作中，干燥滚筒不断地转动，筒内的提升叶片不断地将进入筒内冷骨料升起、抛下，同时燃烧器向筒内喷入火焰，冷骨料就逐渐被烘干并加热到其工作温度。间歇式搅拌站的冷骨料烘干加热装置采用逆流加热方式，即加热装置设在干燥滚筒的卸料端，燃气与冷骨料逆向运动，以充分进行热交换。除尘装置设在滚筒进端的烟箱之后，它的排风机将引导热气流向进料移动，并将其携带的粉尘过滤，过滤后的燃烧废气和水蒸气等由烟囱排入大气。
一、干燥滚筒
图1 冷骨料烘干加热装置
1加热箱和排烟箱；2滚筒体；3、6筒箍；4胀缩件；5传动齿圈（或链轮）；7滚筒冷却罩；8卸料箱；9火箱；10点火喷头；11燃料燃烧传感器； 12燃烧器；13燃油调节器；14燃油管；15卸料槽；16鼓风机；17支撑滚轮；18防护罩；19驱动装置；20挡滑滚轮；21机架
干燥滚筒用来加热、烘干冷湿骨料的工作装置。为使冷湿骨料在较短的时间内、用较低的燃料消耗充分脱水，并加热至所需要的温度，一般要求：①骨料在滚筒内应均匀分布并有足够的逗留时间；②骨料在滚筒内与热气应充分直接接触，以充分利用热能；③干燥滚筒应有足够的空间，能容纳燃料燃烧后产生的热气和水分蒸发后形成的水蒸气，以免因气压过大而使粉尘逸散。
因此，现有的干燥滚筒均采用旋转的、长圆柱形的筒体结构。骨料从一端进入筒内，被烘干、加热后从另一端卸出。
滚筒的内壁不同区段安装有几排一定数量和形状的叶片，当滚筒旋转时，骨料不断被叶片提升上去，随即又在不同位置撒落下来（图2-2），使骨料与热气流能充分接触而被加热。大多数PLC片选用角钢、槽钢或特别弯制的钢板制成（图2），但在靠近燃烧器一端的叶片，应尽量使物料贴近筒壁分布，避免物料直接与火焰接触。在有些设备上，燃烧器这一端的叶片断面形状选用丁型，其小端与筒的内壁焊接，T型的两翼则使部分物料始终留存在其中，防止火焰直接烘烤滚筒，因而起到了保护筒壁的作用，也减少了筒壁热量的散失。由于叶片是直型的，所以筒体与底架之间有一定的安装倾斜角度，通常选择为5℃～10℃，以便骨料在滚筒内反复提升的过程中不断向前移动，流向卸料端。干燥滚筒的倾角由底架支腿的升降来调节，滚筒内叶片排数和每排数量的选择，取决于干燥滚筒的直径、长度、转速和倾斜角，应保证骨料在筒内滞留足够的时间，以便烘干、加热。
图2干燥筒的内部结构 图4 链轮驱动的干燥滚筒
干燥滚筒的进料端设有喂料环，若滚筒直径大于1m，通常就不再设喂料环了，骨料可直接喂人筒内。筒体一般采用耐热锅炉钢板卷制焊接而成，筒壁的外侧，前、后各装有一个大滚圈，简体依靠自重压在滚圈下的托轮上，并支撑在底架上。中、小型的滚筒用4个托轮支撑（每个滚圈下2个），
一些较大型的搅拌站，多用链条传动取代齿轮传动（图4），这样既避免了制造大型齿轮的复杂工艺，又减轻了质量，节约了金属材料；此外大链齿多采取装配式结构，磨损后只需单独更换链齿，且安装工艺十分简便。对于更大型的搅拌站，由于干燥滚筒的质量已足够大，因此常常将前、后滚圈下的托轮作为主动轮，利用摩擦传动方式驱动干燥滚筒旋转，不必另外再设置链轮或齿轮传动。
二、加热装置
加热装置由燃油箱、油泵、输油管道、燃烧器、鼓风机以及控制装置等组成。若以重油为燃料，则必须增加重油预热装置。工作中，燃料箱内的重油用导热油或电加热使其温度升到82℃，再由重油泵将重油送到重油预热装置，重油由82℃升到132℃（升温后的重油雾化和燃烧性能得到极大的改善），最后由燃料泵泵送到燃烧室的喷嘴中喷出燃烧。
在加热装置中，燃烧器是调节和雾化燃料、使燃料和空气混合的基本工具，也是形成具有一定形状、长度和方向的火焰的基本工具，故燃烧器成为燃烧系统中最关键的部件。当燃烧器选定后，燃烧室的形状和尺寸、鼓风机的风压和风量、燃油的压力和流量，以及加热装置的其他配置即可确定。燃烧器的核心是燃烧喷嘴。按照液体燃料在喷嘴中雾化方法的不同，可分为以下3种。
1.机械雾化式燃烧器
机械雾化式燃烧器完全依靠燃油本身的高压（一般为1.0～2.5MPa）将燃油从燃烧器的喷嘴喷出并雾化，助燃空气通过鼓风机另外进入燃烧室（或使燃烧室形成负压后助燃空气被吸入燃烧室）。其优点是：不需要另外的压缩空气作雾化剂；助燃空气可预热到较高的温度，有利于燃烧；工作中噪声小、喷嘴结构紧凑。
2.低压空气雾化式燃烧器
低压空气雾化式燃烧器中，燃油以低压（0.05～0.08MPa）经喷嘴喷出，低压空气（0.3～0.8MPa）同时从喷嘴油孔周围的缝隙中喷出，作为雾化剂使燃油雾化，并可作为燃油的助燃剂。其优点是：因空气参与雾化，燃油的雾化质量高；低压供气噪声较小；喷嘴不易堵塞，维修较简单；燃烧室容积较小；由于80%-100%的助燃空气通过喷嘴周围的缝隙喷出，燃烧过程调节范围广。其缺点是：燃烧器体积较大、生产能力低；空气预热温度受限制，一般在300℃下，所以这种燃烧器只适用于中小型搅拌站。
3.混合雾化式燃烧器
这是一种以油压和气压两种雾化方式共同来雾化燃料的燃烧器。根据这种燃烧器的特点，亦可称其为轴流型喷气式燃烧罪。它是一种高效节能型燃烧器，它的最大燃烧能力与最小燃烧能力之比（即调节比）可达10：1，故对冷骨料含水串的变化有较大的适应范围，高火焰与低火焰均能取得较理想的燃烧效果，从而达到节能的目的；并且它的操作可以实现全自动控制，不需要特殊的燃烧室，整体结构紧凑，维修简便等。这些优点使它特别适用于沥青混凝土混合料搅拌站的工况，因此是目前最理想的燃烧器。