传统型沥青搅拌站入驻高原技术探讨

高延博，邵建文

（中交西安筑路机械有限公司，陕西 西安 710200）

实践证明，传统沥青搅拌站在低于海拔1500m，设备的性能不会发生大的变化，但随着海拔的继续升高，沥青搅拌站的正常运行工况会越来越恶化，带来诸多不利影响。因而传统沥青搅拌站上高原，要结合高原地区的特征做出相应改进，以保证设备的正常运转和生产率。

高原地区的主要特征为：空气压力或空气密度小；气候寒冷，且昼夜温差较大；空气绝对湿度较小；太阳辐射照度较高；降水量较少；每年大风日多；地质寒冷，且冰冻的时间较长。

针对这一实际问题，作者结合近几年沥青搅拌站在高原地区的使用效果及出现的问题进行分析，提出从以下几个方面进行改进。

1 驱动电机

（1） 电机的绝缘强度降低。根据相关的实践数据，海拔每升高1000m，绝缘强度就要降低8% 15%。众所周知，沥青搅拌站需要电机驱动的地方较多，生产时设备检修工要在设备上来回巡视，检查各部位包括电机运行状况。为达到安全生产，根据设备使用海拔，所有电机要进行绝缘强度增强处理。由于不同绝缘材料耐受高温的能力不同，行业制定了7个最高允许的温度，按照耐温程度由小到大分别为：Y、A、E、B、F、H和C。它们的允许工作温度分别为：90℃、105℃、120℃、130℃、155℃、180℃和180℃以上。由于沥青搅拌站行业的特殊性，目前平原（≤1500m海拔）电机都是F级绝缘，即电机正常工作时保证不使电机的绝缘材料超过155℃。针对高原型搅拌站，海拔5000m及以下推荐使用H级绝缘等级，5000m海拔推荐使用C级绝缘等级。

（2） 电气间隙的击穿电压下降。所谓电气间隙就是在2个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间测得的最短空间距离。平原电机的击穿电压在海拔低于1000m是安全的，当用于

高原地区时，就要相应增大电气间隙。

海拔不同，电器间隙要求值不同。海拔在2000 5000m时，间隙的要求值按海拔5000m的要求执行，即乘以GB/T16935.1表中海拔高度在5000m的修正系数1.48，也即将标准中的要求值乘以l.48；对海拔2000m及以下， 间隙的要求值按海拔2000m的要求执行，即直接采用标准中的要求值。海拔在5000m以上使用的设备，间隙修正系数按表1给出的系数。

（3） 电晕起始电压降低。要求电机的绝缘材料选用耐电晕材料，浸漆也是用耐电晕漆；同时巡检人员和电工要加强防晕措施，比如带绝缘手套等。

（4） 空气冷却电机的能力下降。海拔每升高1000m，温升要增加3%10%，故要修正电机温升。电动机各部分的温升限值主要由定子、转子的绝缘等级，环境温度，轴承所允许的最高温度来决定。在高原地区，沥青搅拌站所用的电机，由于运行时要发热，另外加上白天太阳的强光照射，按常理，电机运转会超过温升限度，但从现场实际测量和使用效果看，发现电机的温热情况不明显，这是由于在高原地区常年温度较低，对温升有一定的抵消作用，故反映问题不大。

（5） 布袋除尘器的引风机电机要相应增大。高原地区由于氧气含量降低，为保证相同时间内所供氧气量，主燃烧器所需的风机风量增加；为保证烘干筒和布袋除尘器的正常工作，布袋除尘器主引风机的引风量也需要增加，从而引风机的功率要加大。风量增加后，为保证正常的过滤风速，布袋除尘系统的过风管道截面积需增大，同时袋房的过风钢板材质要相应增加厚度或者选用可靠耐磨性材质，以防过早磨穿。

综上，上高原的沥青搅拌站电机一般应更换为高原型电机，布袋引风机的电机还需加大功率。

表1 海拔修正系数

2 空气压缩机

沥青搅拌站一般配套有2台压缩机，1台用于为主燃烧器燃油的充分燃烧提供合适氧气，另1台用于驱动沥青搅拌站的气动元件。压缩机上高原后，由于空气压力降低，排气量和排气压力均发生变化。一般情况下排气量会下降很多，而排气压力则跟随排气量的变化一直在变化。只有当排气量达到使用要求后，排气压力才能保证。故高原型压缩机实际需要排气量＝额定排气量×高原系数。（高原系数的选择见表2）

比如，1套平原地区4000型间歇式沥青搅拌站，气动元件所配螺杆压缩机（比如天津空压机）为22kW，额定排气量为3.53m3/min@0.8MPa。若海拔3500m使用，这时需要的额定排气量压缩机为3.53×1.63=5.75。故查选型手册，此时应该选用37kW的压缩机才能满足设备用气量需求。这里选用系数原则主要：考虑温度的影响，系数宁可选高不就低。

某知名品牌搅拌站所配套空压机的储气罐，在平原地区，储气罐上安装的卸压阀会周期性的卸压排气；但是上高原后，卸压阀未出现卸压状态，气动元器件动作缓慢，明显感觉压力不足造成。更换为37kW后，效果改善明显。

综上，上高原的沥青搅拌站压缩机一般要功率加大，同时电机最好更换为高原型。

3 燃烧器

燃烧器一般分为烘干筒用主燃烧器和沥青预热用导热油炉副燃烧器。高原地区氧气稀薄，为保证主燃烧器所用燃料充分燃烧的氧气量，必须足够大的风量才能满足，且所用燃烧器风机的功率要加大。同理，小燃烧器的风机功率也要加大。根据海拔和对应的含氧量情况，表3可推算出功率加大程度。

比如国内某知名品牌沥青搅拌站在平原地区用主燃烧器为55kW，风量约为35000m3/h，则氧气用量为7140m3/h。海拔4500m时，含氧量降低了8%，为保证相同时间提供等量的氧气，则需要提供的风量为：7140/0.08=89250m3/h，这个风量对应的风机功率约为132kW，才能满足使用条件。后经工地实践证明，与计算结果吻合。同样计算过程适用于导热油炉上的小燃烧器。由于燃烧器产生风量与所配套除尘器的风机关系密切，所以布袋除尘器引风机的引风量要根据燃烧器风量的增加相应加大。

表2 高原系数的选择

综上，为保证生产率不变，上高原的沥青搅拌站所配套燃烧器燃烧风机要加大且最好更换为高原型。

4 润滑油

由于高原环境的特殊性，因此减速箱、引风机轴承箱、空压机、同步齿轮等搅拌设备用到润滑油的地方，都要引起重视。

首先根据设备使用环境，由润滑油供货商提供低温下黏度低牌号的润滑油进行更换；其次根据载荷差异、转速不同等因素的影响，建议健全设备润滑管理制度，每台润滑部位都要建立润滑档案，注明润滑油规格型号，一次加油量、加油、换油时间，以便和润滑油供货商对接，提供更加符合要求的润滑油。

5 电器元器件

由于沥青搅拌站的电器元器件大都安装在操作室内部，海拔升高，空气密度降低，空气散热能力减弱。当触头在分断电流时，介质恢复强度降低，电弧较难熄灭，容易引起电弧重燃，因而燃弧时间延长，触头寿命缩短，所以要做好储备工作和消防工作，这与露天工作的电机情况有区别。同时热继电器动作时间缩短，操作人员要和维保人员加强沟通交流。

6 油漆

在高海拔地区，白天阳光照射强烈，晚上温度却非常低，导致昼夜温差变化大，从而加速了设备油漆层的老化和龟裂进度。据分析，设备油漆层的老化属于光氧老化，其老化程度不仅与阳光的照射程度有关，也与大气中含氧量、大气温度、大气湿度息息相关。高原地区的太阳照射强且时间较长，但由于大气干燥、空气稀薄加上原始温度较低，所以高原气候对油漆涂层的影响不大。

表3 海拔高度与空气中理论含氧量的关系表

7 沙尘

高海拔地区由于风力较大，从而会扬起非常大的细沙和尘土。高原地区由于雨水少，比较干旱，所以地面的植被耐活率比较低，对沙尘的阻挡微乎其微。如若刮大风，沙尘被大风带起后对空压机的空滤和燃烧器的进风口等需要从大气自吸气的机械零部件的危害很明显。

根据相关工地实践经验，空压机的空滤在高原风沙较大地区使用时，其很快会被风沙阻塞。由于渗漏而进入气缸内部的沙尘加速了内部密封圈和活塞环等需要密封运动部件的磨损程度。根据其说明书提示，旋风式纸质滤清器要求每隔50h左右就需要保养1次，但在有些风沙较大工地，其2h左右不到就会积满沙尘，1个台班就需清理空滤器，拍打纸质滤芯约2次。 所以对这些自吸式的机械设备，建议搭建简易的密封房，以防设备过早出现故障，影响使用性能。

总之，普通沥青搅拌站上高原后，涉及的方方面面都要综合考虑。设备维护人员在设备运转和停歇期间，要勤于观察和维护，以免在出料高峰期出现意外，造成经济损失。