李　正

瀝青混凝土攪拌站骨料烘干的影響因素

李正

（山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原030031）

針對(duì)目前我國在瀝青混凝土骨料烘干加熱技術(shù)方面存在較多問題的現(xiàn)狀，文章從骨料的特性、燃燒器的選擇、干燥滾筒的設(shè)計(jì)及除塵系統(tǒng)的選擇等因素進(jìn)行分析，為瀝青混凝土攪拌站的節(jié)能減排技術(shù)提供理論依據(jù)，對(duì)干燥滾筒的設(shè)計(jì)開發(fā)也具有重要意義。

瀝青混凝土；燃燒器；干燥滾筒；骨料；烘干

目前，我國瀝青路面機(jī)械化施工的混凝土攪拌設(shè)備以間歇強(qiáng)制式為主，其技術(shù)相對(duì)比較成熟。骨料的烘干加熱是瀝青混凝土攪拌設(shè)備加熱系統(tǒng)的核心，烘干效果的好壞，將直接影響到瀝青對(duì)礦料的裹覆、成品料的和易性與攤鋪性，進(jìn)而影響到瀝青路面的使用壽命。文章結(jié)合攪拌站的實(shí)際情況，分析瀝青混凝土骨料烘干的影響因素。

1　骨料

骨料的烘干是指將骨料中的水分升溫、蒸發(fā)，然后將脫水后的骨料加熱到滿足攪拌要求的出料溫度。前者加熱的速率緩慢，加熱的時(shí)間取決于骨料的含水率，后者加熱速率較快，取決于熱礦料的生產(chǎn)量。因此，影響瀝青混凝土骨料烘干的主要外界因素是濕度。濕度大會(huì)使水分蒸發(fā)時(shí)間過長，生產(chǎn)效率降低，燃料的消耗也會(huì)增大。材質(zhì)不同的骨料吸水性能也不相同。硬礦料所含的水分主要分散在骨料表面，所以便于蒸發(fā)和加熱；但吸水率大的細(xì)砂或石灰?guī)r等礦料的水分主要集中在骨料的內(nèi)部，水分蒸發(fā)時(shí)間過長，導(dǎo)致骨料的烘干加熱困難。為保證瀝青對(duì)礦料的裹覆性，應(yīng)將集料烘干并加熱到160℃左右。

另一方面，礦料的配合比對(duì)集料的烘干效果也有影響。細(xì)集料增多會(huì)導(dǎo)致集料的表面積變大，熱交換能力會(huì)減弱，影響烘干效率；粗集料增多時(shí)，會(huì)使干燥滾筒的生產(chǎn)能力在一定范圍內(nèi)有上升趨勢(shì)。

2　燃燒器

燃燒器的選擇應(yīng)首先要滿足攪拌站的生產(chǎn)能力需要，其次再考慮經(jīng)濟(jì)性。骨料烘干加熱系統(tǒng)主要以明火加熱為主，即通過燃燒器燃燒燃油、煤粉或天然氣等釋放的熱量對(duì)冷骨料進(jìn)行烘干和加熱。由于燃油便于運(yùn)輸和購買，價(jià)格相對(duì)便宜，當(dāng)前攪拌站主要以燃油燃燒器為主。

燃油燃燒器的火焰形狀對(duì)骨料的加熱效果有很大的影響，為達(dá)到最佳的烘干效果，火焰的形狀應(yīng)該能根據(jù)滾筒結(jié)構(gòu)來進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。燃燒器的火焰太長會(huì)導(dǎo)致燃料霧化的時(shí)間過大，燃料的燃燒火焰和燃燒時(shí)間都會(huì)延長。當(dāng)冷骨料被葉片提升拋撒到火焰上時(shí)，會(huì)使燃燒火焰的表面溫度降低，甚至導(dǎo)致霧化后燃燒的燃油冷凝到骨料顆粒的表面，導(dǎo)致燃料燃燒不充分并消耗量增大。若未燃燒的燃料微粒被骨料帶走，將會(huì)使熱骨料提升機(jī)、篩分及儲(chǔ)存裝置上布滿油漬，堵塞篩分口，甚至影響到集料的配合比。火焰直徑應(yīng)小于滾筒內(nèi)徑，否則會(huì)造成滾筒上積碳增多。因此，目前用于骨料烘干的燃燒器均采用可調(diào)節(jié)火焰的短燃燒火焰。

3　干燥滾筒

圖1　干燥滾筒的結(jié)構(gòu)

為了在短時(shí)間內(nèi)將冷骨料內(nèi)烘干并加熱至所需的溫度，干燥滾筒應(yīng)該有較大的容積率和合適的長徑比。隨著干燥滾筒的滾動(dòng)，冷骨料被葉片提升拋撒，形成料簾。燃料燃燒的火焰和熱氣穿過料簾，并對(duì)骨料進(jìn)行烘干和加熱。為了使燃油在滾筒內(nèi)有較好的燃燒條件，火焰區(qū)應(yīng)該有充足的空間來進(jìn)行燃燒，所以骨料在該區(qū)不應(yīng)形成料簾。根據(jù)以上特點(diǎn)，滾筒的結(jié)構(gòu)一般設(shè)計(jì)為三個(gè)功能區(qū)，其中玉區(qū)為預(yù)熱區(qū)（進(jìn)料端口），用于骨料預(yù)熱和廢氣的排放，約占滾筒長度的1/10；Ⅱ區(qū)為骨料的烘干加熱區(qū)，約占滾筒長度的1/2：Ⅲ區(qū)為燃燒區(qū)，約占滾筒長度的1/3，如圖1所示。

（1）燃燒區(qū)。為了便于燃燒火焰的產(chǎn)生和熱量的傳遞，在燃燒區(qū)不允許有骨料料簾的產(chǎn)生。若燃燒區(qū)內(nèi)有骨料料簾存在，會(huì)導(dǎo)致未燃燒的油滴裹敷在骨料上，污染集料并造成燃料消耗的增大和除塵效果的降低。若該區(qū)域火焰過大，產(chǎn)生的輻射熱會(huì)導(dǎo)致干燥滾筒筒壁過熱而變形。因此，燃燒區(qū)通過安裝平面葉片來保證骨料的移動(dòng)。同時(shí)，一些礦料停留在壁筒與平面葉片間，起隔熱和保溫的作用。

（2）熱交換區(qū)。熱交換區(qū)是骨料進(jìn)行烘干和加熱的重要區(qū)域，該區(qū)域的葉片采用月牙形、槽形等平行于筒軸線的提升、拋撒葉片，使骨料在滾筒內(nèi)不同段內(nèi)形成相應(yīng)密集的料簾，在保障熱氣順利流動(dòng)的同時(shí)，充分吸收熱量。當(dāng)料簾過于密集時(shí)，將會(huì)降低熱氣的流速，導(dǎo)致排氣溫度過低。但是，料簾過于稀松時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致熱氣流失速度過快，排氣的溫度過高，造成熱量浪費(fèi)大，并影響除塵效果。因此，熱交換區(qū)的葉片可以安裝成一定間距的數(shù)排葉片來保證料簾的密度。

（3）進(jìn)料區(qū)。進(jìn)料區(qū)的葉片選用短而排列較密的螺旋線型進(jìn)料葉片，這樣有利于骨料在葉片的作用下提升形成料簾，充分進(jìn)行熱交換，同時(shí)有利于骨料流進(jìn)滾筒。

（4）干燥滾筒的傾角和轉(zhuǎn)速。干燥滾筒的傾角和轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了集料在滾筒內(nèi)被葉片提升的次數(shù)和烘干的時(shí)間。若傾斜角度過小或滾筒的轉(zhuǎn)速過低不僅會(huì)使骨料移動(dòng)的時(shí)間延長，而且會(huì)造成干燥滾筒的負(fù)荷增大，骨料的出料溫度變低，影響整體的工作效率。若傾斜角度過大或滾筒的轉(zhuǎn)速過快，會(huì)導(dǎo)致骨料加熱時(shí)間短，受熱不均勻，影響骨料的溫度。

（5）干燥滾筒的直徑和長度從設(shè)計(jì)的角度來看，干燥滾筒的直徑和長度對(duì)滾筒的生產(chǎn)能力影響最大。若干燥滾筒的尺寸大，則骨料的填充量大，單位時(shí)間內(nèi)加熱的骨料量多。干燥滾筒的直徑?jīng)Q定了料簾的面積大小，從而影響燃?xì)馀c骨料之間進(jìn)行熱交換的能力。而干燥滾筒的長度決定了骨料在滾筒內(nèi)被葉片提升的次數(shù)和加熱的時(shí)間（干燥滾筒勻速轉(zhuǎn)動(dòng)）。因此，為了適應(yīng)不同工況下的生產(chǎn)能力變化，滾筒的直徑和長度之比通常為1:4。

4　除塵器

對(duì)烘干加熱裝置而言，提高骨料與熱氣的交換效率，降低廢氣溫度的排放是節(jié)能減排的重要體現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)排氣溫度降低15～18℃時(shí)，烘干滾筒的熱效率將提高1%，但廢氣溫度低于布袋除塵器時(shí)的露點(diǎn)溫度時(shí)，會(huì)使水蒸氣重新凝聚成小水滴并與粉塵粘結(jié)，造成布袋式除塵系統(tǒng)堵塞。因此，廢氣溫度一般控制在高于除塵器的露點(diǎn)溫度，且低于出料溫度20℃為宜。

5　結(jié)語

骨料作為瀝青混凝土的重要組成部分，其烘干加熱后的效果直接影響道路材料的使用性能。因此，對(duì)骨料加熱的研究，應(yīng)該結(jié)合骨料的特性及拌合站的實(shí)際情況來進(jìn)行分析。文章通過對(duì)骨料烘干加熱的影響因素進(jìn)行了分析，為烘干加熱系統(tǒng)的合理使用提供了依據(jù)。

［1］張微，王新波，趙麗清.再生混凝土的基本性能［J］.北方交通，2008，（1）：39-41.

［2］黃玉河.瀝青攪拌設(shè)備主燃燒器的選型［J］.工程機(jī)械與維修，2007，（3）：101-102.

［3］楊衛(wèi)東.間歇式瀝青攪拌設(shè)備骨料烘干加熱系統(tǒng)匹配研究［D］.西安：長安大學(xué)，2008.

［4］胡達(dá)平，張超群，劉祥平.間歇式瀝青混凝土攪拌設(shè)備生產(chǎn)能力的研究［J］.市政技術(shù)，2006，（3）：187-190.

Analysis of Influencing Factors of Asphalt Concrete AggregateDrying

LI Zheng
（Shanxi Vocational and Technical College，Taiyuan，Shanxi 030031，China）

Abstracts：For present situation，there aremany prob1emsin aspha1t concrete aggregate drying heating techno1ogies in our country，this paper ana1yzesfrom aspects such as characteristics of aggregate，se1ection of burner，design of drying cy1inder and se-1ection of the dust remova1 system，which provides a theoretica1 basis for the energy saving techno1ogy of the aspha1t mixing station and has important significance to the design and deve1opment of the drying cy1inders.

aspha1t concrete；burner；drying cy1inder；aggregate；drying

TU642

A

2095-980X（2016）03-0055-02

2016-03-16

李正（1986-），男，大學(xué)本科，助理試驗(yàn)師。