进口沥青混凝土搅拌设备购置与运行的几个问题

进口沥青混凝土搅拌设备购置时应考虑的技术参数与设备配置的探讨徐州市交通工程机械化施工处孙雷摘要：本文从分析沥青混凝土搅拌设备的技术参数入手，探讨了在购置进口沥青混凝土搅拌设备时应考虑的相关因素，并对实际采购时应注意的问题和相关配置提出建议。关键词：沥青混凝土搅拌设备技术参数配置沥青混凝土搅拌设备是沥青路面机械化施工的关键设备。由于其价格昂贵，技术复杂，运行状况直接影响施工质量与速度，历来为公路施工单位所重视。近二十年来，我国公路交通事业发展迅猛，公路机械化施工因此获得巨大进步，特别是参与高速公路沥青路面工程建设的企业，拥有大型沥青混凝土搅拌设备已是市场准入条件之一。从技术工艺和设备的先进性而言，欧美日韩等国生产的沥青混凝土搅拌设备，在总体技术水平和运行性能方面，相对较之国产设备优越，尤其在操作控制和运行可靠性方面更是如此（国内某些厂家近年来与国外合作或技术引进生产的设备可视同进口产品）。因此施工企业大多将购置进口沥青搅拌设备作为首选。粗略估计，目前在我国各地运行的进口沥青搅拌设备不下500台套，其生产率大多介于100---300t/h之间。随着西部开发进程加速和早期修建的高等级公路进入养护维修期,沥青搅拌设备的引进势头仍将持续一段时期。加入世贸组织为我国引进国外先进技术和设备创造了良好的内外环境,同时也为国外工程机械厂商进入中国市场提供有利条件。仅就沥青搅拌设备的引进购置而言，为了适应这种形势，发挥投资效益，十分必要就设备的技术参数和运行条件进行界定。鉴于国际上尚无统一的沥青搅拌设备技术标准，购置者面对的是各个国家设备各自的技术参数和运行条件，而我国“沥青混凝土搅拌设备”国家标准GB/T17808—1999作为国产设备的执行标准，若是作为进口设备的技术评价依据，一些主要参数和技术要求显然偏低。因此，探讨进口沥青混凝土搅拌设备的技术参数，对于我们在设备购置、验收、使用和施工等方面是十分有益的，也有利于引进设备的合同谈判。本文就此作粗浅探讨，以期抛砖引玉。鉴于引进的沥青混凝土搅拌设备绝大多数使用于高等级公路，根据“高速公路、一级公路和城市快速路、主干路的沥青混凝土宜采用间歇式拌和机拌和”(沥青路面施工和验收规范GB50092--96),因此本文所涉及的问题,就仅限于间歇式拌和机。一，产品主参数搅拌设备以额定生产率为产品主参数，即沥青混凝土小时产量（ｔ／ｈ）．生产率与搅拌设备的作业工况有直接关系，也与沥青混凝土（以下简称混合料）的出料温度有关。国家标准“沥青混凝土搅拌设备”（以下简称国家标准）以“环境温度20摄氏度，标准大气压，矿料平均含水率为5％．沥青混凝土出料温度为140摄氏度时的工况”为标准工况。以此“标准工况”来衡量国外搅拌设备明显偏低．按字面理解，标准工况所表明的矿料加热温升仅１２０摄氏度．而国家标准“沥青路面施工和验收规范”（GB50092—96）关于热拌沥青混合料的施工规定，石油沥青加热温度为130—170摄氏度（因牌号不同而异）,矿料加热温度比沥青加热温度高10—20摄氏度(指间歇式拌和机),即矿料加热温度应在140--190摄氏度之间.可见标准工况的规定仅在下限.其次国外搅拌设备在自身技术说明中也大多表明在环境温度20摄氏度标准大气压情况下，当矿料含水率为5%时,混合料出料温度为140摄氏度的.因此,笔者认为,“标准工况”定为“环境温度２０摄氏度，标准大气压，矿料平均含水率为５%，沥青混凝土出料温度为165摄氏度”较为适宜。即在此“标准工况”下，搅拌设备应能以额定生产率稳定工作。二、燃油消耗燃油消耗率指在标准工况下，搅拌设备生产一吨混合料所消耗的柴油。这项指标体现设备（主要是燃烧器与干燥滚筒）的热效率。此项指标国家标准为≤9kg／t，而在《强制间歇式沥青混合料搅拌设备技术规范（讨论稿）》中（将作为中华人民共和国交通行业标准；由中国公路建设行业协会筑养路机械分会提出），这一数值却定为6.5kg/t．前者比起大多数国外设备要高出许多，后者按照国外机型的工况（如上述）显然偏低。根据不完整的资料查阅，大多数国外搅拌设备的燃油消耗率均在7～8kg／ｔ之间，有些机型的指标也有为6.5kg/t．当然，小吨位搅拌设备的燃油消耗率相对要高一些．个别也有标明需要9kg／t的．鉴于我国引进的大多数国外搅拌设备，其生产率均在100t／h以上，从能源政策和设备长期运行效益考虑，此项指标应慎重均衡比较。笔者认为。将燃油消耗率定为8g/t比较合适.三、搅拌器间歇式沥青搅拌设备大都采用双卧轴强制式搅拌器。其主要技术参数有二项，一是搅拌器转子的转速、二是搅拌锅的容积率。国家标准对此仅规定“搅拌器转子转速应达到产品规定值，允许误差为±2%。搅拌器转子转速通常与搅拌缸大小、即排浆叶半径有关。据“筑路机械手册”介绍，最佳搅拌效果转轴转速由下式决定：N＝（15.3～165）√G/R（G---重力加速度R---拌叶半径）值得注意的是，以此确定的转速有可能导致拌桨端部的圆周速度大于3m／s。此时，将会“在拌锅底部和桨叶端部间隙中产生过多的碎石楔住现象。而导致骨料二次破碎的概率增加，搅拌功率上升和搅拌器磨损加剧。为克服上述弊端，提高搅拌器适应性，采用“双速传动”。因此，应具体了解设备搅拌器技术参数。上式N作为标准转速用于细粒式混合料搅拌，另设一档取V≤2.7s时计算所得的转速n作为中粒式和粗粗式混合料搅拌，国外搅拌设备一般技术说明中鲜有这方面介绍，可在具体定货谈判时询问，亦可向供货厂商要求配置双速传动的搅拌器，以提高设备适应性。搅拌缸的容积率即容积充盈率。充盈率大小直接关系到搅拌设备生产裕量和拌和质量。通常搅拌设备的干燥滚筒和燃烧器具有较大的超载能力，而大多情况下，矿料的含水率都低于5％，这就为搅拌设备提高生产率提供条件。搅拌器的设计充盈率较低，每锅搅拌矿料增加一些，不至于影响搅拌质量．相对也就提高产量。搅拌缸的充盈率通常在50—60％之间,太低，设备利用率和热效率低．搅拌缸的充盈率太高，影响搅拌质量，搅拌功率急剧增加。标称充盈率以55％左右为宜。另外，最好搅拌器的搅拌桨叶片装配角度可调，且采用双拌轴双电机驱动。四、振动筛振动筛的筛网规格由订货时根据施工需要提出，通常应该要求另附一套筛网作为随机备件。振动筛的主要技术参数是其使用寿命，优质钢材制作的筛网寿命应不低于3000小时。厂商若以生产量表示筛网寿命．应折算为生产小时数进行比较。五、环保指标环保指标主要指二个参数，一是烟尘排放浓度，二是设备运转噪声限值。进口沥青搅拌设备均都配有密闭的空调控制室，生产操作环境较好。环境噪声在国家标准中“是指距最大噪声源30m处的噪声值‘≤83dB（A）’”，这一指标相对较低，基本都可以满足．烟尘排放浓度在国家标准中未作具体规定，仅要求“烟尘排放应符合国家环保规定”、参照《锅炉烟尘排放标准》环保指标和《工业炉、窑烟尘排放标准》，最大容许烟尘排放浓度为每标准立方米200毫克。最大允许烟气黑度为林格曼一级。而在《强制间歇式沥青混合料搅拌设备技术规范〔讨论稿〕》中，烟尘排放浓度也规定为100mg／m3、搅拌设备通常以柴油为燃料，少数以重油为燃料的情况下,排放烟气黑度也一般可以达标、即使参照烟尘排放浓度100mg／m3这一数值．显然也高出许多。欧美等国生产的沥青搅拌设备比较注重环保要求，烟尘排放浓度大多标明不超过20mg／m3．但有些厂家以除尘效率表示，如；999％虽然除尘效率很高，但最好还是要求供货厂商提供烟尘排放浓度值．以便比较。六、除尘系统沥青搅拌设备大多采用两级除尘装置：一级重力离心除尘，二级为干式布袋除尘，也有少数采用水浴除尘的。除尘系统关键在于干式布袋除尘，一是除尘布袋的面积，面积大，除尘通风功率相对降低，使用寿命也相对延长。布袋面积与搅拌设备的生产率有关，通常每吨拌和料生产率配置不低于4m2布袋面积，少数机型配置的有低于4m2的。二是布袋寿命，除上述因素之外，布袋寿命还与所使用的材料有关，国外沥青搅拌设备很多采用美国杜帮公司“NOMIIN”纤维作为布袋材料，据介绍这种材料可在220℃高温下长期工作，寿命长达6000小时。国家标准中没有此项指标，而在《强制间歇式沥青混合料搅拌设备技术规范(讨论稿）》中，规定“布袋使用寿命不低于3000h”。显然也是比较低的。另外，除尘系统配有工作状况显示（如温度、压差等）和保护装置。布袋积尘均采用负压脉冲式清除，粉尘回收利用。七、沥青供给系统“国家标准”对沥青供给系统有二个要求．一是沥青罐储量应保证设备至少连续工作8小时，二是沥青罐加热升温能力应不低于9—15℃/h．前者与设备的额定生产率有关，后者要求导热油炉具有足够的供热能力。这二项参数在订货时应根据设备主参数进行验算，最好选择大些为好。必须指出的是，有些搅拌设备的导热油炉不仅用于沥青罐加热，而且向用一些部件供热，如搅拌锅、成品料仓保温等，验算时应予考虑。另外，在实际生产过程中当拌和场距离沥青储运库不远的情况下，搅拌设备的沥青罐储量和加热保温当然可以满足生产要求，但若拌和场距离沥青储运库较远，拌和场势必要另置沥青储存和加热以保证连续生产。因而就存在加置热源和储罐问题。可以要求供货商提供更大供热量的热油炉用于扩大的沥青罐加热，以免另外加置热油炉，当然，所需费用相应增加。八、监控系统进口沥青搅拌设备的生产监控管理系统比较齐全，仪表示读方便，计量精度准确，普遍采用计算机控制。能够对生产全过程进行监视控制，具有数据存取、配方存储、实时数值显示、故障自诊、打印等功能，监控系统应重视以下三点：1人机界面友好，计算机汉化程度高。2最好配有二台显示器，一台显示生产运行状况，一台作为操作指令显示，且二台显示器可以互换。3应要求较大功率电机（如15kw以上）采用变频起动，以减轻对电网和设备的冲击。九、二点建议1参照《强制间歇式沥青混合料搅拌设备技术规范（讨论稿）》。冷料仓为多仓式组合一般不少于五个料仓，每仓的上开口尺寸不小于2750mm＊2000mm，以便于使用装载机上料。2必需考虑搅拌设备能适应SMA混合料的生产。SMA混合料的生产对搅拌设备有以下特殊的要求：应有添加纤维的计量机构和入口；一般不使用回收粉尘，因而搅拌设备除尘系统的集尘通道需要变动；搅拌时间要适当延长，成品料出料温度必须高于180℃，要求燃烧器提供更强的火力。以上二点,可在技术谈判时提出。参考文献：(1)沥青混凝土搅拌设备GBIT17808——1999国家质量技术监督局(2)沥青路面施工及验收规范OB5bo91－－MW国家质量技术监督局建设部(3)陈启宗.国外沥青混凝土再生搅拌设备的发展[J].工程机械与维修2002.10.(4)陈晓俊.沥青混凝土路面养护技术及设备发展概况[J].工程机械与维修,2002.2.(5)强制间歇式沥青混合料搅拌设备技术规范(讨论稿)筑养路机械,20023筑养路机械分会会刊