沥青混合料搅拌设备用燃油燃烧器燃尽率分析

摘要：为提高燃油燃烧器在沥青混合料搅拌设备工作中的燃尽率，节约生产成品料的成本，提高用户的实际利润，系统分析了影响沥青混合料搅拌设备用燃油燃烧器燃尽率的各个因素，通过严格选择符合品质要求的燃料以及对燃烧器、干燥滚筒、引风除尘系统使用及维护方面的改进，为操作者提供切实可行的解决燃烧不充分问题的办法，在提高燃油燃尽率的同时，达到设备使用高效率、低能耗的目标。

关键词：燃油燃烧器；燃尽率；沥青混合料搅拌设备；风油比

中图分类号：U415.51 文献标志码：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，在沥青混合料搅拌设备所配套的热源设备中，燃油燃烧器占一半以上。近年来，面对油价上涨导致利润减少，很多沥青拌和站商家都开始寻找合适的替代燃料，以提高竞争力。沥青混合料搅拌设备由于其工况及使用场地的特殊性，偏重于使用燃油类燃烧器。然而，在沥青混合料搅拌设备生产现场经常出现燃油燃烧器燃烧不充分的现象，影响设备的正常生产，给生产方带来一定的经济损失。

1 燃烧不充分的判断方法及影响

1.1 燃烧不充分的判定方法

沥青混合料搅拌设备除尘系统排出的粉尘正常颜色为土黄色。当燃油燃烧器燃烧不充分时颜色发黑，用水浸泡后会在水面浮现油花；或燥滚筒加热过的石料表面有黑色油斑，经水浸泡后会在水面浮现油花。凡是有以上两种情况其中之一，均可初步判断为燃油燃烧器燃烧不充分。燃油燃烧器燃烧的充分性确定最终要依靠尾气成分来分析，根据

《工业燃油燃气燃烧器通用技术条件》（GB/T 19839―2005），柴油和重油燃烧充分性的指标为：尾气中O2不超过40%，CO不超过0100%。由于沥青混合料搅拌设备引风系统为半开放式（即管路中有进风处），对尾气中O2含量影响很大，故只检测尾气中CO含量即可测出燃烧的充分性。

1.2 燃烧不充分的影响

燃油燃烧器燃烧不充分的影响主要表现在：首先，给生产方带来直观经济损失，燃油消耗率增加，导致生产成本提高；其次，由于残余重油会影响成品料的品质，导致设备停止生产，造成设备因停工带来的间接经济损失；再次，燃烧不充分会造成尾气中含有一定量的油雾，这部分油雾遇到除尘系统中的除尘滤袋时，会和灰尘混合形成油泥粘于滤袋外表面，造成滤袋透气性下降，经过一段时间会导致滤袋堵塞，引风不畅，干燥滚筒燃烧端会在生产过程中冒烟，使燃烧更加不充分；最终，导致系统瘫痪，设备无法生产。

2 燃烧不充分的原因分析及解决方法

2.1 燃料品质

沥青混合料搅拌设备所用重油燃料均为标准重油添加助燃剂及其他添加剂调和而成，成分比较复杂。根据现场使用经验，重油满足以下参数条件就可以保证燃烧器正常工作并充分燃烧：热值不小于9 600 kcal・kg-1；50 ℃时运动粘度不大于180 cSt；机械杂质含量不大于03%；水分不大于3%。以上4个参数中热值参数是保证燃烧器能够提供额定热量的前提条件，运动粘度、机械杂质和含水量不但会直接影响燃烧充分性，超标时还会造成重油在燃烧器喷嘴处雾化效果变差，油雾不能与空气充分混合，燃烧充分性就无法保证。要想保证燃烧的充分性，在选择重油时必须符合以上参数要求[1]。

2.2 燃烧器

2.2.1 雾化效果对燃烧充分性的影响及解决方法

燃料油在油泵压力或油泵压力与高压空气的共同作用下通过油枪的雾化喷头呈雾状喷出，油雾雾粒的大小取决于雾化的效果，雾化效果差，雾粒大，与空气混合的接触面积小，燃烧充分性就差。影响燃料油雾化效果的因素除前面提到的燃料油运动粘度外还有燃烧器自身的因素：枪喷嘴内卡有异物或磨损严重；油泵磨损严重或调压装置故障导致油压低于正常雾化压力；用于雾化的介质――高压空气压力低于正常压力[2]。

对应的处理方法为：清洗喷嘴清除异物或更换喷嘴；更换油泵或排除调压装置故障；调整压缩空气压力到正常值。

2.2.2 风油比对燃烧充分性的影响及解决方法

重油的燃烧离不开空气，燃油燃烧器所需的空气依靠风机提供，供风量与供油量的配合称为风油比。按照燃烧的理论计算，在标准状况下燃烧1 kg重油所需的空气量为145 m3，1 kg柴油所需的空气量为115 m3，这就要求燃烧器在调整供油量的大小时，供风量应同步按比例调整，以保证正常燃烧所需的空气量。此比例失调时势必会导致燃烧充分性下降。供应空气量小于所需量会导致因供氧不足而引起的燃烧不充分，供应空气量过大则会因冷风吹过火炉带走的热量过多导致燃烧温度太低，引起燃烧不充分；针对这种情况的处理方法就是调整风油比，调节同步机构或控制系统的风油比曲线来达到合适的风油比，鉴别方法为观察调整后的火焰颜色发白为最好[3]。

2.2.3 保持适当的压力

保持适当的压力有利于缩短燃油着火延时时间，延长加热时间，提高加热效率，并能保证燃油充分燃烧。空气经过节风门和稳焰盘后，能够保持稳定流量和压力，压力一般

为3 000 Pa左右。压力太高，火焰过长，部分油滴未充分燃烧就会被抽走，且会增加布袋除尘功率，或者导致尾气温度偏高，损害除尘布袋；压力太低，火焰直径太大，会造成回火，导致滚筒前段的端盖和拨料衬板过热，或者滚筒上形成严重积炭等。稳焰盘一般做成径向发散斜面出风口，空气流经时能够形成强烈旋转的涡流，加强燃油颗粒沿轴向和径向继续扩散和混合[4]。

2.2.4 海拔对燃烧充分性的影响

常规重油燃烧器的设计工作环境为海拔500 m以下，当实际使用环境海拔超过500 m时，空气的密度会随海拔的升高而降低，同样燃烧器在工作时所提供的空气中氧气总量就少于正常的燃烧所需的氧气量，从而导致燃烧不充分。解决这个问题有两种方法：一是设置小产量生产，让燃烧器工作在小供油量的状态下，同时调整风油比，增加小供油量的供风量，保证燃烧的充分性；另一种办法是更换供风量大的风机，提供足够充分燃烧的空气。采用这一方法需要算出实际所需风量的大小。可以按照以下的公式计算。

3.3 干燥滚筒

燃烧器火焰形状与干燥滚筒内料帘结构的匹配

性对燃烧充分性具有较大的影响。燃烧器的燃烧火焰形成需要一定的空间，在这个空间内如果有其他物体势必影响正常的火焰形成。干燥滚筒的燃烧区正是为正常燃烧提供一个火焰形成的空间，如果在这个区域内有料帘，则不断下落的物料会阻挡火焰，破坏燃烧的充分性。

解决这种问题的方法有两个：一是通过调整燃烧器喷嘴的雾化角度或调整控制火焰形状的二次风门来改变火焰的形状，使火焰由细长变为短粗；二是通过改变干燥滚筒燃烧区的提料叶片结构，使该区域内的料帘由密变疏或不形成料帘，为燃烧火焰提供足够的空间。

3.4 引风除尘系统

引风除尘系统与燃烧器匹配性对燃烧充分性也有较大影响。沥青混合料搅拌设备的引风除尘系统是为了能够将燃烧器燃烧后产生的尾气及时抽走，给后继的燃烧提供一定的空间而设置的，如果引风除尘系统的除尘器堵塞或管道漏风，都会造成燃烧器的燃烧尾气排出不畅或不足，尾气不断在干燥滚筒的燃烧区聚集，占据燃烧空间，将导致燃烧不充分。解决这种问题的方法就是疏通被堵塞的引风管路或除尘器，保证引风畅通，如果是管道漏风就需要对漏风处进行封堵。

4 燃烧充分性解决与否的判定

沥青混合料搅拌设备生产现场如果出现燃烧不充分的现象，可以通过以上方法进行分析和处理，处理的结果好坏可以利用以下原则进行判定。

（1） 用烟气分析仪检测尾气，如果测得燃烧烟气中的O2和CO含量符合《工业燃油燃气燃烧器通用技术条件》的要求，可以认为接近完全燃烧。对于重柴油和重油，O2不超过40%，CO不超过0100%；对于煤油和轻柴油，O2不超过35%，CO不超过0050%。如果检测值符合以上标准要求，则判定燃烧充分性问题已解决。

（2） 在不具备烟气分析仪的情况下，可以通过观察加热后的热集料状况和回收粉的颜色来综合判断：如果加热后的热集料表面无点状或片状油斑，用水浸泡后水面上没有浮现油花，并且回收粉颜色为土黄色，则判定燃烧充分性问题已解决。

（3） 观火孔也是一种简单、实用的方法，依靠观察火焰的颜色和形状来判断空气是否足够，燃烧是否完全。接近完全正常燃烧时，火焰中心温度较低，辉度（发光强度的主观感受）较小，为淡橙色；火焰是强烈燃烧区，热辐射强烈，辉度较大，颜色白亮；同时，没有雪片状火星，排气没有黑烟，则判定燃烧充分性问题已解决。

5 结 语

随着国家节能环保工作的不断推进，在沥青混合料搅拌设备行业，煤粉燃烧器在部分地区已经限制使用，这促使燃气燃烧器应用范围扩大，但对于燃气无法送达的偏远地区，燃油燃烧器仍然处于主导地位；因而如何提高燃油燃烧器的燃尽率，减少油耗，节约成本，提高环保性，对于每一位用户至关重要。本文通过实践性的分析，协助操作者实现节能减排，处理影响燃烧效率的常见故障，以达到沥青混合料搅拌设备使用燃油燃烧器高效平稳运行。同时，建议用户在燃料选择上严格把关，并对燃烧器定时进行检查维护，确保燃烧效果始终处于最佳状态。

参考文献：

[1] 徐旭常.燃烧理论与燃烧设备[M].北京：机械工业出版社，1990.

[2] 顾玮伦，杜云峰.旋流燃烧器的稳燃及其结构优化分析[J].锅炉制造，2007，2（1）：17-19.

[3] 冯维军.燃油燃气锅炉运行与管理[M].北京：中国劳动出版社，1997.

[4] 赵钦新.中小型燃油燃气锅炉操作与维护[M].北京：机械工业出版社，2003.