沥青混合料搅拌设备中烘干加热系统的基本原理

　　沥青混合料的基本生产过程包括骨料的除湿、加热和用热沥青对骨料进行覆盖。

　　其生产设备从工作模式来说基本可分为间歇式（一锅一锅的搅拌出料）和连续式（连续搅拌出料）两种。

　　这两种沥青混合料搅拌设备中，用于热沥青对热骨料进行覆盖的部分可能不同，但讲到烘干加热系统时，间歇式和连续式都由同样的基本构件构成，其主要组成部分是烘干滚筒、燃烧器、引风机、除尘设备和烟道。下面就一些专业名词做一些简单的阐述：

　　间歇式沥青拌合站

　　设备包括两个不同的部分，一部分是滚筒，另一部分是主楼。

　　主楼分为对骨料的筛分、储存、称重、搅拌几个部分。

　　滚筒安置在一个微斜面上（一般3-4度），低的一端安装燃烧器，骨料则从滚筒稍高的另一端进入，同时热气从燃烧器端进入滚筒，滚筒内部扬料板翻动骨料频繁穿过热气流，这样就在滚筒中完成了对骨料的除湿和加热过程；

　　通过有效的温度控制，将合适温度的又热又干的骨料转入主楼顶部的振动筛，由振动筛筛分成大小不一的颗粒掉入相应的贮存仓中，再通过分类秤重进入拌锅进行搅拌，同时经过计量的热沥青和矿粉也进入拌锅中（有时含添加剂或纤维），它们在拌缸中经过一定时间的搅拌后，骨料涂满沥青层，从而形成成品沥青混合料。

　　连续式沥青拌合站

　　连续式沥青拌合站的特点是在滚筒中完成骨料的沥青覆盖过程。

　　滚筒也是安在一个微斜面上。但是燃烧器是放在骨料进入滚筒的较高的那一端。除湿和加热过程以及热沥青和矿粉（有时含添加剂或纤维）的添加和搅拌均在滚筒内完成。成品沥青混合料从滚筒中转入贮存罐或运输车。

　　滚筒

　　是两种沥青混合料搅拌设备都要用到的部件，但其使用方式有所不同。

　　滚筒中安装有扬料板，当滚筒滚动时，扬料板把骨料举起，然后让其穿过热气流落下。

　　在间歇式设备中，滚筒的扬料板简单明了；但在连续式设备中的设计使用却比较复杂。

　　当然滚筒中还有燃烧区的存在，其目的是为了不让燃烧器的火焰直接碰触骨料。

　　燃烧器

　　干燥和加热骨料最有效的方法是直接加热，这需要使用一台燃烧器将火焰直接导入滚筒中来完成。当两类沥青混合料搅拌设备中燃烧器的基本组件相同时，火焰的大小和形状可能不一至。

　　引风机

　　使用引风机是因为它比自然排气时的生产效率更高。

　　尽管引风机的设计有多种方法，但只有两种离心式引风机常用于沥青混合料设备中：迳向式叶轮离心风机和后向式叶轮离心风机。对叶轮形式的选择要看与之相联的除尘设备的设计情况。

　　烟道系统

　　位于滚筒、引风机、除尘器及其它相关部件之间的烟道系统也会影响到沥青混合料搅拌设备的工作状况。管道的长度和构造必须经过精心设计，间歇式系统中的管道要比连续式系统中的数量多，尤其是在主楼中有飘浮的尘灰并必须得到有效的控制。

　　大气污染

　　沥青混合料所使用的原料中所含粉尘很多，当设备运转时，如果粉尘进入大气，就会造成污染。所以必需安装除尘设备，目前主要使用布袋除尘。

　　安全

　　安全是常识问题。有制订好的标准安全规则。但规则不能涵盖所有的情况，因为每种状况都有它的特殊性。因此要对安全危害问题、错误操作问题和其它不足之处保持警惕。对各种产品的《用户服务手册》所提及的注意事项和指导方针不了解，都可能导致事故、个人伤害、生产效率降低，而更为重要是生命的丧失。细心以及提前预防是避免事故的最好保障。

　　仔细阅读并遵守以下规定可避免多种事故的发生：

　　在工作进行过程中不要清洗、上油或调整任何未经特殊说明的机械设施；在进行检查或维修活动前关闭电源并上锁，以备不测。

　　维护

　　有设备就需要维护；

　　精心正确的维护可使设备更有效地工作并控制在一定的污染程度内；

　　对每个部件的维护要根据其操作规范来进行；

　　根据必需进行的检查和维修状况制订出维护计划和安全操作程序；

　　第一步是拿出一个工作记录本记下所有的检查和维修情况，列出对每个部件每次检查的分析情况及对维修内容的描述或维修的日期；

　　第二步是给出每个部件需检查的周期，这要根据各部件的使用期限和磨损情况来决定；

　　最后，计划必须得到贯彻和执行。

　　第一章：燃烧器

　　燃烧器

　　对骨料脱水和加热最经济的方法是直接加热，用明火式燃烧器是提供热量的最有效方法，骨料可直接暴露在火焰前面的热气流中。

　　燃烧器的基本功能就是将氧气（空气）和燃料按比例混合以获得完全的燃烧。

　　火焰形状在烘干过程中至关重要，在连续式和间歇式沥青混合料搅拌设备中均是如此。

　　两种设备中都要避免骨料压制火焰。

　　连续式搅拌机中更成问题的是从燃烧器端处进入滚筒的骨料又冷又湿，使得骨料加热区的设计比在间歇式拌合机中受限制大的多。

　　总的说来连续式设备的燃烧器与间歇式设备中的燃烧器大部分相似。

　　开放式燃烧器

　　开放式燃烧器工作时，约占燃烧所需总量30%到45%的空气由燃烧器鼓风机本身提供，剩下70%到55%的空气连同过量的空气被引风机抽入到燃烧区。

　　开放式燃烧器是需要特殊降噪设备来达到低噪音效果的。

　　封闭式燃烧器

　　封闭式燃烧器可以自行将100%的燃烧所需空气都送入燃烧区。

　　有许多因素影响到火焰形状，例如燃烧器本身的火焰桶、挡风板、旋风板，例如鼓风机的风压、流量，例如多次配风，例如滚筒燃烧区的设计，例如滚筒出料方式，例如引风机的压力和流量，例如其它包括空气的涡流、液体燃料的雾化程度、固体燃料的颗粒形状、气体燃料和空气的混合程度、燃烧区温度等都会部分地影响火焰大小和形状以及强度（能量密度）。

　　燃料的燃烧

　　燃烧时由燃料和氧气的化学反应形成。

　　完全燃烧产生二氧化碳和以蒸汽形式存在的水。

　　为了完全燃烧，就需要特定量的氧气。

　　事实上就是需要2个氧原子与一个碳原子结合（二氧化碳），一个氧原子与两个氢原子结合（水）。

　　决定了提供燃烧所需的氧气量后，也就可以算出提供这些氧气的空气量。

　　在这里按21%的空气含氧量计算则用所需氧气量除以0.21得到空气量。

　　这些结果通常叫作“供燃化学当量空气值”。

　　每种燃料都有自己的供燃化学当量空气值。

　　一般是叫“空气比燃料率”，俗称“风油比”。

　　要达到完全燃烧的条件是燃料与空气的完全混合，氧原子与所有的碳原子、氢原子结合。

　　实际上这是不可能的。

　　因此实际情况就是提供多于所需的空气来尽可能达到最佳效果。

　　所以“化学当量空气所需量”通常叫做“理论空气所需量”，而多余的“过量空气量”会占一定百分比。

　　当燃料以一定化学当量的空气比燃料100%燃烧时，废气中就是二氧化碳和水汽，还有氮，但是当有过量空气时，废气中也就含有未燃尽的氧气。（见下表）

　　当燃料以低于化学当量的空气比燃料燃烧时，废气中就会含有一氧化碳。

　　过量的空气是为了保证完全燃烧，但也可能有弊端，过多的过量空气会浪费燃料。

　　因此过量空气也会与其它废气成分同温地排出烟囱，它会大量消耗能量，也就是要烧更多燃料。

　　过量空气量由沥青混合料搅拌设备所用燃料来决定。

　　燃料与空气越难混合，就需越多的过量空气，根据经验判断，正常情况下，燃烧天然气需要10%－20%的过量空气，轻燃油需要约20%－25%的过量空气，重油燃油约需50%（这里特指180＃标准重油，并非指国内号称重油的煤焦油），煤需25%－100%的过量空气（跟燃烧器的设计以及煤的种类和细度有关）。

　　不同过量空气与不同燃料混合燃烧产生的废气中的二氧化碳含量也是不同的。（注意：当过量空气增加时会使得二氧化碳的比例降低，实际上每一种燃料生成的废气中的二氧化碳含量都是一样的，不管过量空气的多少）。

　　可以找出废气含氧量和废气中二氧化碳量的关系，下面的公式可以计算出过量空气量：

　　%过量空气＝%出氧量/（%进氧量－%出氧量）＊100%

　　燃料提供的能量

　　燃料和氧气反应，产生出热量，提供了烘干、加热骨料、加热空气、蒸发料中水份等所需的能量

　　能量单位一般用英国热量单位（BTU）。

　　一个碳原子与两个氧原子结合则每磅碳中释放14,100BTU，两个氢原子与一个碳原子结合，每磅氢中释放出61,100BTU。因此燃料所供能量就由燃料中所含碳和氢的量来决定。

　　注：1BTU=0.0011MJ=2.9307e-004kW/h

　　有两种热量：一种是高热量（或卡值），又叫额定热量值（HHV）；一种是低热量值（LHV）。

　　两者不同之处在于HHV要使液态转变为蒸汽状态。

　　因此一般认为在沥青混合料搅拌设备中LHV决定需要多少能量来加热骨料、燃烧成品和过量空气。

　　具体地说可通过实验得出LHV和HHV。

　　燃烧的雾化

　　对液体燃料来说良好的雾化或许是产生最佳的燃烧效果的最重要的因素。

　　所有的燃料都无一例外的要在燃烧前成为气体状态。

　　液态燃烧发生在正在气化的油雾表层，由此可见同体积的液态燃料表面积越大（通过减少油雾中液滴的大小来实现），燃烧反应就越有效，在有限的时间里燃烧也能达到最高效率。

　　如果燃料本身就是气体状态，例如天然气和气化丙烷等就比较容易燃烧，也容易同供燃的空气相混合。

　　液态的燃料就困难多了，固体的更为困难。

　　液态燃料的燃烧效率与其进入燃烧区时的雾化效率紧密相关。

　　请注意：油雾中液滴越小，燃烧速度越快，燃烧越好，但必须注意燃烧速度必须可控，燃烧速度过快将会带来更多的麻烦。

　　废气中各成分的测量

　　废气中氧气和二氧化碳的测量是在滚筒中靠近火焰的位置进行采样的。

　　一般是将探测器放在与燃烧器相对的一端，离火苗越远测出的结果受漏入的空气影响就越大。

　　漏入空气会将更多的氧气带入测量设备中，使得氧气所占比例增大，二氧化碳比例减少。

　　因此在烟囱出口处测量是没用的。

　　若是测出的含氧量高则意味着漏入空气太多或燃烧不完全。

　　为了减少漏入的空气给实际测量带来的影响，采样点应尽量贴进滚筒顶端的刮料板处

　　因为废气实际上是在旋转的，所以在滚筒出口处的一端会形成一个涡流，进入的过量空气在废气周围，可以认为距滚桶内壁150mm－180mm都是过量空气，根据这一点选好采样点，那么这种情况就对废气的采样影响甚微了。

　　总的来说，燃烧器的工作效率依赖于提供燃烧的空气量。

　　燃烧器工作效率低劣对沥青混合料搅拌设备的设计、制造和销售有极大的负面影响。

　　过大的过量空气会造成很大的浪费，原因是系统中的所有气体都需要同时加热，所以烘干区的空气越多，带走的（也就是浪费掉的）热量越多，就需燃烧更多的燃料。

　　所以最经济有效的燃烧器工作状况就是需要将过量空气控制在燃料完全燃烧的最小值。

　　维　护

　　维护包括对设备叶轮等部件的磨损情况的定时检测、设备润滑、微调和清洗。

　　需要通过生产量、工作时间制定维护计划。

　　应该将一本设备维修手册放在手边以备经常翻查和参考。

　　燃烧器鼓风机的设计是按最高效、最大可靠性、最大安全性和最高工作年限进行的，为了保证设备的工作效率就需对之进行维护，当做出维护计划时就一定要坚决执行！

　　根据设备制造商的推荐来进行清洗维护工作会使设备拥有最高年限的正常工作。

　　注意：在对设备进行任何维修工作之前，需要确保以下两点：

　　（1）所有设备的电源关闭并保证不被轻易开启，最好锁上电源开关。

　　（2）燃料也必须停止进入燃烧器。

　　燃烧器的维护，最重要的是要检查阀门是否正常工作。

　　无论何种阀门都需按制造商所推荐的值来进行维护。

　　燃烧器组件的维护

　　燃烧器的检查根据工作情况或制造商所推荐的周期定期进行（至少每天一次）。

　　污尘过多时次数要增加。

　　以下列出所建议的维修活动：

　　1．要经常检查燃料管路、阀门是否有损坏隐患，是否工作正常，要确保管路连接装置能够正常运转。阀门或管道泄漏可能会引起着火或爆炸。

　　2．对所推荐需要润滑的地方进行适当的润滑。要记住过量加注润滑油可能和不加注润滑油的效果一样差。

　　3．燃烧器的清洗工作同样重要，根据维修手册的推荐进行相关组件的拆卸、安装。

　　4．清除燃烧器内的滞留物。当重新组装时，保证连接装置的牢固。检查各种执行机构

　　５．过滤器的检查和维护、保养。

　　６．定期检查、清理燃烧器喷嘴、挡火板、旋风板及火焰桶。

　　７．确保风门控制装置运转正常，应及时调整并紧固。

　　８．燃烧器中如有耐高温燃烧室也要定期检查。耐高温燃烧室的最大问题是耐高温材料可能会碎裂。当出现断裂或小洞时，用所推荐的耐高温材料进行填补。

　　皮带传动式鼓风机

　　1.  定期检查皮带的松紧度和皮带轮、轮轴的固定情况。

　　2．更换的皮带长度要适合，受力要均匀，通常建议一次更换整组皮带。

　　3．确保轮轴平行。皮带轮安装要适当，每运转8小时就需检查一下皮带松紧度。

　　4．不要硬把皮带往轮槽里套，要调节两轮之间的距离使皮带可轻松套上。

　　5．某种皮带需要注意安装的方向。

　　6．保持皮带轮清洁，不要给其加油或沾上油污。

　　7.   确保皮带罩固定牢靠并不影响散热。

　　第二章：引风机

　　引风机

　　当沥青混合料搅拌设备最初设计时，认为工作中废气和湿气会自然排出。

　　为了提高效率，就需再加一个引风机。

　　一般情况下，沥青混合料搅拌设备系统中引风机通常置于燃烧器的另一端。

　　滚筒中废气排出量的加快可使作业流程加快。

　　每种系统中都只能积存定量的废气和湿气。

　　废、湿气排出量的快慢决定了生产率的大小。

　　排出量要调整到使所有废气、湿气不会超过滚筒容积的最大量。

　　引风机功率加大，所排气体量也就加大。

　　也就可以增加燃烧机所供的热气量，增加除湿度。

　　结果就可为更多的原料除湿、烘干。

　　相应的不足是也会加快气体在滚筒里的流速（因为滚筒大小是固定的，气体的流量和流速会相互影响），废气排放速度加快，夹在废气中的过量空气也会增加，骨料的流失量也会增加，对设备磨损加快，进入除尘系统的灰尘也会增加。

　　大部分HMA设备生产商通常会推荐滚筒中气体流速不超过5米/秒的。

　　引风机是一种可变化排气量的机械设备。

　　它基本上是在可控的、有加速度的速率下将气体排出。

　　在许多方面它可以与转动的铲子比较（下图）。

　　引风机的功效同一定的气体流速相关联。

　　不管什么样的气体类型（空气、蒸汽、热气等）或气体温度高低，引风机理论上都可在一定的时间内排出同样体积的气体。

　　风叶的转速决定所排气的流速。

　　重要的是要认识到当排气流速固定时，废气的成分和温度不同使其密度不同，则所排气体的重量会有不同。

　　例如，不管气体的温度是21℃或315℃，引风机每分钟可排出28m3的气体，但在两种温度情况下气体重量会有所不同，则扇叶转动所需能量就会不同。

　　315℃时每立方米气体质量是0.6kg，21℃时是1.2kg，是315℃时的两倍（下图），

　　这样排出21℃的气体所需能量是排出315℃气体的两倍。

　　21℃气体产生的压强也是315℃气体产生的两倍。（欲明其原因，可假设向墙上扔两个球，一个重1kg，一个重2kg，以同样的速度向墙上扔，扔1kg的用的力气只是扔2kg球的一半，墙受力也是2kg球的一半。）

　　一定体积气体的重量大小由其温度决定：温度越高，气体越轻。

　　引风机的设计

　　从历史来说，沥青混合料搅拌设备中引风机的设计基本上有两种设计方案。

　　可以发现每种设计方案中废气所含灰尘多少的不同及相应的工作效率也就不一。

　　一直以来，沥青混合料搅拌设备生产部门为了符合更新的环保标准而持续更改设计

　　实验和曾所犯错误显示，在未引入除尘系统前，迳向叶轮的引风机是最合适沥青混合料生产过程的：在高粉尘含量情况下磨损一般，不怕温度过高过低，并可提供生产过程中所需的吸力。

　　迳向叶轮的引风机的弊端是它是两种设计中效率最底的一个，必须找一种方法可减少气体中所含灰尘量，这就需要在滚筒和引风机之间引入一个集尘器，来减少排出气体的含尘量，但并不是每种设计都可使用它。

　　因此在使用迳向叶轮的引风机的沥青混合料搅拌设备中保留了集尘器（一级除尘），所收集的有用原料还可返回振筛再利用。

　　为了环保，一般的做法是在沥青混合料搅拌设备作业流程的终端（引风机前）再装一个空气过滤器（二级除尘）。

　　把引风机安置在空气过滤系统后面，可保证废气进入引风机前所含灰尘颗粒被吸收，减少受磨损程度，但是每类环保设备都需相匹配的引风机类型，后向式叶轮离心风机越来越多的被使用了（下图）。

　　工作中的引风机

　　当引风机位于沥青混合料搅拌设备工作系统的末端时，它会像吸尘器一样抽去滚筒中的废气，减弱压强，这叫诱导性排气，减低压强形成负压意味着系统内的压强比大气压低，这样如果系统出现任何裂缝，周围的空气就会被吸入筒内和引风机前的任何设备内，如果引风机置于环保设备前，废气就会穿过环保设备，这叫被动性排气。

　　这种情况下环保设备的压强是较大的，比大气压高，废气就会透过环保设备中的裂缝跑入大气内。

　　今天在沥青混合料搅拌设备中很难找出被动性排气环保系统。

　　在滚筒的燃烧口处进入系统的空气量由筒内负压来决定，在把所需燃气送入系统前，引风机排气量要超过系统之所需。

　　每个设备内所降的压强会加入到废气压强中，一般说来，离引风机最近的部件最先损坏，再一个次之，依次类推，离引风机最远的部件——燃烧器，只经受所剩下的压强，就是引风机内压强与其余设备内压强之差。

　　设备中每个构件及其在单位产量下的气流量：每小时300吨的总流量中，5%是湿气、25%是过量供燃空气、275°F的废气和干燥废气中5%的漏入气体，如果其中任何因素过量，燃烧器吸入空气量会降低，燃烧器就缺少空气，燃烧率降低，结果就降低了沥青混合料搅拌设备的生产率。

　　在一个典型的备有除尘器的沥青混合料搅拌设备中，二次空气会在燃烧过程中消耗一部分，剩余的空气同湿气一块穿过滚筒、除尘器和引风机通过烟囱排出，由于引风机的存在，使废气有可能穿过燃烧区、脱水区、加热区、涂层区（连续式沥青混合料搅拌设备）和环保系统，因此引风机的功率要大于燃烧所需功率。

　　整个系统可被看作一个“封闭系统”。

　　系统内所降之压强就等于引风机吸入气体的压强（参见下图）。

　　每个引风机都有相应的排气能力，并以相应的水标尺来衡量，当吸力压强增加，引风机工作效率就会降低，这种关系并非成线形状（见下图）：

　　例如系统的最大流量是81,000ACFM，相应的吸力压强是14.2英寸水柱，设备中每一组件内的负压就小于14.2英寸水柱,如果负压增加到15.6英寸水柱，则引风机功力就会从81,000ACFM降到69,000ACFM。

　　如果当负压变化而功率不变，则或是风扇转速增加或改变了风扇形状。

　　例如一套沥青混合料搅拌设备以其最大产量每小时300吨来工作，原料中含水量是5%，而装载机操作员失误，从料堆局部装料，含水量是15%，烘干过程中就会产生更多水蒸气，占更大体积，额外消耗更多能量，相应需消耗更多燃料，如果引风机已经以最大功率工作，就没有空间处理过量的水蒸汽和废气，这样就会影响燃烧效率。

　　上述情况一般受影响的是二次空气。

　　水汽和废气的增加会增加系统的负担，就会影响到燃烧器端的负压，当燃烧器端的负压减少，则进入到滚筒的空气就会减少，燃烧器中助燃空气也会不足，相应燃料的燃烧效率下降，产生的热量不足，影响烘干效率，等等。

　　好几种情况中系统都会完全增压，以至负压变成正压，出现的问题会是燃烧器的火焰反扑或烟囱中冒黑烟。

　　下表给出的是当原料湿度从1%增加到15%时，在相同生产率情况下废气成分的比较：

　　可以看出处理湿度15%的原料的引风机要比处理湿度5%的原料所需引风机的功率大的多

　　也可以说当原料湿度增大时，会降低生产效率，即会影响燃料的用量和引风机输出功率，还会增加系统内的气体量，以至最后系统不能再处理更多气体。

　　风扇定律

　　只要风扇在一种工作情况下的性能是已知的，则它在另外一种情况下的性能也可计算出来，这是通过运用风扇定律来实现的，关于风扇的定律有很多，本书中所涉及到的定律知识是能应用到沥青混合料搅拌设备中的一些定律。

　　注意：当谈到引风机的转速时，需记住它有一个最高转速，一般情况下引风机的正常转速是低于最高速的，这样就可允许一定的提速、加大引风量和加大引风风压，而且大多数引风机皮带的线速度不允许超过每分钟6500英尺，引风机皮带的最高线速度应位于6000至6500英尺之间。

　　进行这些计算的作业状况是需知废气温度和废气的组成成分以及废气的总量。

　　当浓度随温度变化时，引风机作业的废气量也就不同，这些因素互相影响的变化情况。

　　引风机所需处理的废气的重量会影响到叶轮内压强和带动叶轮所需的能量。

　　引风量控制

　　本书用大量篇幅来强调设备操作效率的重要性和如何为投资者节省资金。或许提高效率的最有用的一个部件就是引风机的引风量控制系统。

　　前些年沥青混合料设备制造商将引风量自动控制系统作为可选件之一，而现在很多高端沥青混合料设备制造商已把引风量自动控制系统当作标准组件。

　　引风量控制系统的目的是控制进入系统内的气体量以防超过助燃所需的风量，从而节省燃料。

　　当引风量控制系统不以最高生产率进行操作作业时，控制进入的气体量尤为重要。

　　要记住引风机是以筒内既定气体流速（一般每分钟1000英尺）和确定温度下滚筒直径来选择的。

　　这种设计可保证排放同样的废气量。

　　当生产减少时，燃料就减少（产生的热量也减少），水汽减少（假设温度不变）但未加引风量自动控制系统的引风机仍会排出更多的废气，这样就会在燃烧器周围吸入更多空气来弥补因以上各种减少造成的废气减少（这些另吸入的空气叫过量气体）。（下图）

　　这些多余的空气会使整个系统与废气保持等温，就需要消耗另外的热能来维持，造成了不必要的燃料浪费。

　　在生产率固定且引风机能力无限时增加的过量空气量与废气量和燃料消耗量之间存在一定的关系比例。

　　安装了引风量自动控制系统后，系统就可以自动改变引风机的引风量。

　　通过改变风机风管横截面（阻风门）或者引风机转速（变频器）来完成。

　　阻风门见下图：

　　随着阻风门的开和闭，可改变引风机的工作状况。

　　当阻风门关闭时，输气管的横截面减小，引风机需排气体量降低，就改变了其工作容量。

　　有两种阻风门：并行式和对置式。

　　并行式阻风门是最简单，最经济也是最普及的。只有挡板开到30度时效果才会明显。存在的问题是它使气流只顺输气管一边行走。

　　对置式是阻风板相互反方向调节，其优势在于控制杆的转动与引风机工作容量变化的联系直接一些。这种构造可保证气体立即顺利安全无害的排出阻风门口。

　　它的缺点是造价因结构有些复杂要高一些。

　　使用引风量自动控制系统可节约的能耗是可以从因系统内气体量减少而减少的燃料需要量估计出。

　　一般也可以从马达功率减小看出能耗减少了。

　　至于节省的多少可以参考风机的工作曲线，即输出功率与气流量对比的曲线图（见下图）：

　　安装在滚筒燃烧器端的负压检测管可以检测出滚筒内的空气压力。

　　引风量自动控制系统可以根据滚筒内的空气压力自动调节引风机的风量以恒定滚筒内的空气压力，这对燃料的完全燃烧以及燃烧后的热气流、水蒸气的排出很有意义。在避免回火现象发生后碳氢化合物烟尘出现的同时限制了更多过量气体进入，提高了整个系统的热效率。

　　请注意：如果引风量不足，引风量自动控制系统是不会提高HMA设备的生产效率的。只有确保引风量足够，它才可使系统在额定条件下消耗最小的燃料量却能达到最大的生产能力。

　　这可使投资者的投资回报期大大缩短。

　　引风量自动控制系统的好处总结如下：

　　1.   进入系统的过量空气减少，使燃料耗费量降低；

　　2．既定条件下生产率提高；

　　3．废气流速的减小使除尘器的效率增加；

　　4．废气流速的减小增加了废气在滚筒中留置的时间，也就增加了废气同原料接触的时间，废气中的热量转移到原料中的也就越多；

　　5．废气中颗粒的减少使其通过输气管道时对管道造成的磨损降低；

　　6．废气的降低节省了引风机马达转动时所需电能。

　　维  护

　　本文一再强调充足的空气对设备工作效率是非常重要的，因此保持沥青混合料搅拌设备内的引风机有良好的工作性能是最基本的条件

　　维护计划必须依照设备的工作状况来制定。

　　例如，在布袋除尘器后面的引风机需要定期检查。

　　损坏一般是由于废气中所含颗粒的磨擦而产生的，或因燃烧含高硫燃料或高氧化物废燃料产生的酸性腐蚀造成的。

　　一般沥青混合料搅拌设备中的风机有引风机和燃烧机的鼓风机。

　　在有些设备中可以看到有两个引风机，而在有些情况下有一单独的引风机用来处理间歇式设备中粉尘。

　　它的优势之一在于效率高。

　　引风机的主要构件是壳体、叶轮、轴、轴承、皮带轮、传输皮带，还有电动机。

　　引风机经常出现的问题是尘粒对壳体和叶轮的磨损。

　　风机上的裂缝或小洞因所处位置不同而会漏入或泄出气体（下图）但都会降低效率。

　　裂缝或小洞可以用耐磨的材料补上，裂缝或洞太大的话就要更换壳体。

　　壳体的腐蚀是因为潮湿气体所造成的酸性环境引起的。

　　引风机遇到的最大问题是由于颗粒磨擦而造成叶轮的磨损。

　　要经常检查叶轮并保证动平衡正常。

　　下面列出的是会影响叶轮动平衡的条件：

　　1.  磨损和腐蚀

　　2.  驱动装置组件的更换

　　a.  电动机 更换的电动机需有同以前的一样的转速，每个系统都有相匹配的电动机。

　　b.  皮带轮　型号要适合

　　c.  皮带　长度相同的皮带需同时更换和调到同样张紧度。

　　d.  轴承　 使用金属探伤器探测轴承转动情况并测出温度，根据制造商提供的数据来确定其状况。

　　e.  润滑   检查润滑情况，润滑不要过多，也不能太少；过多的话，灰尘会引起轴承失效，要保持轴承盒情况良好；如果轴承失效，要根据维修计划进行必要的更换。

　　3.  壳体不牢固（引起震动）

　　4.  叶轮故障（引起震动）

　　5．叶轮转速改变

　　6．轴的更换

　　第三章：烘干滚筒

　　烘干滚筒

　　烘干滚筒是一种并流热交换器。

　　烘干滚筒要完成三种作业流程：除湿、加热骨料与覆盖沥青。

　　筒内的覆盖沥青任务只存在于连续式拌合站的作业过程中。

　　由于作业中使用材料的种类与尺寸不同，滚筒需要具有专门设计的内表面，可将骨料提起与撒下，以取得最大的干燥与加热效果并保证加热均匀。

　　滚筒略有倾斜，其出料端要低于进料端，这会使骨料在滚筒的转动中向着出料端作“下山”运动。

　　滚筒的尺寸、转速及倾斜度在沥青混合料搅拌设备的产量及工作效率方面起着非常重要的作用。

　　干燥与燃烧产生的蒸汽、过量的空气及热空气一经产生，务必需要立即从滚筒中排出，否则使筒内压力增高，会导致作业停止。

　　在理论上讲，引风系统是不能影响滚桶内物料的留空时间的。

　　因此，滚桶内气体流速决定了滚筒的直径和装入骨料的总量，该流速还要考虑物料湿度的影响。

　　滚筒中的骨料过多会对作业效率产生负面影响。

　　滚筒的长度、转速及倾斜度决定了骨料在筒中留驻时间的长短，而骨料的种类与尺寸又决定了采用何种留驻时间。

　　骨料尺寸越大、疏松度越小，则骨料中心到达额定温度所需的时间就越长。

　　留驻时间是很关键的，因为它决定了干燥的程度，而干燥程度影响着产品质量；此外，较长的留驻时间有助于降低排气温度。

　　有两个问题经常会妨碍滚筒理想地工作。

　　沥青混合料搅拌设备制造厂商的传统设计是以最大的滚筒气体流速为基础的。

　　该流速是在对骨料作专门程度除湿时产生的。

　　这样，沥青混合料搅拌设备就只能在以其最大容量工作时才能产生最大的效率。

　　因为骨料的温度一般可以通过调节燃烧器的燃料消耗率（以下简称燃耗）加以控制，所以在给定的湿度下，空气和燃料的比例就只能在最大的生产容量下加以校正。

　　如果设备以小于其最大生产率的情况下工作且无引风量自动控制系统，则系统抽入的空气就有可能超过燃料所需（详情请参阅“引风机一章的引风量控制一节”）。

　　影响沥青混合料搅拌设备效率的第二个问题是空气漏入系统之中。

　　漏气通常容易在以下一些地方被发现：进料口与出料口、滚筒的运动部位和静止部位的接口密封端与通往除尘器的烟道及除尘器本身等（下图）。

　　在观察系统漏气情况时，对以下各点应特别关照：

　　1.  滚筒前封

　　2.  滚筒后封

　　3.  风管连接部分

　　4.  振动筛风管

　　5.  进料口

　　6.  出料口

　　7.  一级除尘

　　8.  二级除尘

　　9.  各种检修门

　　10.烟道

　　11.引风机

　　11.二次空气入口

　　让沥青混合料搅拌设备不漏气是不可能的。

　　有些漏气是必须要接受的，但是上述的各项过度的漏气会使系统的抽吸作用降低。

　　来自设备制造厂商的进料口及出料口均设计有必要的减小漏气的结构，比如利用物料的重量以及由引风机产生的抽力作用下开启的门使物料得以通过。

　　用沥青混合料搅拌设备的工人们频繁地发现，在进行持续观察时，往往会出现打不开这种门的现象，所以他们常常会弄松或切去这种门，并认为物料的重量不会使其被自动打开，弄松或去掉门会使不需要的空气及无用的环境气体进入系统。

　　当滚筒没有负压时，这些启闭门确实就难以被打开。

　　应定期地对滚筒前后封进行检漏并作必要的处理。

　　滚筒前后端应保持尽可能地密闭。

　　所有的内部连接管道及维修门和尘出口务必密封。

　　此外，务必要有密封垫圈。

　　各种管道经常会因粉尘的粘附作用而产生孔洞或破损。

　　管道的每处毁损或开口都是漏气源。

　　孔洞离引风机越近，则空气漏入的就越厉害，因为此处的抽吸力较大。

　　这就是说，如果有两个尺寸相同的孔洞，在单位时间里，靠近引风机的孔洞将会使更多的空气漏入系统。

　　空气的漏入会影响到燃料使用的经济性，因为漏入的空气会被加热到排放气体的温度，从而从骨料中夺走可观的热量。

　　系统漏气的影响在于使环境气体进入系统并占据一定的空间，从而减少了燃烧所需气体占据的空间。

　　应牢记的是小漏气会造成大麻烦。

　　被抽入系统的燃烧器过量空气量是会受到影响的，因为其进入点就是离引风机最远的点

　　例如，如果一个系统配备了一只具有60000ACFM引风量的引风机，而通过风管或其它地方漏入的环境气体为12000ACFM，这就占用了12000ACFM的引风量，而只为实际所需的燃烧空气留下了48000ACFM的容量。

　　有人会问，为什么漏入气体不会像过量气体那样促进燃烧呢？因为此处说的漏入空气不参与燃烧过程。

　　扬料板

　　如果看一下滚筒内部，就会发现有各种形状弯曲的金属被排成有规则的行列，它们附着在滚筒的壁上。

　　这就是众所周知的扬料板，它们的功能决定了它们的设计。

　　它们的作用是利用滚筒的转动提起或撒下物料，通常被做成“L”形；设备制造厂商不同，则形状也有所不同。

　　在连续式滚筒中的扬料板与在间歇式滚筒中的扬料板是有所不同的，它们在设计上要复杂些。

　　扬料板的设计及其在滚筒中的配置图形通常要考虑到商业秘密以及每个沥青混合料搅拌设备制造厂商设计理由。

　　燃烧区

　　我们必须阻止骨料落入火焰中。

　　正在燃烧的火焰就是正在于空气产生剧烈理化反应的燃料，如果骨料落入其中，将会影响那部分燃料的燃烧，在极端的情况下，火焰会因骨料大量坠入而熄灭。

　　滚筒的燃烧器端包容火焰那一截通常被称作燃烧区。

　　燃烧区有特制的扬料板被用以阻止骨料坠入火焰。

　　当湿气或潮湿骨料穿过火焰下坠或进入燃料过程时，就会发生燃料不完全燃烧的现象。

　　这种情况会产生一氧化碳，它通常被看作是不完全燃烧的产物。

　　一般情况下可以认定，一氧化碳的浓度越高，则燃烧过程的效率便越低。

　　但是在沥青混合料搅拌设备中，高一氧化碳浓度却可能不能完全反映燃烧的效率，问题是燃烧区的设计是否会使物料进入燃烧的过程。

　　扬料板的设计对骨料在干燥及加热区的留驻时间也有影响。

　　增加滚筒中扬料板的数量就会使骨料在滚桶中留驻的时间延长。

　　将扬料板数量优化并呈现环状配置，可减少对系统的影响。

　　扬料板的尺寸与数量对同一时间承载的骨料体积均有影响；所以在确定每一环配置多少扬料板时应考虑到这一点。

　　如果每一环上扬料板数过多，就会导致大量的填料堆积在滚筒的下降侧，使其上升侧形成空气通道造成大量的热能损失，因为在通道上无骨料吸收热能。

　　在扬料板数缺少的情况下，就会发生相反的现象：大量的填料会堆积在滚筒旋转壁的上升侧，而在其下降侧形成通道。

　　最有效的扬料板设计可以在整个滚筒截面上对骨料形成均匀的料链（下图）：

　　确定刮料板设计是否合理，其方法之一是在不燃点燃烧器的情况下向滚筒输送物料，并从滚桶的两端观察料链的情况。

　　另一种方法是监视滚筒出口处的排气温度。

　　将温度传感器置于滚筒排出通道的各段，并同时观察它们在设备工作时的读数。如果它们的温度值不在一合理的范围之内，则料链就可能有问题（下图）：

　　在滚筒两端封闭时就得使用这种方法。

　　但是这种方法存在着两个读数下降得可能，其一是通过进料口和出料口漏入的空气可能会影响各自一侧的数读，因为对流过的气体一般都会有冷却效应。

　　另一影响是生产量的改变与引风机风量的控制。

　　在无引风量自动控制系统的设备中，在设备以最大产量工作时，最好的方法是监视排气温度，因为随着滚筒截面上骨料的增加，就会有更多的物料吸收燃气的热量，从而也冷却了排出气体。

　　在产量较低，特别是在设备未配有引风量自动控制系统时，排出气体的温度就有可能较高。

　　当滚筒截面上料链分布均匀时，骨料也有可能不能适当吸收所有可用热量。

　　这时，将燃烧器输出功率和引风机的引风量调到与产量相适应，可以最大限度降低乃至消除上述问题。

　　在间歇式设备中，当出口处的排气温度低于出料口物料温度时，一般可以认为骨料的热交换比较正常。

　　在连续式设备中，采用并流设计会阻止出口处的排气温度降到搅拌料排放温度之下。

　　在一密封良好的连续式拌合站中，反映出最大热效率的排气温度仅比搅拌温度高出几度。

　　如果观察到排气温度低于出料温度，则测量排放温度的温度传感器就可能出了毛病，应予以检查。

　　连续式沥拌站的滚筒：在连续式沥拌站的滚筒中，骨料是从滚筒倾斜的顶端进入其中的，此处也是燃烧器所在的位置。

　　在这一过程中，滚筒转速一般为每分钟5～10转（10RPMS）。

　　滚筒倾斜度通常为每英尺倾斜1.5～1英寸。

　　在美国，滚筒的直径通常为6～10英尺，长度在30英尺以上。

　　结合直径与长度的经验法则为长度直径比为4～6。

　　骨料滞留时间范围为2～6分钟。

　　设计连续式拌合站的滚筒需面对两个重要的问题：沥青混合料产品的质量与数量，质量会受到骨料中残留水汽、骨料表面残留物（影响沥青涂敷）特别是可见烟尘的影响。

　　最终产品过湿会导致铺设路面的损坏。

　　连续式拌合站的滚筒的干燥与加热区务必要与间歇式拌合设备的滚筒等同，以确保能取得类似的加热效果，但前者还需要考虑有用于清理沥青料沾粘的设计。

　　逆向流滚筒（连续式沥拌站用）要比并流热滚筒（间歇式沥拌站用）增加搅拌功能。

　　因此，设计的滚筒应包括燃烧区、加热区及搅拌区。

　　因此，连续式滚筒要比间歇式拌合站滚筒更长或者更粗（双层滚筒）。

　　鼓形搅拌器的长度取决于沥青的注入点。

　　在设计连续式拌合站滚筒时，务必要算出最小有效搅拌部分的长度。

　　连续式沥青混合料搅拌设备常出现的空气污染问题是由碳氢化合物烟雾形成的。

　　如除尘装置不能保证正常工作，就会造成大气污染，它们常会以蓝色烟雾、浅灰色烟尘的形式出现，并被误认为是水蒸气。

　　沥青混合料搅拌设备制造商以及一些州的空气污染治理部门都很看重污染问题

　　普遍的看法是碳氢化合物是由滚筒内排出的废气与沥青混合料搅拌时的相互作用产生的。

　　美联邦新的执行标准（NSPS）只对废气排放的浓度作了强制性规定，而大多数州则采用了对除水蒸汽外所有可视烟雾及烟尘的一般性浓度限制。

　　在对碳氢化合物的成因及其解决方法的调研工作中发现，控制物料颗粒可将沥青混合料的分解与氧化降到最低，从而可将可视烟雾及烟尘减到最小或消除。

　　在许多情况下，可使烟雾及烟尘的浓度降到低于美联邦NSPS限制的20％。

　　通过优选设计的新型沥青混合料搅拌设备能够有效处理排出的废气。

　　在一些情况下会使用排出废气与沥青搅拌过程进行分离的方法，这就超出了滚筒的概念。

　　碳氢化合物烟尘是如何产生的：在原油裂解的炼油过程中，液体经常在临界温度变成蒸汽，即由转到重地分离出去碳氢化合物：汽油（轻端）、2号燃油及其它石油产品，最后留下的是沥青。

　　在滚筒排出废气中，水蒸气体积占到50％。

　　如果排出废气的温度达到了临界点，则连续式沥拌站的搅拌器内就会发生分解。

　　烟道内烟的浓度由沥青混合料种类、排出废气温度及搅拌器工作情况共同决定。

　　沥青混合料：一般来说，所以为了控制碳氢化合物烟雾，务必对操作的其它环节作一般性调节。然而，知晓沥青混合料的特性有助于预测潜在的问题。沥青混合料中沥青用量减少则产生烟雾的产生越小；因为由沥青混合料分解出的短烃也越少。

　　ASTM's薄膜窑炉实验（D1754）是一种试验室试验，可用于指示产生碳氢化合物烟雾的可能性；在该试验中，需测量质量的变化。另一种已被使用的方法是蒸馏试验室分析。然而虽然美联邦公路署正在研究修改该试验的方法，但还未将该试验建成为标准方法。

　　排除废气温度：有人声称发现：“采集数据表明，当排出废气温度与搅拌料温度的温度差在几度以内时，烟雾及烟尘会被减至最小乃至消除。此外，如果搅拌料温度维持在150℃（300℉）以下，则可消除可视烟雾及烟尘。”这种说法给出了一些良好的见解，它是以以下事实为根据的，即早先的一种说法：当连续式拌合站搅拌器内的排气温度尽可能地接近搅拌料温度时，就可能产生最大的热效率。

　　滚筒的设计与操作：在连续式拌合站的搅拌器中，扬料板的设计是控制碳氢化合物烟雾的关键所在。

　　扬料板应能在滚筒截面方向上均匀致密地将填料撒下，在这样做时，填料与排出废气直接就能得到最大的热转移，并且在搅拌区得到较冷的排出废气。

　　扬料板的作用是保护搅拌区免于燃烧区与加热区的热排出废气带来的危害。

　　在填料进入搅拌区时应具有搅拌温度，否则排出废气就会迅速冷却，而沥青混合料就会暴露于低温下分解出轻质碳氢化合物。

　　小于设备额定生产能力的生产会影响填料抛撒密度，所以滚筒内填料越少，产生烟雾的可能就越大。

　　对于布袋除尘器来说，碳氢化合物会在集尘室中凝结，从而会堵塞集尘室和布袋，或许还会引起失火，甚至于爆炸。这里最重要的是要定期检查过滤布袋，以看看是否被油污染（详见除尘器一章）。

　　沥青混合料的再生：连续式沥拌站的一个优点是它是可利用再生沥青混合料（RAP），它具有被称之为“再循环”的能力。

　　在连续式沥拌站中RAP是通过一入口套管进入滚筒中部的。

　　通过与热物料以及热气流的接触，RAP得到了初步的干燥与加热。在这一过程中，沥青混合料中老化的沥青被软化，从而能够在到达搅拌区时与新的沥青混凝土搅拌在一起。

　　遗憾的是在绝大多数情况下，这样会使碳氢化合物烟雾更严重。

　　如果RAP进入滚筒时，太靠近火焰，则沥青混合料就会热得冒烟。

　　现在生产的绝大多数沥青混合料搅拌设备都有较长的滚筒，所以不仅能使搅拌区能远离火焰，而且能使再生料的投放也是如此。

　　使烟雾增加的另一个因素是，在搅拌设计中，随着RAP百分量的增加，新物料量务必减少同样的百分数。

　　这样就减少了新物料对沥青混合料的混合包裹作用，这种混合包裹作用的减少使火焰对沥青混合料剧烈地加热，当生产率低于设备的最大能力时，会加重上述问题。

　　涉及烟雾问题的第三个因素发生在制造软化沥青混合料或使用添加剂时。

　　使用这些添加剂的主要目的是，人们认为，在这些添加剂中的较轻碳氢化合物会使RPA中的老化沥青混凝土翻新。

　　并且使其达到如AC-20一类新生沥青混合料的各项指标。

　　在再生过程中使用软化沥青混合料添加剂时，需特别小心地监视排出气的温度。

　　应保持再生工作运行时达到尽可能低的温度。