瀝青混合料攪拌設備用燃油燃燒器燃盡率分析

呂慶林　胡新麗　岳力

摘要：為提高燃油燃燒器在瀝青混合料攪拌設備工作中的燃盡率，節約生產成品料的成本，提高用戶的實際利潤，系統分析了影響瀝青混合料攪拌設備用燃油燃燒器燃盡率的各個因素，通過嚴格選擇符合品質要求的燃料以及對燃燒器、干燥滾筒、引風除塵系統使用及維護方面的改進，為操作者提供切實可行的解決燃燒不充分問題的辦法，在提高燃油燃盡率的同時，達到設備使用高效率、低能耗的目標。

關鍵詞：燃油燃燒器；燃盡率；瀝青混合料攪拌設備；風油比

中圖分類號：U415.51 文獻標志碼：B

Abstract： In order to improve the burnout rate of oil burner of asphalt mixing plant， to reduce production cost and to yield better profit for the users， factors that affect the burnout rate were systematically analyzed. By using quality fuel and making improvement in the using and maintenance of burner， drying drum and dust removal system， and providing users with effective solutions to insufficient combustion， the burnout rate is improved， and a goal of high efficiency and low energy consumption will be achieved.

Key words： oil burner； burnout rate； asphalt mixing plant； air-oil ratio

0 引 言

目前，在瀝青混合料攪拌設備所配套的熱源設備中，燃油燃燒器占一半以上。近年來，面對油價上漲導致利潤減少，很多瀝青拌和站商家都開始尋找合適的替代燃料，以提高競爭力。瀝青混合料攪拌設備由于其工況及使用場地的特殊性，偏重于使用燃油類燃燒器。然而，在瀝青混合料攪拌設備生產現場經常出現燃油燃燒器燃燒不充分的現象，影響設備的正常生產，給生產方帶來一定的經濟損失。

1 燃燒不充分的判斷方法及影響

1.1 燃燒不充分的判定方法

瀝青混合料攪拌設備除塵系統排出的粉塵正常顏色為土黃色。當燃油燃燒器燃燒不充分時顏色發黑，用水浸泡后會在水面浮現油花；或被干燥滾筒加熱過的石料表面有黑色油斑，經水浸泡后會在水面浮現油花。凡是有以上兩種情況其中之一，均可初步判斷為燃油燃燒器燃燒不充分。燃油燃燒器燃燒的充分性確定最終要依靠尾氣成分來分析，根據

《工業燃油燃氣燃燒器通用技術條件》（GB/T 19839—2005），柴油和重油燃燒充分性的指標為：尾氣中O2不超過40%，CO不超過0100%。由于瀝青混合料攪拌設備引風系統為半開放式（即管路中有進風處），對尾氣中O2含量影響很大，故只檢測尾氣中CO含量即可測出燃燒的充分性。

1.2 燃燒不充分的影響

燃油燃燒器燃燒不充分的影響主要表現在：首先，給生產方帶來直觀經濟損失，燃油消耗率增加，導致生產成本提高；其次，由于殘余重油會影響成品料的品質，導致設備停止生產，造成設備因停工帶來的間接經濟損失；再次，燃燒不充分會造成尾氣中含有一定量的油霧，這部分油霧遇到除塵系統中的除塵濾袋時，會和灰塵混合形成油泥粘于濾袋外表面，造成濾袋透氣性下降，經過一段時間會導致濾袋堵塞，引風不暢，干燥滾筒燃燒端會在生產過程中冒煙，使燃燒更加不充分；最終，導致系統癱瘓，設備無法生產。

2 燃燒不充分的原因分析及解決方法

2.1 燃料品質

瀝青混合料攪拌設備所用重油燃料均為標準重油添加助燃劑及其他添加劑調和而成，成分比較復雜。根據現場使用經驗，重油滿足以下參數條件就可以保證燃燒器正常工作并充分燃燒：熱值不小于9 600 kcal·kg-1；50 ℃時運動粘度不大于180 cSt；機械雜質含量不大于03%；水分不大于3%。以上4個參數中熱值參數是保證燃燒器能夠提供額定熱量的前提條件，運動粘度、機械雜質和含水量不但會直接影響燃燒充分性，超標時還會造成重油在燃燒器噴嘴處霧化效果變差，油霧不能與空氣充分混合，燃燒充分性就無法保證。要想保證燃燒的充分性，在選擇重油時必須符合以上參數要求[1]。

2.2 燃燒器

2.2.1 霧化效果對燃燒充分性的影響及解決方法

燃料油在油泵壓力或油泵壓力與高壓空氣的共同作用下通過油槍的霧化噴頭呈霧狀噴出，油霧霧粒的大小取決于霧化的效果，霧化效果差，霧粒大，與空氣混合的接觸面積小，燃燒充分性就差。影響燃料油霧化效果的因素除前面提到的燃料油運動粘度外還有燃燒器自身的因素：槍噴嘴內卡有異物或磨損嚴重；油泵磨損嚴重或調壓裝置故障導致油壓低于正常霧化壓力；用于霧化的介質——高壓空氣壓力低于正常壓力[2]。

對應的處理方法為：清洗噴嘴清除異物或更換噴嘴；更換油泵或排除調壓裝置故障；調整壓縮空氣壓力到正常值。

2.2.2 風油比對燃燒充分性的影響及解決方法

重油的燃燒離不開空氣，燃油燃燒器所需的空氣依靠風機提供，供風量與供油量的配合稱為風油比。按照燃燒的理論計算，在標準狀況下燃燒1 kg重油所需的空氣量為145 m3，1 kg柴油所需的空氣量為115 m3，這就要求燃燒器在調整供油量的大小時，供風量應同步按比例調整，以保證正常燃燒所需的空氣量。此比例失調時勢必會導致燃燒充分性下降。供應空氣量小于所需量會導致因供氧不足而引起的燃燒不充分，供應空氣量過大則會因冷風吹過火爐帶走的熱量過多導致燃燒溫度太低，引起燃燒不充分；針對這種情況的處理方法就是調整風油比，調節同步機構或控制系統的風油比曲線來達到合適的風油比，鑒別方法為觀察調整后的火焰顏色發白為最好[3]。endprint

2.2.3 保持適當的壓力

保持適當的壓力有利于縮短燃油著火延時時間，延長加熱時間，提高加熱效率，并能保證燃油充分燃燒。空氣經過節風門和穩焰盤后，能夠保持穩定流量和壓力，壓力一般

為3 000 Pa左右。壓力太高，火焰過長，部分油滴未充分燃燒就會被抽走，且會增加布袋除塵功率，或者導致尾氣溫度偏高，損害除塵布袋；壓力太低，火焰直徑太大，會造成回火，導致滾筒前段的端蓋和撥料襯板過熱，或者滾筒上形成嚴重積炭等。穩焰盤一般做成徑向發散斜面出風口，空氣流經時能夠形成強烈旋轉的渦流，加強燃油顆粒沿軸向和徑向繼續擴散和混合[4]。

2.2.4 海拔對燃燒充分性的影響

常規重油燃燒器的設計工作環境為海拔500 m以下，當實際使用環境海拔超過500 m時，空氣的密度會隨海拔的升高而降低，同樣燃燒器在工作時所提供的空氣中氧氣總量就少于正常的燃燒所需的氧氣量，從而導致燃燒不充分。解決這個問題有兩種方法：一是設置小產量生產，讓燃燒器工作在小供油量的狀態下，同時調整風油比，增加小供油量的供風量，保證燃燒的充分性；另一種辦法是更換供風量大的風機，提供足夠充分燃燒的空氣。采用這一方法需要算出實際所需風量的大小。可以按照以下的公式計算。

3.3 干燥滾筒

燃燒器火焰形狀與干燥滾筒內料簾結構的匹配

性對燃燒充分性具有較大的影響。燃燒器的燃燒火焰形成需要一定的空間，在這個空間內如果有其他物體勢必影響正常的火焰形成。干燥滾筒的燃燒區正是為正常燃燒提供一個火焰形成的空間，如果在這個區域內有料簾，則不斷下落的物料會阻擋火焰，破壞燃燒的充分性。

解決這種問題的方法有兩個：一是通過調整燃燒器噴嘴的霧化角度或調整控制火焰形狀的二次風門來改變火焰的形狀，使火焰由細長變為短粗；二是通過改變干燥滾筒燃燒區的提料葉片結構，使該區域內的料簾由密變疏或不形成料簾，為燃燒火焰提供足夠的空間。

3.4 引風除塵系統

引風除塵系統與燃燒器匹配性對燃燒充分性也有較大影響。瀝青混合料攪拌設備的引風除塵系統是為了能夠將燃燒器燃燒后產生的尾氣及時抽走，給后繼的燃燒提供一定的空間而設置的，如果引風除塵系統的除塵器堵塞或管道漏風，都會造成燃燒器的燃燒尾氣排出不暢或不足，尾氣不斷在干燥滾筒的燃燒區聚集，占據燃燒空間，將導致燃燒不充分。解決這種問題的方法就是疏通被堵塞的引風管路或除塵器，保證引風暢通，如果是管道漏風就需要對漏風處進行封堵。

4 燃燒充分性解決與否的判定

瀝青混合料攪拌設備生產現場如果出現燃燒不充分的現象，可以通過以上方法進行分析和處理，處理的結果好壞可以利用以下原則進行判定。

（1） 用煙氣分析儀檢測尾氣，如果測得燃燒煙氣中的O2和CO含量符合《工業燃油燃氣燃燒器通用技術條件》的要求，可以認為接近完全燃燒。對于重柴油和重油，O2不超過40%，CO不超過0100%；對于煤油和輕柴油，O2不超過35%，CO不超過0050%。如果檢測值符合以上標準要求，則判定燃燒充分性問題已解決。

（2） 在不具備煙氣分析儀的情況下，可以通過觀察加熱后的熱集料狀況和回收粉的顏色來綜合判斷：如果加熱后的熱集料表面無點狀或片狀油斑，用水浸泡后水面上沒有浮現油花，并且回收粉顏色為土黃色，則判定燃燒充分性問題已解決。

（3） 觀火孔也是一種簡單、實用的方法，依靠觀察火焰的顏色和形狀來判斷空氣是否足夠，燃燒是否完全。接近完全正常燃燒時，火焰中心溫度較低，輝度（發光強度的主觀感受）較小，為淡橙色；火焰外圍是強烈燃燒區，熱輻射強烈，輝度較大，顏色白亮；同時，外圍沒有雪片狀火星，排氣沒有黑煙，則判定燃燒充分性問題已解決。

5 結 語

隨著國家節能環保工作的不斷推進，在瀝青混合料攪拌設備行業，煤粉燃燒器在部分地區已經限制使用，這促使燃氣燃燒器應用范圍擴大，但對于燃氣無法送達的偏遠地區，燃油燃燒器仍然處于主導地位；因而如何提高燃油燃燒器的燃盡率，減少油耗，節約成本，提高環保性，對于每一位用戶至關重要。本文通過實踐性的分析，協助操作者實現節能減排，處理影響燃燒效率的常見故障，以達到瀝青混合料攪拌設備使用燃油燃燒器高效平穩運行。同時，建議用戶在燃料選擇上嚴格把關，并對燃燒器定時進行檢查維護，確保燃燒效果始終處于最佳狀態。

參考文獻：

[1] 徐旭常.燃燒理論與燃燒設備[M].北京：機械工業出版社，1990.

[2] 顧瑋倫，杜云峰.旋流燃燒器的穩燃及其結構優化分析[J].鍋爐制造，2007，2（1）：17-19.

[3] 馮維軍.燃油燃氣鍋爐運行與管理[M].北京：中國勞動出版社，1997.

[4] 趙欽新.中小型燃油燃氣鍋爐操作與維護[M].北京：機械工業出版社，2003.

[責任編輯：譚忠華]endprint