文 | 本刊編譯 原文作者 | Ed Misajet

眾所周知,間歇式攪拌站的裝料、卸料、攪拌的過程是周期性的,成品料的質(zhì)量相對(duì)較好.而連續(xù)式攪拌機(jī)就是連續(xù)地進(jìn)行攪拌、供料、卸料,生產(chǎn)效率非常高,產(chǎn)量大、能耗低.自上世紀(jì)90年代末,我國開始大量建設(shè)高速公路,由于原材料質(zhì)量和施工技術(shù)水平參差不齊,加之爆發(fā)式增長的建設(shè)規(guī)模,間歇式攪拌站在市場(chǎng)上成為了主流,與此同時(shí),一些廠家對(duì)連續(xù)式攪拌站的探索并未止步.隨著時(shí)間的推移,設(shè)備維護(hù)成本、環(huán)保指標(biāo)以及再生料的應(yīng)用可能會(huì)使混合料生產(chǎn)商對(duì)設(shè)備的性能提出新的要求.

本文標(biāo)題不是為了嘩眾取寵,不過是遵照原文"Death of the batch plant"的意思.也無意于預(yù)言,只是希望和大家一起了解美國偏愛使用連續(xù)式攪拌設(shè)備之始末,以及安邁等全球領(lǐng)先的瀝青攪拌設(shè)備廠商在彼面對(duì)的挑戰(zhàn)有多大.本文觀點(diǎn)屬于原作者.

在談到間歇式攪拌設(shè)備時(shí),Fred Prill絲毫沒有嘴下留情."除了(美國)極東北部的一些承包商之外,很少有人對(duì)間歇式攪拌站感興趣了--至少不會(huì)買新的,"與領(lǐng)先的瀝青設(shè)備制造商合作數(shù)十年的設(shè)備顧問Prill繼續(xù)說道,"在屬于它們的那個(gè)時(shí)代,間歇式攪拌站是最先進(jìn)的,而且非常實(shí)用,滿足了大多數(shù)瀝青生產(chǎn)商的需求."

二十世紀(jì)之初使用的間歇式攪拌站設(shè)計(jì)很簡(jiǎn)單,60 t/h的生產(chǎn)能力也足堪應(yīng)付.設(shè)備生產(chǎn)的混合料的質(zhì)量也能符合當(dāng)時(shí)的規(guī)范要求--雖然靠的是攪拌站操作手的手藝控制.骨料完全被瀝青裹住,是那個(gè)時(shí)候的主要要求,這一點(diǎn)在攪拌站的設(shè)計(jì)上得到了充分的反映.一臺(tái)典型的間歇式攪拌站配備了一個(gè)進(jìn)料斗,一個(gè)加熱骨料的小型烘干機(jī),熱篩將骨料分成幾種尺寸,稱重料斗控制配比,一個(gè)攪拌機(jī)用于混合瀝青與骨料.

隨著時(shí)間的推移,用戶的需求發(fā)生了變化,間歇式攪拌站的設(shè)計(jì)也變得復(fù)雜起來.1950年代,繁忙的美國州際公路建設(shè)需要熱拌瀝青(HMA)供應(yīng)商提高他們的生產(chǎn)能力.于是,間歇式攪拌站的每小時(shí)產(chǎn)量增加了數(shù)倍,并且使用更大的篩網(wǎng),以適應(yīng)多種混合料的生產(chǎn).除此之外,間歇式攪拌站在接下來的幾十年里(直到30~35年前)都沒有太大的變化.

接下來的主要變化是自動(dòng)化的配料控制、更高效的袋式除塵器和貯料倉系統(tǒng)的出現(xiàn).總而言之,攪拌站變得更大、更干凈了.盡管貯料倉的使用大大縮短了運(yùn)料卡車的周轉(zhuǎn)時(shí)間,間歇式攪拌站還是只能一鍋接一鍋地出料.昂貴的槳葉式拌合機(jī)和多層篩網(wǎng)依舊是必需的部件,這導(dǎo)致間歇式攪拌站的初始成本與維護(hù)成本居高不下,也導(dǎo)致它在美國最終走向失敗.

作為切實(shí)可行的替代品,連續(xù)式攪拌站在1970年代早期出現(xiàn)了.它們的生產(chǎn)能力形成了懸殊的對(duì)比--一臺(tái)典型的間歇式攪拌站每小時(shí)可以生產(chǎn)150~300 t瀝青混合料,連續(xù)式攪拌站卻能達(dá)到300~500 t.

最初的高產(chǎn)能滾筒連續(xù)式瀝青攪拌設(shè)備使用的是并流式加熱(parallel fow),即骨料的流動(dòng)方向與熱源平行;考慮到市場(chǎng)需求,早期的設(shè)備被設(shè)計(jì)成便攜式.并流式加熱方式之所以被接受,也許要部分歸功于Boeing Corporation(譯注:沒有確切的信息表明它和飛機(jī)制造商波音是同一家公司),它是首批采用這種設(shè)計(jì)的制造商之一.盡管設(shè)計(jì)存在一些固有的技術(shù)缺陷,這種連續(xù)式攪拌站還是找到了銷路.

其中一個(gè)缺點(diǎn)是缺乏空氣污染控制.并流式加熱系統(tǒng)在加熱和拌合的過程中保留了高百分比的細(xì)粉和水分,導(dǎo)致相對(duì)較臟的廢氣排放.

此外,還有控制混合料溫度的問題.采用并流式設(shè)計(jì)的連續(xù)式攪拌設(shè)備注定加熱溫度不能太高,這意味著它們對(duì)于城市應(yīng)用而言并不是非常實(shí)用,因?yàn)檫@類項(xiàng)目的運(yùn)輸時(shí)間較長,工作等待時(shí)間較長,手工作業(yè)比例較高,需要較高的混合料溫度.低溫加上混合料中殘留的水分,造成了壓實(shí)困難.

給并流式瀝青攪拌站設(shè)計(jì)敲響喪鐘的是日益普遍的RAP利用.添加RAP意味著要將新骨料加熱到更高的溫度,由此造成了更加糟糕的排放.首當(dāng)其沖的是袋式除塵器.來自重質(zhì)燃料油、瀝青煙氣和加熱的RAP中的水分與碳?xì)浠衔锏葧?huì)堵塞集塵袋,從而影響袋式除塵器的效率,有時(shí)還會(huì)有火災(zāi)之虞.

為了解決這些問題,設(shè)備制造商必須改進(jìn)這種設(shè)計(jì)了.

攪拌站工程師開始埋首于研究水分、過量排放和袋式除塵器的過熱等問題.后來,他們找到了一種解決方法--逆流式加熱設(shè)計(jì).

通過讓物料與熱朝著相反的方向流動(dòng),骨料可以被加熱至更高的溫度,排放廢氣的溫度也被降低.逆流式加熱設(shè)計(jì),與骨料傳送系統(tǒng)、燃燒器設(shè)計(jì)的進(jìn)展等創(chuàng)新,一起彌補(bǔ)了早期滾筒連續(xù)式瀝青攪拌設(shè)備的設(shè)計(jì)缺陷.

現(xiàn)代的逆流式加熱設(shè)計(jì)讓滾筒式拌合機(jī)集多功能于一體,加熱骨料,添加液態(tài)瀝青、RAP和其他添加劑都在這里完成.其他設(shè)計(jì),包括再生環(huán),單獨(dú)的烘干后拌合系統(tǒng)(post-dryer mixing systems)和攪拌站的改良,都是為了使用更高比例的RAP和消除排氣煙囪中的藍(lán)煙.

如今對(duì)滾筒式瀝青攪拌設(shè)備的要求和當(dāng)初早已不同."在過去,使用RAP是一種創(chuàng)新,但是問題很多,"Prill說.RAP中含有瀝青和水分,在加熱過程中可能會(huì)出現(xiàn)蒸汽爆炸、瀝青被過度加熱和溫度大幅下降等狀況.

隨著利用RAP的經(jīng)驗(yàn)越來越多,這些問題被逐個(gè)擊破,HMA生產(chǎn)商處理RAP的能力也與日俱增.

在過去幾年中,Superpave和改性瀝青粘合劑的出現(xiàn)給HMA生產(chǎn)商帶來了重大發(fā)展,也給攪拌站廠商帶來了挑戰(zhàn).在某些情況下,需要額外的儲(chǔ)罐來容納新的PG等級(jí)的瀝青,以便隨后加入含有RAP的混合料中.還需要對(duì)烘干筒進(jìn)行改裝,才能徹底烘干較粗大的Superpave骨料.

慢慢地,HMA生產(chǎn)商也學(xué)會(huì)了如何處理這些新材料.

"如果沒有使用貯料倉系統(tǒng),當(dāng)今世界上的所有滾筒連續(xù)式瀝青攪拌設(shè)備技術(shù)都將毫無意義."Prill說,"現(xiàn)在有些設(shè)備的生產(chǎn)能力超過了600 t/h,但是沒有可用的貯料倉,它的產(chǎn)量還得受制于運(yùn)料卡車的周轉(zhuǎn)速度."所有滾筒連續(xù)式瀝青攪拌設(shè)備都配備了筒倉,有的甚至多達(dá)八個(gè).

無論使用傳送帶還是斗式提升機(jī)填充,這些筒倉都能幫助承包商在幾個(gè)小時(shí)到幾天里存儲(chǔ)大量不同的混合料.通過在低需求期間給多個(gè)筒倉裝滿混合料,HMA生產(chǎn)商可以向次級(jí)客戶供應(yīng)各種混合料,同時(shí)保證攪拌站的產(chǎn)量足以滿足主要客戶的需求.這種靈活性使他們能夠根據(jù)市場(chǎng)需求安排生產(chǎn)活動(dòng).

"滾筒連續(xù)式瀝青攪拌設(shè)備的創(chuàng)新給用戶帶來了業(yè)務(wù)的多樣性,"Prill說,"有了它們,試問誰還需要一套新的間歇式攪拌站呢?"