沥青再生拌和设备的成本分析与控制

作者：广东冠粤路桥有限公司／江苏省丹阳市公路管理处刘伟马国正

随着我国公路通车里程的增加和高等级公路的发展，对早期建成通车的沥青路面高速公路已经进入了大修养护期，因而铣刨出大量的旧沥青混合料。混合料的再利用引起了广泛的关注。高速公路起步较早的国家，早已采用了沥青再生技术，对路面进行再生维修，其再生设备和施工工艺较为成熟。而我国才刚刚开始引进采用这一技术，值得探讨的问题较多，笔者就对厂拌热再生拌和设备的造价成本及生产运行成本进行分析。对再生拌合设备的选型、使用有一定的帮助。

在机械化施工建造高等级公路造福人类的同时，也带来了对人类的健康危害和环境污染，如废气、有毒气体、粉尘、废油、噪声等，特别对高等级沥青路面进入大修期的大量沥青混合料，对环境造成更大的污染，为此科技人员想尽办法对废旧的沥青混合料进行回收利用，其方法也不少，有就地热再生、就地冷再生和场拌热再生、场拌冷再生。在热再生对旧沥青混合料进行加热回收利用时，会产生大量的沥青烟气及有毒气体。在相对矛盾之时，人们对间歇式拌和设备设计了特殊的干燥筒和燃烧器，在燃烧器口周围加装二次进风装置，保证燃烧器燃烧的火焰为细长形，而不向周边扩散，使旧回收料中的沥青不老化。这样一来，燃烧器所产生的热能利用率极低，大量的热能被引风机排走，造成了能源的极大浪费。在国际燃油价居高不下的情况下，如何节约能源又成为首要解决的问题。基于以上矛盾，有必要对当前的旧沥青再生设备进行经济性分析。

沥青厂拌热再生设备可分为间歇式和连续式两种结构形式：间歇式沥青再生设备普遍认可的是第二烘干筒加热再生料技术。该种设备需在原有拌合设备的基础上配备一套专门的系统，该系统包括旧沥青混合料的破碎筛分系统、供给系统、提升系统、干燥系统、燃烧系统、贮存及称量系统和有害气体的处理系统。国外厂家如边宁荷夫、马连尼、日工、阿曼等公司生产的沥青拌和设备都具有此功能。但同样存在的问题是：干燥系统既要保证旧回收料达到一定的温度，又要保证表面所吸附的沥青不老化。有害气体的处理上，要求对加热和贮存旧混合料所释放的有害气体进行吸收处理，而不会对环境造成污染。为保证新旧料混合均匀和新旧沥青充分裹覆均匀，需增加搅拌时间，所以设备的产量有所下降。理论上旧沥青混合料再生可达100%，但实际生产时，也只能添加到50%以下。由于回收料虽然经过筛分处理，但其级配无法满足沥青混合料的要求。再有旧回收料的温度也无法达到沥青混合料的要求（通常旧回收料加热到130℃以上将产生大量的烟雾及有害气体而无法被完全吸收），必须添加新骨料，以提高新骨料温度，利用新骨料的一部分热量加热旧回收料。连续式沥青再生设备使用最广泛、最有代表性的是美国ASTEC（爱斯泰克）公司生产的双滚筒再生拌和设备。经过筛分级配的骨料烘干后，在燃烧器一端进入烘干筒外壁的搅拌缸内，与刚进入的旧回收料混合，旧回收料靠热骨料和烘干筒外筒壁的热幅射加热,使得了旧沥青混合料与火焰完全隔开，沥青不会老化。混合料靠装在烘干筒外壁上的搅拌器（类似单卧轴搅拌机）强制搅拌，由于烘干筒长度较长达七米，新旧料在双滚筒内的搅拌时间可以达60～90秒，使得混合料拌合均匀。在新旧料搅拌过程中所产生的有害气体又回到燃烧室燃烧后，大大减少了进入除尘器的沥青气及有害气体。减少了对大气的二次污染。该设备从骨料的计量，输送，加热，搅拌至成品料的输送，都是连续的，其结构相对简单，产量较高，故障率低，可以添加50%的旧回收料。１沥青再生设备购置成本分析对间歇式沥青再生设备目前国内最有代表性是西筑厂与边宁荷夫合作的H系列环保型产品，基本型为H4000环保节能沥青拌和设备，配置MGAR150型场地热再生设备。两套设备都有独立的控制系统，但又能相互匹配，实现系统自动控制。对连续式沥青再生设备目前最有代表性的是美国爱斯泰克公司生产的双滚筒沥青再生设备，其主要系统如双滚筒（干燥－搅拌）系统、控制系统、回收料配料计量系统、导热油燃烧系统、沥青（含再生剂）计量泵、冷骨料配料计量系统、填充料计量系统，采用原装进口爱斯泰克产品，其余部件系统采用国内厂配套，但要符合爱斯泰克公司的技术要求（见表1）。２沥青再生设备运行的经济性分析及控制措施经济性分析 (1)从沥青再生拌和设备的成本图中可以看出：在两种设备所拌和的混合料中，原材料占了76%～84%，而消耗材料（燃料、用电）及设备费占了15%～23%。这里没有考虑管理费用、废料、导热油加热、设备故障的因素，以及不同地区的原材料价格的差异性。但总体上比较直观地反映了两种再生设备拌和混合料成本的差异：间歇式沥青再生设备成本中消耗材料及设备费上多出连续式沥青再生设备成本的8%；再具体分析一下，不难发现原因所在：间歇式再生设备在回收料的加热方面，为避免旧沥青老化而专门设计的干燥筒及燃烧器，不利于热量的充分利用，大多数热能经引风机排出；而连续式再生拌和混合料时，充分利用了干燥筒的外壁的热辐射和新骨料的热交换。间歇式设备由于增加了旧回收料的计量及在搅拌时为使新旧材料搅拌充分均匀及新旧沥青裹覆均匀而增加了搅拌时间，造成设备的生产率下降，设备成本的上升。 (2)在各种方式拌制混合料成本图中也可以看出：采用了沥青再生技术，每吨成品料的成本下降了15%～20%，避免了旧回收料废弃对环境的污染及减少了资源的浪费。控制措施不管是间歇式还是连续式再生设备，除了以上分析的结构差异造成混合料成本不同外，还要根据混合料成本的大小依次分析控制，其顺序为：沥青→骨料（回收料）→矿粉→设备的可靠性→管理环节。（1）沥青计量精度的控制沥青量的准确与否，不仅直接影响了混合料的质量，而且影响了混合料的成本。首先经常要对旧回收料中沥青含量进行的测量分析，当沥青含量出现较大波动时，应及时调整新沥青的用量。新沥青的计量系统也要经常调校，最好保证其计量精度在±0.1%之内。有利降低成本，提高经济效益。（2）骨料（含回收料）的控制新骨料及回收料的含水量对成本控制影响至大，每增加1%的含水率，生产能力要下降15%左右，多燃烧15%的燃料，在生产加工碎石、石屑时最好水洗，除去0.075mm以下的粉尘及泥尘，因为在加热骨料时，这些细粒径的材料都进入了除尘系统，往往含泥量较大无法使用，造成不必要的浪费，对周边也造成环境污染。通常含尘量为5%～8%左右。（3）设备的可靠性设备的可靠性包括各种计量的精度和稳定程度、优质的零部件、零件的互换性、整体工作的稳定性。保证设备正常运转，减少故障停机次数和时间，提高设备的使用效率，有利减少成本支出。（4）燃料的控制为使燃料充分燃烧发出最大的热能，就要求有可靠优质的燃烧器。能量能否被骨料有效吸收又要求干燥筒具有良好的保温和热交换能力。燃烧器是沥青拌和设备中的关键部件，运行成本中有12%－18%的被燃料消耗，所以要求燃烧器安全可靠，优良的品质保证，从而节约燃料。在减少运行成本时，采用燃烧重油也是种手段，重油虽然发热量差一点，但价格相差较大。３结论（1）对间歇式与连续式沥青再生设备的成本分析，不难发现，间歇式设备由于第二干燥筒燃烧器设计了二次进风装置，热能浪费较大，而连续式反而利用了干燥筒外壁的热辐射被旧回收料所吸收，节省了燃料。（2）旧回收料的变异性较大，间歇式与连续的级配控制原理一样，再生料的添加量以30%内为宜，混合料质量都能符合高等级路面施工的规范要求。（3）连续式沥青再生设备有一定的局限性，由于沥青路面施工技术规范还未修订，当前还不能用于高速公路的新路面施工。但在沥青再生方面较有优势。