压缩天然气在沥青砼搅拌设备中的应用

王金霞，吴善军，张丙富，薛秀红，苟俊丽，朱国强

（中原油田建设集团公司，河南 濮阳 457001）

一、可行性研究

压缩天然气主要成分是甲烷（CH4），具有分布广泛、安全清洁、经济节能等方面的综合优点，成为世界上公认的清洁汽车燃料。

目前，国内路面施工沥青砼搅拌设备大多以柴油或重油作为燃料来加热骨料。随着世界能源价格不断上涨，燃料已成为降低沥青砼拌合料成本的瓶颈。压缩天然气替代柴油作为搅拌设备燃料，对搅拌设备中的布袋除尘器负荷没有影响。且其中不含油分，不会影响布袋的使用寿命。具有经济、安全、环保、省时、省工等特点，可显著降低生产成本，提高经济效益。压缩天然气具有以下优点。

1.优越的环保性

压缩天然气燃烧完全，使用方便，干净卫生，能够减少城市大气污染。

2.良好的经济效益

压缩天然气比汽油、柴油便宜50%左右，可大大降低生产成本。

3.更安全、可靠

压缩天然气的着火温度为657℃，密度、辛烷值、爆炸极限等技术指标都比汽油优良，且比重轻、易升空，压缩天然气容器的高压部件均符合国家《压力容器安全监察规程》要求，关键部件安全系数均在4以上，比使用汽油和柴油更安全、可靠。

压缩天然气、液化气、柴油等燃料的性能指标比较见表1。

表1

4.燃烧完全、干净、不易产生积碳，可节约设备维修费用。

二、沥青搅拌设备的燃气改造

1.工作原理

压缩天然气经转运车运至现场，与成套减压装置连接，高压气体进入减压装置经过三级减压后，气体出口压力为0.1～0.2MPa，再进入搅拌装置燃烧室。燃烧器经改造后可实现点火、温度、供气和火焰检测自动控制，并且具有安全切断和自动保护功能，见图1、2。

2.技术改造

（1） 拆去原机燃油燃烧器内部燃油喷嘴，对沥青砼搅拌设备引火口、燃烧器底座进行改进，使之与新安装燃气燃烧器部件匹配。

（2） 改造主燃烧室，安装燃气主、副喷嘴及燃气点火嘴。

（3） 拆去控制风机风门的电动执行器，加装变频器来调节风机转速，调节风量。

（4） 安装燃烧可编程序控制器（PLC），编制燃气点火和燃烧控制程序。

（5） 安装压缩天然气减压撬装系统，并用管线将燃气燃烧器与其连接。

（6） 开启沥青砼设备主机和燃气燃烧器点火燃烧，通过调节程序控制器（PLC） 调节燃气量和变频器，调节风机风量的大小，使沥青砼料温在120～180℃之间灵活控制。根据调试中所发现的问题进一步调控完善，形成一套完整的调配工艺，达到自动点火、火焰监测、燃气流量比例调节、温度自动控制、节能降耗的目的。

三、主要技术指标及效益预测

（1）沥青砼搅拌设备使用燃油与燃气的成本比较 (以燃气改造的2000型沥青砼搅拌设备为例)见表2。

表2

表2中数据计算条件：柴油价格6元/kg；压缩天然气的价格3.5元/m3；每生产1t沥青黑料需燃烧柴油7kg；每生产1t沥青黑料需燃气7m3；改造后，按1m3天然气实际燃烧值相当于1L柴油。2000型沥青砼搅拌设备1h生产成品黑料160t。

（2）2000型燃油燃烧器购置费约65万元；燃气减压撬装40万元，燃烧器改造费用35万元，合计约75万元；改造周期15天，安装调试7天。

从经济效益预测中看出，除了一次性投入75万元购置燃气装置和改造费用外，沥青砼搅拌设备使用燃气每天比燃油节省燃料费用近1/2，几个月即可收回改造投资，经济效益十分显著。