SBS改性沥青设备关键技术探讨

【摘 要】本文阐述了SBS改性沥青设备的工艺、组成、设计、建造和使用等方面的内容，分析了主要设备的原理和作用，指出了设计、使用中应注意的问题和制作要点，对同类设备的建造有一定的借鉴作用。

【关键词】改性沥青；沥青设备；设计；安装

0 前言

改性沥青生产设备按移动性分为固定式和移动式，生产工艺有间歇配料间歇加工和间歇配料连续加工。我局建设了一套产量20吨/小时的固定式SBS改性沥青设备，采用了单台均化磨的间歇配料间歇加工工艺，具有手动、全自动两种操作方式，包括配料、剪切、均化、溶胀、发育等工序，还可根据需要添加稳定剂、助溶剂等外加剂，满足了各种生产需要。

1 工艺流程简图

2 设备组成

按照工艺流程的顺序，主要有2座100M3基质沥青高温罐、改性剂提升计量设备、基质沥青过滤器、基质沥青泵、智能基质沥青流量计、SBS助溶剂储存添加装置、2个6.5M3配料罐，剪切泵及其喂料泵、均化磨及其喂料泵、过渡罐、2座55M3的溶胀罐、成品输送泵、200M3成品罐、4.18MJ导热油炉、导热油和沥青管路阀门系统、仪器仪表、电气系统和自动控制系统。

2.1 主要设备的功能

1）改性剂提升计量设备

袋装的改性剂破包后，装入称量斗，当装料至设定质量后，倾斜螺旋输送机才能启动，将SBS送到配料罐顶部的水平螺旋输送机，通过水平螺旋输送机的正反转，最后送入A、B配料罐。

2）智能基质沥青流量计

将沥青生产温度下的密度和配料的质量输入计算机，沥青累计质量达到设定值时，基质沥青泵停机，通向已充满沥青配料罐的进油阀关闭，尔后，空的配料罐进油阀门打开。

3）配料罐

配有液位传感器、温度传感器、现场温度表、搅拌器，具有加热保温能力；基质沥青与改性剂计量后，首先在此搅拌混合。

4）剪切泵

对在配料罐中新配的改性剂和基质沥青的混合浆料，进行一遍粗剪切后输送到溶胀罐。

5）溶胀罐

罐壁下部装有连续式液位传感器和温度传感器，罐的顶部并列安装两台叶浆式搅拌器，具有更强劲的搅拌强度，内部布置有加热盘管，作为一批次45t混合浆料研磨、均化的盛料容器，同时改性剂在此进一步溶胀。

6）均化磨

经过初次剪切的沥青改性剂混合浆料，经2小时的溶胀后再由均化磨进一步加工细化，成为成品改性沥青[1]。因此，它是整套设备关乎改性沥青生产质量和效率的关键设备，主要对改性剂进行细化，又有一定的泵送能力。磨壳外安装了温度传感器，用于检测磨体的温度，低于140℃不能启动；磨壳内有一片动盘和一片静盘，两个盘面间隙可以调节，热态间隙0.2～0.4mm，冷态间隙0.4～0.6mm，相对的盘面上布满齿槽，相对旋转的齿槽具有对沥青的粘带离心加速作用，又有对沥青的剪切、撕扯、挤压、碰撞作用，动盘以1750转/分的转速旋转，再加上喂料泵的泵送作用，两个因素复合后，沥青流速可达50m/s以上，高速流动的沥青裹带着改性剂与盘碰撞，被盘剪切、黏着、张拉、断裂，使改性剂进一步细化；流动沥青形成的紊流和涡流使改性剂在沥青中进一步混合均匀。泵壳的封闭作用，也增加了混合浆料在泵中的流动路程、均化时间和剪切机会，强化了细化、均化效果。

7）成品发育罐

其顶部安装1台推式搅拌器，内部布置有加热盘管，容量应不小于4～5小时的发育时间内产量，并考虑必要的储备量，保证施工的需要。细度达到要求后，改性沥青就用输送泵打入此罐中，进行发育。这是因为，虽然改性剂的细度达到要求，但由于轻质油分还没有充分渗透到改性剂内部，未完全溶胀的改性剂密度与沥青的密度间，仍有差别，从而使改性剂容易上浮絮凝，导致离析，影响改性沥青的改性效果；稳定剂、改性剂和沥青硬组分也需要一定的时间和温度，才能充分反应，形成化学键合，在沥青混合料中形成网状体系，发挥改性沥青的优良路用性能[2]。

8）SBS助溶剂储存添加装置

当基质沥青与改性剂相溶性差时，可以在配料的同时添加一定量的助溶剂。

9）控制系统

采用了欧姆龙可编程序控制器控制系统和PC计算机管理系统，承担着温度、流量、压力、液位、质量等生产工艺状态参数的采集、处理、控制、执行功能，可以设定、修改、储存配方，实现自动化生产。

10）沥青管道系统

管道用输送流体用无缝钢管（GB/T8163-2008）制作，用50mm厚岩棉保温，阀门是导热油保温耐热电控气动蝶阀，自动阀门的开闭由控制系统控制。

11）加热保温系统

由燃煤导热油炉供热，接触沥青的装置都要用导热油加热保温，同时，沥青和系统的温度也是生产的重要指标和条件。

12）气动系统

空压机为压力气源，按生产工艺流程的要求，接受控制系统指令，驱动沥青气动蝶阀开启和关闭。

3 建设中应注意的几个问题

3.1 沥青溶胀罐及发育罐应设置取样阀门，便于进行快速沥青取样[3]。

3.2 沥青罐的加热盘管两组并联，双进双回，一旦一组泄露，可关闭泄露组，用完好组维持沥青加热，抽出沥青以便维修。垂直的回油主管在灌内位于最高液面下50～100cm，管周围的冷沥青被较早溶化，形成了底部加热盘管区溶化沥青的膨胀通道，防止沥青局部受热膨胀，液面仍是硬壳，膨胀力过大，撑破罐体，也有利于沥青的均匀加热。

3.3 沥青罐的沥青吸出管，应做成“”形，减少罐底的死区存量，管口离罐底10cm；同时，并联一根较细的同形状的沥青吸出管，管口离罐底3cm，用于清理罐底。

3.4 导热油循环系统中，油气分离器通向膨胀罐底部的膨胀管，是系统缺油和油受热膨胀的通道，正常无油流动，只有高温循环油与这部分静态油的自然热对流、热传导，膨胀罐中的导热油长期通过膨胀罐呼吸管与大气接触，使油液容易氧化，降低它的温度可减轻氧化。基于上述原因，要求膨胀管不能设置阀门，也不能保温；为便于系统脱水排气，弯曲角不能小于120°。

3.5 平原地区很难做到将低位槽设置在导热油循环系统最低点，所以，为排空导热油循环管路中的油液，便于系统维修和更换导热油，循环管路要做到。

3.6 导热油系统的高点和“П”管段的高点，要设置排气阀门，防止气阻，加快系统充油的速度。正常时这些阀门是关闭的。

3.7 沥青装车鹤管应带伴热夹套，装车时沥青进入鹤管的流向应一路下泻，这样，装车阀门关闭后，打开鹤管上的通气阀，沥青能全部流净，竖直的活节部位不积存沥青，避免下次装车时再提前加热疏通鹤管。

4 结论

4.1 建好改性沥青生产设备首先要确定生产工艺，还要综合考虑与原有沥青加热设备的对接、合理设计相关的改性剂溶胀罐、改性沥青发育罐的数量和布置，发挥磨机的生产潜力；合理设计管道，尽量减少管道长度。主机配套管道、罐、机电等设计和施工需要具有石油及化工产品储运资质的设计、安装企业承担。

4.2 要根据设备资料、生产工艺、质量控制、维护保养、安全使用等方面的要求，制定便于执行和管理的《改性沥青设备运行操作手册》，相关人员人手一册，做好培训和考核，确保设备安全、优质、经济、高效运行。

【参考文献】

[1]马健萍，孙汉忠.聚合物改性沥青生产中混合与细化[J].筑路机械与施工机械化，2004，21（05）：33-34.

[2]杨林江.改性沥青及其乳化技术[M].北京：人民交通出版社，2004.

[3]JTG F40-2004，公路沥青路面施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2004.