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沥青搅拌站如使用才能有效降低成本
沥青搅拌站运营的低成本革命(图)
2011/11/0916:
17来源:
作者:
《工程机械与维修》
沥青混凝土搅拌站(以下简称沥青搅拌站)作为路面施工的重要生产设备,在公路建设面层施工中占有极其重要的地位。
近年来,高等级公路建设市场越来越激烈,市场利润空间日趋缩小,为了取得较好的经济效益,一些用户在使用中不断积累经验,总结出一套降低运营成本的方案,并在此基础上,对原沥青搅拌站进行相应改造。
那么哪些沥青搅拌站的改造方案切实可行?
又各有什么优缺点?
如何使用才能有效降低成本?
本刊特邀请业内几位专业人士对此进行探讨。
[本期嘉宾]
孙绪法 科达集团股份有限公司
郝文朴 百莱玛(中国)机械有限公司
李明超 徐工集团工程机械股份有限公司科技分公司
邓洪涛 山东省菏泽市公路管理局
任官伟 山东省宁阳县公路局
用户在使用中不断积累经验,总结出一套降低运营成本的方案
降低用电与用油成本是关键
王小龙:
沥青拌合站的能源消耗,主要体现在用电和用油上,要想有效降低沥青搅拌站成本,也必须从这两方面进行考虑。
而在沥青搅拌站实际改造中,常采用哪些具体方案呢?
改善电能质量
孙绪法:
为了在施工建设中取得更高的经济效益,符合国家工业发展的要求,施工企业应该选购性能稳定、能耗低的沥青搅拌站,并在此基础上,采取积极措施,挖掘其节能潜力。
电能质量优劣对搅拌站的正常运行、节能和降低成本有直接影响,对沥青搅拌站来讲,一般可从几个方面对电能进行改善:
确定配电电压;平衡三相负载;抑制高次谐波;改善功率因数;避免电机空转及频繁启动;降低线损;停用变压器时切断高压侧电源;善用低廉的峰谷电价。
在此基础上,还可以从人、设备和材料3个方面进行分析,寻求节约用油的途径,以达到节约能源、降低成本以及提高效益的目的。
利用低成本燃料替代柴油
邓洪涛:
面对日益激烈的市场竞争,降低沥青搅拌站运营成本已经成为广大用户的共识,其中以降低燃料成本的方案最为常见。
降低燃料成本的最普遍简单方案是在沥青混合料的加温过程中,利用成本较低的渣油、重油、燃料油、燃气或煤替代传统生产使用的柴油,具体采用何种燃料应该根据当地的能源情况而定。
成品料输送系统采用带对重的槽轮驱动机构
郝文朴:
沥青搅拌站成品料输送系统的工作过程如下:
第一步,电机做功将沥青成品料和小车从成品仓的底端提升到顶端,并停在成品仓的顶端;第二步,沥青成品料从小车上卸到成品仓中;第三步,小车从成品仓的顶端返回底端,小车的势能转化成动能或被电机做功抵消掉。
小车始终重复从第一步到第三步的过程。
从沥青搅拌站成品料的输送系统的工作过程看,要想降低整个系统的能耗,只能把工作中对小车的能耗降到最低。
沥青搅拌站
具体改造方案如下:
利用小车在往复引动中的势能,采用带对重的槽轮驱动机构取代原卷扬机系统,即用对重的质量平衡掉小车的质量,并借助于曳引槽轮与钢丝绳之间的摩擦力来传送钢丝绳,从而完成小车的上下行。
小车从成品仓的顶端返回底端时,其势能转化成对重的势能;当小车上行时,对重的势能转换成小车的势能,从而使整个系统在运行过程中的能耗降低。
对重上端装设动滑轮,其目的是为了减少对重的行程,这样对重侧无须挖坑就可保证对重与小车行程相匹配。
如此改造后,不但能使小车运行平稳,速度均匀,行程精度容易控制,而且可使驱动负荷和驱动功率大大降低。
采取上述改造方案,可使系统的效率提高,电能的损耗降低,驱动小车所需的功率降低,采购电机、减速机、变频器、电缆以及控制成品料输送系统的各电器元件的成本都会相应的下降。
虽然需要增加对重、滑轮、对重滑轨以及连接支架,但是增加的费用要比下降的成本少很多。
采用变频数控技术
郝文朴:
随着能源价格的上涨,成品料市场竞争的加剧,沥青混合料生产企业运营成本逐年增加。
为了降低成本,不少企业尝试在多个系统中应用变频数控技术。
变频数控技术于2000年左右在国内沥青搅拌站卷扬机控制系统上开始应用,在2004年逐渐普及。
目前,国内沥青搅拌站厂家3000型以上设备已经普遍采用变频数控技术,有些厂家的中、小机型也采用了此技术。
李明超:
沥青搅拌站的装机容量一般较大,电机的运行形式多样,从负载类别分既有一般的恒转矩负载,也有风机类平方转矩,还有势能类负载;从运行方式分既有连续运行,也有周期性短时间运行等。
我们可以依据沥青搅拌站的运行要求,在多个部位采用先进的变频控制技术,这样既能实现节能,又能降低生产成本。
采用变频数控技术节能优势明显
王小龙:
从以上大家所谈的改造方案来看,采用变频数控技术是沥青搅拌站节能、降低成本的主要方法之一,应用的范围也较广,那么沥青搅拌站哪些部位适合应用变频数控技术呢?
都有什么特点?
成品料输送系统采用变频数控技术可降低运营成本
郝文朴:
在沥青搅拌站大型化的发展趋势下,沥青搅拌站配置中,成品仓是必不可少的基本组成部分。
成品料输送系统是整个沥青搅拌站高效运行的保证,也是整个搅拌站变频数控技术应用的重点部位之一。
成品料输送系统采用变频数控技术,不仅可以相应降低部分制造成本,而且还可以使整体运营成本大幅度下降。
变频卷扬机由于具有输出转矩大、制动可靠、无级平滑调速、运行停机平稳、配置简单、使用维护方便以及维护成本低等优点,因此在成品料输送系统中得到了广泛应用。
风机泵类、势能类负载和沥青泵采用变频数控技术可节约电能
李明超:
引风机和鼓风机都属于风机泵类负载,对引风机利用变频器进行改造,除了变频器外,基本上不需要增加其他器件,简单方便,易于实现。
由于调节燃烧器火焰的需要,鼓风机必须保证一定的风压。
不同的燃烧要求所对应的风压也不相同,如参数选择不匹配,往往会造成火焰短粗、发散,影响燃烧效率,并烧坏尾箱和滚筒,因而对鼓风机的改造要三思而后行。
采用变频数控技术可节约电能
沥青搅拌站中的沥青循环泵比较特殊,一般没有节流阀。
如用变频器改变其运行状态,不仅能节约大量的电能,而且能够减少沥青循环泵的磨损。
未采用变频数控技术的沥青循环泵是一直满负荷运行的,当需要称量沥青时,转动沥青三通阀,向沥青称量桶内注入沥青;称量结束,三通阀复位,沥青回流到沥青罐中。
一个配料周期一般为45s,沥青称量时间一般仅为15s左右,其余30s的电能白白浪费了。
利用变频器进行配料时,沥青循环泵满负荷运转,配料间隙沥青循环泵保持最小运行功率,需要时可迅速实现快速配料。
沥青搅拌站中,势能类负载可用变频器节能改造的只有成品仓卷扬电动机,其具有投资较少、节能效果较好的特点。
该机工艺运行过程为:
运料小车在搅拌器下接料完毕→卷扬启动→向上运行到卸料位→卷扬停止并卸料→卸料结束后卷扬反向启动→小车下行到接料位→开始下一个循环周期。
卷扬由运行到停止的过程中,运行速度由一定速度逐渐减少到零,卷扬驱动电动机工作在发电制动状态下时,动能转换成电能,消耗在制动电阻上,这部分能量完全可以通过变频器附加电能回馈器,把原来消耗在电阻上的电能回馈到电网中。
小车下行中,卷扬电动机克服重力做功,势能转化为电能,这部分能量也可以通过变频器附加电能回馈器,把原来消耗在电阻上的电能回馈到电网中。
燃烧器采用变频数控技术燃烧状态最佳
邓洪涛:
从目前的实际改造案例来看,在燃烧器上应用变频数控技术很普遍。
目前各国生产的沥青搅拌站燃烧器火焰调节,基本都是由伺服电机、机械连杆结构带动风门、油门同步转动来实现的,普遍存在着风油比调节困难、点火成功率低、耗油量高、燃烧油泵寿命短等现象,严重者甚至发生除尘布袋着火事故,影响工程质量和耽误施工工期。
变频数控燃烧器由先进的一体化燃烧器(含燃油加热器)、PLC控制器、变频器、自控阀、轴流风机和燃油泵等部分组成。
其在火焰强度调节过程中,利用变频数控技术控制油泵与风机转速,取代了常规燃烧器上的油门和风门,配合最新技术(第三代)的燃油喷枪,使轻油和劣质重渣油的火焰始终处于最佳的燃烧状态。
变频数控技术在燃烧器上的应用,可以很好地解决传统燃烧器的种种弊端,在雾化效果、稳定性、可靠性及操控性等方面均取得了良好的效果,并具有较高的性价比、可靠性和稳定性,具有较高的应用价值和推广前景。
合理使用是降低成本的基础
王小龙:
对沥青搅拌站燃烧系统进行改造以及采用变频数控技术,都是对原系统进行改造。
除了以上这些改造方案外,依靠现有的设备和人员,在使用中还可以采取哪些措施降低搅拌站的运营成本呢?
提高设备燃烧效率
孙绪法:
目前,国内对重渣油尚无强制性国家标准约束,重油的品质参差不齐,即使是同一供应商,各批次之间的品质差异也很大,含杂质较多。
因此,在工地上应该配备试验检测设备,由专人对燃油的各项性能指标进行检测,严把质量关。
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燃烧器在工作时,如果燃烧火焰发红,除尘烟囱冒出的烟发黑,这就是燃油雾化差、燃烧不充分的表现,此时应该通过以下措施来解决:
适当调整喷嘴与涡旋板之间的距离,一般应向里推进合适距离,其目的是使喷嘴喷出的雾化油锥不致喷到涡旋板上;合理调整燃油、空气比率,使燃油增加量变慢,或者让空气增加量变快;及时清理喷嘴周围的积碳和焦块,防止火焰偏射;重渣油含杂质较多,易使燃油泵磨损严重、压力下降,影响雾化效果和火焰形状,因此须及时维修或更换燃油泵;在一级、二级燃油泵前均安装金属过滤器,并经常进行清洗,防止燃油内杂质堵塞喷嘴。
应该对操作人员定期进行专业技能培训,强化他们的岗位责任和素质教育,使他们明确各自的岗位责任,认识岗位的重要性,熟悉工作流程,提高业务能力。
熟练的操作人员能恰当的控制沥青混合料的温度,避免燃油浪费。
任官伟:
为了提高燃烧效率,有效降低沥青搅拌站运营成本,沥青搅拌站燃烧器在使用中还应注意以下几个问题:
加强燃烧器的保养工作,要经常清理燃烧器喷嘴的焦状物和点火电极的积碳,喷嘴可根据雾化情况进行拆洗;燃烧器风油比一般不予调整,可根据烟雾状况和集料温度情况调整油泵压力;燃料油燃烧产生的二氧化硫对布袋具有较强的腐蚀性,所以要定期检查布袋,密切注意布袋内的负压变化;水除尘会产生较多的泡沫,致使沉淀池外溢,所以要及时清理沉淀池,并进行喷水设计使泡沫沉淀;出现油压降低或齿轮泵噪音增大时,必须更换齿轮泵。
燃烧器启动时,应先通过开关阀门实现重油循环流动,再打开燃烧器控制柜启动燃烧器。
若重油电子点火不成功,可以将进路三通转换,使用柴油点火,点火成功2min后,再转换成重油,这样操作即使质量较差的燃料油也能保证引燃。
选址靠近摊铺现场,严控集料质量
孙绪法:
沥青混合料成品由沥青搅拌站运往道路施工现场的过程中,其温度要逐渐下降,运输距离越长,温度下降越大。
为了保证摊铺作业温度,需相应提高沥青混合料生产温度。
根据生产实践,干燥滚筒出料温度每提高10℃,燃油消耗将提高6%左右。
因此,应合理选择沥青搅拌站与施工地点之间的距离,最好选择在靠近摊铺现场,而且处于施工标段的中间位置,尽量缩短成品料的运输距离。
集料不符合规格或堆放混杂,将导致各热储仓内的储料失衡,出现等料和溢料现象,损失大量热量,这等于一部分电、燃油被白白的浪费掉。
因此,应保证集料质量,并要严格按规范堆放,防止不同粒径的料混杂。
含水量大的集料会明显增大搅拌站的燃油消耗,加重除尘系统负担,降低生产能力,增加用电量。
所以,我们必须重视集料的防雨、防潮工作,在料场内要用篷布覆盖料堆,并采用有效的排水设施,尽力防止集料的含水量增加。
设备吊装
合理配置施工机械和保温设施
郝文朴:
在沥青搅拌站的干燥筒、热骨料储仓、沥青油罐、重油罐、导热油管道、沥青管道以及重油管道等外部均包有矿棉保温层,用来防止热量的损失。
而随着沥青搅拌站的不断搬迁,这些保温层都会有不同程度的损坏,尤以管道保温层的损坏最为严重。
很多人认识不到保温层的重要性,对此没有采取补救措施,大量热量被散失掉,造成热能的极大浪费。
所以应该重视保温技术在搅拌站的应用,在这方面挖掘节能的潜力。
沥青搅拌站与其他施工机械不匹配,会造成沥青搅拌站产能低,能源消耗高,因此,应以摊铺、搅拌设备为主导机械,合理组织自卸汽车、碾压设备等配套机械(一般应稍大于搅拌能力和摊铺能力),进行施工机械的优化组合。
此外,环境不良也会造成能耗的增加,因此,在编制项目施工组织设计时,应合理安排施工进度,并在施工过程中随时做出调整,尽量避开恶劣天气的影响。