安徽省公路桥梁工程有限公司 合肥市 230051
摘要：通过对沥青拌和站燃烧器进行煤制气转换技术，改变了以往燃烧重油或煤粉燃烧不充分、使用成本大、能耗高、燃烧效率低、环境污染大等缺点。通过煤气化技术的应用，使煤的利用率显著提高，节约资源，保护环境，优势明显。
关键词：煤制气燃烧器；气化反应；干燥筒；除尘器
概述
随着国家环保力度不断加强，如何在公路建设过程中的沥青骨料加热环节做到有效节能和减排，从业人员一直在摸索，旨在找到一条即能降低环境污染又能降低沥青混合料生产成本的途径。煤制气转换技术通过特殊技术工艺能够确保煤粉使用充分、尾气排放达标、储存和使用不污染环境、结渣极轻微且容易清理、火焰形状可调加点火和热效果好、自动化程度高、骨料温度控制精度高、整机使用安全性和可靠性高、使用寿命长等特点，解决了困扰煤粉使用众多难题。煤转气技术运用在沥青混合料搅拌设备上改变了以往燃烧重油或煤粉的燃烧不充分、使用成本大、能耗高、燃烧效率低、环境污染大等缺点，具有明显优势。
1、工艺原理和特点
煤制气燃烧器以精选煤粉为原料，以空气为气化剂，在特殊设计的气流床气化反应器内合成洁净人工煤气（可燃成份为CO和H2），高温煤气通过煤气管道送到燃烧器，在燃烧器内和助燃空气进行混合，直接燃烧，释放热量，以加热物料。
煤制气使用过程中无异味、无腐蚀性、点火成功率100%；点火后只要煤粉不断供，不会熄火，稳定性好，适合赶工、质量要求高和连续作业体量大沥青混凝土施工项目。煤粉99%转化成热煤气，热煤气燃烧干净，无杂质参入骨料或粘附布袋，对沥青和骨料的裹覆零影响；布袋因为没有粘结油性的物质，使得布袋寿命延长，正常100万吨混合料无需更换布袋。煤粉气化后，其中的CO在燃烧器和空气混合，直接燃烧，尾气中不含CO；精煤粉是低硫煤，含硫量为0.2%，尾气二氧化硫排放浓度低。
2、燃烧器匹配选型
（1）干燥筒和除尘器
干燥滚筒作为沥青砼搅拌设备主要结构之一，是影响骨料烘干质量的重要因素。烘干滚筒主要由筒体、抄板、螺旋叶片、料环及驱动装置等组成；筒内分为3个区间，分别为料帘区、烘干加热区及卸料区。由于每个区段叶片设计有所不同，预热区设计为锥形结构，防止冷骨料进入滚筒内散落；烘干加热区内布置3套不同形状的抄板，不断提升骨料烘干加热；卸料区主要通过螺旋叶片卸料。
（2）生产能力
该搅拌系统主要由搅拌缸、搅拌电机及减速器、同步齿轮、传动链轮、门机构、出料导向箱等组成。其特点是采用双卧轴围流强制搅拌方式，搅拌叶片为24块，叶片间相位角为50°均匀分布在双卧轴上；为了增加搅拌缸的耐磨性，在内壁上安装耐磨板，采用这种搅拌系统生产出来的沥青混合料均匀，筑路性能好。
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3、煤制气燃烧器具体配置和原理
用于沥青搅拌站的粉煤气化及燃烧装置主要由输送系统、导热油循环系统、柴油点火系统、气化反应系统、燃烧器系统等五大部分组成。
输送系统包括：煤粉仓、流化风管路、煤粉吹送风机、螺旋泵、星型拨料器、煤粉输送管道、若干仪表及传感器、冷干机等。
导热油循环系统包括：注油泵、电动机热油循环泵、柴油机热油循环泵（备用）、篮式过滤器、油气分离器、高位槽、低位槽、若干仪表及传感器、管道和阀门等。
柴油点火系统：柴油箱、柴油泵、输油管道、油压变送器、柴油电磁阀、柴油枪、火焰探测器、乙炔点火，乙炔电磁阀等。
气化反应系统：反应器本体、煤气管道、气化风机、点火风机、渣池风机、若干仪表、水箱及框架平台等。
燃烧器系统包含重油燃烧器和煤气燃烧器两部分，两部分为一体化设计，使用时可以分别切换运行。包含重油枪、乙炔点火枪、重油控制组件、空压机组件、助燃预热组件及煤气燃烧器等。
4、设备加热原理
本设备以精选干煤粉为原料，以空气为气化剂，在特殊设计的气流床气化反应器内合成人工煤气（可燃成份为CO和H2），高温煤气通过煤气管道送到燃烧器，在燃烧器内和助燃空气进行混合，直接燃烧、释放热量，以加热物料。气化反应是一个复杂的过程，可初步分为一次反应区、二次反应区和共存区。
5、测量定位与整体布置
煤制气燃烧器一般比燃油燃烧器占地面积大，主要设备气化炉和煤粉储存罐，必须要有足够的安装位置。如果位置狭小导致煤制气输送管弯曲度过大，将影响燃烧效果导致沥青拌和站产量因热量不够而下降。且改造时沥青拌和站厂家、品牌、型号不同会导致煤燃烧器结构布局差异，需现场测量、精确定位、准确设计、现场校正以确保最终高效使用。
场地初步整平后水泥混凝土进行硬化，气化炉和煤粉储存罐位置，根据图纸设计地脚定位预埋并满足相对高程精度要求。
6、煤粉选择检测
选用符合本燃烧器要求有特定指标要求的优质煤粉。确保达到最佳加热效果，燃烧充分，极少残留物，燃烧尾气有害成分大大减少。选用燃煤时，最好能通过专门的监督检验机构对所用燃煤进行煤质分析，推荐的优质煤主要指标如下：热值>6000Kcal/kg，此值越大越好，过低则每吨成品料耗煤量大大增加；灰分<0.08%；煤粉含水量<0.1%，此值越小越好；全硫分<0.08%，此值越小越好。
7、煤粉供给
煤粉吹送风机使用罗茨式风机和星型拨料器通过变频调速合理按调整要求将煤粉吹送进入气化反应器内。同时鼓风门变频匹配调节，保证温度可控，燃烧充分，燃烧火型安全可靠。
8、安装调试
根据现场位置合理布局，根据干燥筒端口初步调整燃烧器位置，根据火焰形状微调调燃烧器最终位置。现场加装煤制气燃烧器结构加装可调节装置，对火焰位置和形状进行控制，有效的保证火焰位置合理性并利于热量充分传导利用，且对干燥筒内部结构部件有效保护。
根据火焰燃烧情况对燃烧器安装位置进行调整，如果燃料煤粉问题影响，及时对煤粉进行检测。确定调试成功后进行正式生产检测。
根据煤制气燃烧器设计，优化操作程序和关键时间控制，合理设置点火时间、进煤粉时间、生产延时时间、停火时间等各关键操作节点时间，保证点火成功率100%以及生产过程中稳定性，有效的保证生产效率和热能利用率。同时结合沥青拌和站自身结构特点，合理调节引风门开度、一级除尘开度和煤制气吹送煤粉速度、鼓风开度匹配联动，提高除尘效果，确保粉尘含量在可调范围，保证关键筛孔集料不超标。
9、结束语
煤制气燃烧器能够提供足够的热量和清洁能源以满足施工沥青混合料温度和生产能力要求，能够自动调节火力保证沥青混合料温度均匀，燃烧充分，无黑烟，无残留粉尘，硫排放远低于国家标准，满足沥青拌合设备对环保的要求，火焰长短可调，点火安全方便，燃烧稳定，整机使用安全性和可靠性高，使用寿命较长，使用得当，维护保养及时可以跟随一台站使用终生，具体推广应用价值。
参考文献
[1]GB/T2589-2008《综合能耗计算通则》；
[2]GB12371-2001《锅炉大气污染物排放标准》；
作者简介
江仲明 ，学历：本科，职称：高级工程师。1998年毕业于安徽大学，同年进入安徽省公路桥梁工程有限公司，毕业后一直从事于公路桥梁施工。安徽省地方标准DB 34/T 2156 —2014《安徽省高速公路施工标准化指南 第2部分：路面工程》主要编写者。现任安徽省公路桥梁工程有限公司总经理助理。
论文作者:江仲明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/16
标签：燃烧器论文; 沥青论文; 煤粉论文; 骨料论文; 煤气论文; 安徽省论文; 卸料论文; 《建筑学研究前沿》2018年第35期论文;