沥青搅拌站的基本构造及工作原理[共36页]

1、 2、 结构型式沥青搅拌设备的结构型式按不同分类方式,有不同说法。一般按以下几种情况分类：按生产工艺分为：间歇式和连续式；按运输方式分为：固定式、可搬迁式和移动式。而沥青混合料搅拌设备的型式可以是组合形式的,如：可搬迁间歇式、移动间歇式等。3、设计容量沥青搅拌设备的设计主要是指搅拌缸的容量, 这主要是针对间歇式来讲的。 间歇式沥青站的容量各个厂家并不一致,但基本上有1000kg、2000 kg、3000 kg、4000 kg。4、工作周期沥青搅拌设备的生产率由搅拌缸容量与工作周期决定。 工作周期是指从搅拌缸放料到下一次放料的时间差,在标准工况下,一般为45s。但对连续式而言,不存在工作周期。5

2、、生产率生产率是指沥青搅拌设备在标准工况下每小时的生产量。对间歇式沥青搅拌设备而言,用额定生产率来标定设备的生产能力。如：1000 型的额定生产率为 120t/h ；2000 型的额定生产率为 160t/h ；3000 型的额定生产率为 240t/h ；4000 型的额定生产率为 320t/h 。6、装机功率装机功率是指一套沥青搅拌设备所有用电设备的额定功率总和。7、燃油消耗燃油消耗是指烘干滚筒上燃烧器在生产1 吨合格成品料所消耗的燃油重量。8、排放指标沥青搅拌设备的环保排放指标为两方面。 一是污染物排放浓度, 另一个是污染物排放黑3度。按国家标准规定,沥青搅拌设备的烟尘排放浓度为过林格曼黑度

3、 I 级。100mg/Nm,烟气排放黑度为不超9、计量精度沥青混合料是严格按骨料、沥青、矿粉、添加剂的配比来设计的,因而控制骨料、沥青、矿粉、 添加剂的计量精度是沥青混合料成分质量的保证。按国家标准规定,沥青搅拌设备的计量精度分为静态和动态计量精度。什么型号的沥青站,其计量精度应该是一致的。国家标准规定的沥青搅拌设备计量精度如表4-1 所示： 表 4-1 间歇式沥青搅拌设备计量精度 第二节 沥青搅拌设备工艺流程 I/O 信号,模拟量信号进SEW（或 SIMENS ）公司生产的系列变频器, 表 4-2 控制系统的总装机功率与进线电缆的参考截面进线电缆（铜缆）参考截面 mm2 图 4-3 2. 集

4、料皮带 3.喂料皮带图 4-42. 料仓 3. 加高围裙图 4-5 图 4-61. 送料皮带 2. 调节螺杆 3. 驱动滚筒 4. 头部清扫器 A.皮带旋转方向图 4-7 图 4-81、 上料皮带的支撑基础的水平高度一定要保持一致；1、 按喂料皮带机中介绍的纠偏方法调整图4-7 中的 3 调节螺杆；2、 检查皮带机机架摆放是否水平；如不平则应垫平。图 4-9 B 密封装置位于骨料入口的前端,为接触式密封, 3. 驱动轮 4.调节螺栓 烟道 温度传感器 重力除尘器3. 粉料系统是沥青混凝土搅拌设备的主要部件之一,其主要效用是用于生粉的储备及回收粉的回收利用,共有两个粉罐,一个用于添加新矿粉,另一

5、个回收除尘器过滤粉尘。两个粉罐均由罐体、粉料提升机、过渡粉斗及加粉螺旋输送机等组成。两种粉可按照一定的比例由螺旋输送机送至搅拌楼上称量搅拌, 可分别完成新粉和回收粉的提升、储存及输送等效用。1.上粉罐 2. 斗式提升机 3. 过渡粉斗4. 螺旋输送机 5. 下粉罐 图 4-16 振动筛整体结构图3减振支撑装置 4 3、6、11 、22、35 mm,用4-20。图 4-19 减振支撑装置图 4-20 LB3000 型筛网尺寸 通常的配筛原则为： 最大筛孔45 秒是一个生产循环,运料小车的运行节奏与之一致,所以 EX+ 、EX- 加上一定的激励电压,则因为桥电阻平衡图 4-21图 4-22 是几种

6、常用的传感器中, 普通的 S型和圆柱型的传感器可以以拉和压的方式安装,悬臂和剪切梁式的传感器只能以图示第三方式安装。不管用什么方式安装,称重传感器都应尽量避免受到非重力方向的作用力。在沥 24V 的直流开关电源为所有+接触器 +变频器所组成, 并为变频器连接制动电阻, 制 以保证最佳的燃烧效率,从而保证沥青产品质量和拌合站的经济性。燃烧器的控制通过程序控制器+温度控制仪表来控制点火过程及根据设定的温度自动调节油门的开启度。（五）温度控制器UDC3300温度控制器的调试方法和步骤：1. 按动温控表 SETUP键出现 SETUP TUNING,然后按 FUNCTON键依次出现下列参数：APROPB

7、：D 15自调范围BRATE MIN 0.02 变化分度 / 分钟（ 0.00 为无效）CREST PRM 1DSECURITY 0重置分钟数此项为设置密码（ 110）2. 按动温度控制器 SETUP键直到出现 SETUP INPUT 1,然后按 FUNCTION键进入,调整下列参数a：IN 1 TYPE J TC L测温仪选择,为原装 J 分度号热电偶, ；4-20MA,为红外输入b：按温度控制器 LOWER DISPLAY键退出。3. 按动温度控制器 SETUP键直到出现 SETUP ALARM,S然后按 FUNCTION键进入,调整下列参数a：A1S1VALUE160报警温度设置,此项设

8、置应根据除尘器布袋的耐温要求自行设置,一般 160 o C200 oC。b：按温度控制器 LOWER DISPLAY键退出。4. 按动温度控制器 SETUP键直到出现 SETUPDISPLAY,然后按 FUNCTION键进入,调整下列参数a：TEMPUNIT:b：PWR FREQDEG C50HZ华氏转摄氏, F 改变为 oC电源频率, 60Hz 改变为 50Hzc：按温度控制器 LOWER DISPLAY键退出。5 自动校准油风门伺服马达。A. 不启动燃烧器。B. 将程控器 LEC111 号脚供电,按温度控制器SETUP键直到 CALIB POSITION 出现。C. 按 FUNCTION键

9、两次,显示 DISABL POS PROP后按上键,直到出现 DO AUTO。D. 按 FUNCTION键,显示 ZEROVAL和数字,数值从大往小变化,数值不动后既零位置完成。如此时马达就处于零位,则数值不变。完成后数字应在660 左右。 图 4-24 控制系统组成框图（一）可编程控制器可编程逻辑控制器 （PLC）是计算机家族中的一员, 实质是一种专用于工业控制的计算机,其硬件结构基本上与微型计算机相同。早期的PLC主要用来代替继电器,实现逻辑控制；随着技术的发展,这种装置的效用已经大大超过了逻辑控制的范围。PLC 具有以下的优势：（1）高可靠性：所有的 I/O 接口电路均采用光电隔离,使工

10、业现场的外电路与 PLC 内部电路之间电气上隔离；各输入端均采用RC滤波器,其滤波时间常数一般为10ms-20 m s；各模块均采用屏蔽措施,以防止辐射干扰；采用性能优良的开关电源。（2）丰富的 I/O 接口模块： PLC 针对不同的工业现场信号,有相应的I/O 模块、工业现场的器件或设备。 另外,为了提高操作性能,它还有多种人机对话的接口模块；为了组成工业局部网络,它还有多种通讯联网的接口模块等。（3）采用模块化结构：为了适应各种工业控制需要,除了单元式的小型PLC 以外, 绝大多数 PLC均采用模块化结构。 PLC 的各个部件, 包括CPU,电源,I/O 等均采用模块化设计,由机架及电缆将

11、各模块连接起来,系统的规模和效用可根据用户的需要自行组合。（4）编程简单易学： PLC 的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式,用者来说,不需要具备计算机的专门知识,因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。（5 ）安装简单,维修方便：可以在各种工业环境下直接运行,使用时只需将现场的各种设备与 PLC 相应的 I/O 端相连接,即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置,便于用户了解运行情况和查找故障。 由于采用模块化结构,因此一旦某模块发生故障,用对使户可以通过更换模块的方法, 使系统迅速恢复运行。 正是 PLC 这种特殊的优势, 因此在沥青搅拌站控制系统中选用西门子公司S7-3

12、00PLC 作为控制系统,不仅能满足现场复杂的地形、气候要求,而且可靠性高,响应速度快,便于维修。下图为沥青搅拌站件组成：S7-300PLC系统的硬 （1） 各个电机控制用 振动筛热骨料提升机干燥滚筒上料皮带集料皮带各冷料给料皮带；回收粉提升机回收粉到粉提螺旋回收粉输送螺旋布袋除尘螺旋。（三）冷料级配控制主要控制冷料仓的变频器,按照级配参数,设定运行频率,监控其运行情况。效用（1） 启动或停止冷料仓给料机的运行。（2） 上位机有冷料仓的变频器的运行频率的设定和当前运行数据。（3） 各冷料仓有物料检测开关,检测皮带的断料情况,并做报警指示现场的铲车司机和控制室操作员。（4） 细料仓安装振动器,

13、缺料 3S 自动启动振动器, 2S 后停止, 并把信号传送到上位机指示。（5） 集料皮带和上料皮带有拉线安全开关保护,用于紧急情况。（四）燃烧器控制控制燃烧器整个自动点火工作,并能在具体的温度设定下实现手动/ 自动的控制和保护以及实现温度自动控制。效用（1）控制燃烧器风机,油泵,轻重油的转换,燃烧器风门、油门。（2）自动点火过程和安全控制。（3）根据具体的温度设定值能自动或手动控制骨料的温度。保护（1）设备必须在引风机启动,干燥滚筒,上料皮带在运行,才能启动燃烧器。（2）在点火失败的情况下,为了避免形成爆炸混合气体的危险,绝不允许燃料在燃烧室（滚筒内）积蓄超过限定的秒数,在引风机运行的情况下,

14、点火测试的限定秒数为10 秒,燃料到达燃烧器喷嘴后的主燃烧引燃时间限定为限定自动熄火时限。2 秒,任何情况下, 都不能超出以上规定的（3）当布袋温度到达120时,打开冷风阀,上位机显示,并提醒注意,当布袋温度到达 180时,关断主燃烧器并报警。（五）除尘控制主要控制布袋除尘器的反吹电磁阀动作, 可根据实际使用情况设定各个反吹汽缸的开启时间和停止时间。 效用（1） 控制回收粉尘输送的各螺旋电机, 并设置必要的连锁关系, 回收粉提升机回收粉到提升机螺旋回收粉输送螺旋布袋除尘螺旋。（2） 根据实际使用情况设定各个反吹电磁阀的开启时间和停止时间。（3） 根据实际检测的滚筒负压和设定的参数比较控制引风机

15、的风门,在合理状态运行,在上位机显示引风机电流和风门开度指示。（六）自动计量控制确保热系统压力控制整个计量系统,包括五种骨料累加计量,两种粉料累加计量,一种沥青计量,一种添加剂计量（可选） 。效用（1） 系统连续的显示各个热骨料、粉料仓的储料料位情况。（2）各物料计量秤的校秤窗口在上位机进行, 校秤参数存储在下位机（3） 可分别手动 / 自动计量骨料,粉料,沥青,添加剂。PLC的存储卡中。（4） 有各秤计量显示以及各仓门、计量阀、电机的动作指示。（5） 上位机有配方库的存储,计量参数的设定,搅拌时间,放料等时间的设定。（6） 系统可任意设定生产批量数,自动生产,生产结束后系统处于等待状态。连锁

16、保护（1） 各物料秤的计量和放料连锁, 骨料秤的各种骨料计量连锁, 搅拌缸开关门和各秤的放料门连锁,搅拌缸开关门和成品料提升小车的连锁。（2） 系统自动检测各个物料门的密封情况,在物料没有计量或已经停止计量的情况下,通过比较模拟量输入口的数值进行判断,超出设定数值就报警。（3） 搅拌主机的保护, 根据搅拌主机电流来保护, 在超出空载电流, 小于额定电流时,上位机提示搅拌缸里有料, 在超出额定电流一定额度后报警, 同时 PLC作出停止自动计量程序,关闭各计量仓门,并提示要求马上进行手动放料处理。（七）成品料提升控制成品料提升小车的手动/ 自动运行、仓位的选择、仓门的保温加热、成品料仓的料位监测、

17、是否使用提升以及轨道自动变位（有效用/ 无提升变位） 。（1）采用变频器控制,可以设定电机的启动加速度,运行速度,停车减速度。（2）成品料提升小车可以手动 / 自动两种控制方式。 （3）采用高速旋转编码器精确定位。（4）上位机实时显示小车的运行情况。（5）在小车运行未到达零点检测开关前,可任意改变小车的停止仓位。（6）各仓位的进料门和卸料挡杆装有到位检测开关。（7）系统可以根据实际运行情况,在上位机修改小车运行参数。（8）提升轨道上下安装两组极限位置安全开关,动作时直接切断卷扬机的电源。互锁保护（1）小车没有停在接料位置,搅拌缸不允许开门。（2）没有选择停车仓位,小车不允许上升。（3）卸料挡杆

18、没有到位,小车不允许上升。（4）成品仓盖门没有开到位,小车不允许上升。（5）存储仓满时,不允许继续存料。（6）小车碰到上下任何极限,自动切断电源,刹车停止。（八）供气系统控制采用罗杆式空压机和 FESTO气动元件,为沥青机提供稳定的压缩气体和耐用的气动执行机构。它主要由空压机、冷干机、各储气罐、三联件、电磁阀和气缸组成。在正常起机时,必须首先启动空压机, 再启动冷干机, 且压力大于 0.6MP 时才能正常启动搅拌主机。 其它元件通过 PLC按程序执行动作。（九）沥青给予系统控制控制热沥青在管路中循环, 保持一定的温度和流动性。 当沥青温度低于设定值时, 上位机系统主画面会提示沥青温度低。给予系

19、统由变频电机控制。当配料时,电机快速运转,缩短配料时间；到达配比设定时,电机低速运转使沥青缓慢进入,提高计量精度。第五节 旧沥青料厂拌再生系统一、概述沥青混合料路面 (以下简称沥青路面 )使用一定年限后, 不能满足交通的需要, 必须进行养护或大修。在养护、大修重建过程中, 会产生大量的废旧沥青混合料,这些物料中的石料 和沥青还具有一定的使用价值, 如果不能合理有效回收利用, 不仅浪费资源、 增加道路修建成本, 而且还会污染环境。 因此从降低成本和环保出发, 重新利用废旧沥青混合料成了公路建设和发展的必然。国外 20 世纪 30 年代起,沥青混合料再生技术就开始应用。到上世纪代初,沥青路面再生技

20、术概念不断完善,再生设备和工艺都得到了发展。到地热再生技术发生了质的飞跃,多种再生机组及技术在美国和加拿大开始应用。70 年代末、 80 年90 年代初,就我国从上世纪 90 年代起公路交通事业高速发展,城市道路改扩建任务也日益加大。当时重点是放在建设上,很少关注养护问题,十几年后的今天, 道路出现不同程度的损坏,人们意识到养护的重要性。因为我国高速公路建设起步晚,技术力量储备较少,经济基础差,气候环境复杂,交通车辆超载严重；公路设计、施工、材料等方面受传统观念影响,有的地区把习惯的薄层表面处治、 沥青碎石路面的施工经验和结构设计方法不加改造地沿用到高速公路； 还有某些交通部门领导急功近利、

21、盲目抢工期, 使相当一部分高速公路沥青路面使用情况很不理想, 甚至发生了通车头几年就不得不面对大规模的维修。因此旧沥青路面再生问题提到议事日程上来。 各地纷纷组织人力物力研究解决相关的技术问题, 政府部门也出台了相关政策, 鼓励旧沥青混合料的回收和利用。 可以说, 推广沥青路面再生技术是我国可持续发展的经济建设的重要组成部分。二、沥青路面再生方式分类旧沥青路面的再生方式主要有就地再生和厂拌再生两类,地冷再生两种方式。就地热再生施工即用一台综合式再生重铺机组,连续实现加热、耙松、热搅拌、摊铺等工艺方案。该方案要求公路面层损伤较轻,而且联结层和基础层较完好。旧路面铺层厚度大于50mm,且路面各种病

22、害损坏深度小于 50mm,旧沥青针入度超过20(1/10mm) ,裂缝面积少于 40%。前者又可分为就地热再生和就再生剂添加、加就地热再生特点是施工周期短, 对交通干扰小, 运输量小, 环保性好, 但设备系统复杂,技术水平要求高,一次性投资大。工艺柔性较差, 不能利用现有的摊铺设备和技术。如维特根的 RX4500 和芬兰的 KM3000RS ,日本格林环保养路设备有限公司生产的AR2000 等。就地冷再生施工工艺可对100mm 至 500mm 的破损路面及路基进行再施工,先铣削粉碎并收集旧路面材料,加入一定数量的石灰、 水泥、乳化沥青或泡沫沥青等添加剂,搅拌后作为再生后的基层混合料使用。在此基

23、层上再罩上一层磨耗层和适宜的表面处置作为面层,成型新的道路供使用。 厂拌再生则是将铣削的旧沥青路面材料运送到搅拌厂(站),破碎、筛分处理后根据不同的旧材料以及翻新道路的要求, 部分或全部采用旧材料, 添加一定的沥青或再生剂, 加热搅拌后运送到施工现场,摊铺、碾压。厂拌再生又分连续式和间歇式两种。厂拌再生过程、 质量易于控制, 可对不同的旧材料进行再生, 适用于生产多种材料的再生,施工周期长,对交通干扰大,运输费用也大,但可利用现有的施工设备,投资小,上项目比较容易。三、选择间歇式搅拌站 (厂)的沥青路面再生机的原因选择间歇式搅拌站 (厂)的沥青路面再生机,来回收和利用废旧沥青混合料的理由是：(

24、1)在投资成本上, 间歇式搅拌站 (厂)加配再生机明显优于其他类型的再生设备。 统计资料显示,我国用于等级路面施工的沥青搅拌站98%以上是间歇式,如果在间歇式搅拌站(厂)基础上加配再生机,可以避免重复投资,能有效节约成本。(2)对旧沥青混合料回收再利用,不是简单的再加热和重新摊铺。为了满足公路使用性能的要求, 必须通过加入新的集料和沥青, 使之能够完全达到新搅拌混合料同等的质量。 间歇式搅拌站能够准确计量新集料和补充新沥青。 旧沥青路面在铣刨或翻挖过程中, 原有的骨料级配已经毁坏, 如果回收利用时不对再生料进行筛分和补充新集料和沥青,料的级配和油石比,也就不能满足公路施工及使用性能的要求。就难

25、于保证骨(3)间歇式搅拌站 (厂)采用的是单独加热技术, 专门为再生料配备一个独立的滚筒和加热器,为准确控制温度提供了保障。有了这种条件, 采用合理的加热技术,可以有效地防止沥青进一步老化。(4)改性沥青混合料搅拌温度要求比较高, 搅拌时间比较长, 而间歇式搅拌站 (厂)在温度控制上和搅拌时间调节上具有独特的优势。 因此,它对回收改性沥青混凝土也具有更强的优势。从以上几点分析,不难发现采用间歇式搅拌站的各种病害。三、 如何实现配套的沥青路面再生机的技术问题(厂)用配套的沥青再生机,能够解决路面在间歇式搅拌站 (厂)基础上,如何加配再生机械,这种设备又怎样才能满足沥青混合料的再生要求,国内不少工

26、程机械制造专家,吸取国外的先进技术和经验,结合间歇式搅拌站(厂)的特点,采用诸多的新工艺、新材料,从实用、高效、经济、环保等原则出发,研发出符合我们国情的沥青路面再生机。 根据生产能力分 ARM1000 、ARM2000 和 ARM3000 等,这些机械较好地解决了以下技术问题： 1. 如何合理地对片状和块状旧沥青混凝土进行破碎和筛分问题沥青路面翻修时不论是机械铣刨, 还是人工开挖, 都必须进行破碎和筛分, 只有这样才能保证再生料添加后的级配。破碎的旧沥青混凝土,既粘又硬,原有的石料还不能进一步破碎。因此选择反击式破碎原理,对传统破碎机进行改造,达到基本上毁坏原有石料粒径、大块不卡死,细料不粘

27、结的目的。筛分则根据用户要求,一般可进行四种不同颗粒料的分级。2. 如何解决不同粒径的再生料配比问题通过筛分的三种再生料, 按一定的比例进行混合, 然后进入加热滚筒。 级配的控制是采用高精度皮带称来准确控制冷料给予, 通过变频器及时改变不同规格料的给予量和比例。重终端仪表显示累计量和正在进行中的每小时的给予量。称3. 如何合理地对再生料进行加热问题为防止附着在石料上的沥青在加热过程中进一步老化,对再生骨料的加热是一种长时间温和的加热方式。采用气流加热方式加热, 热气流防止沥青老化的另一种方式,是将拌锅,通过骨料对其进行加热。3cm 以下的沥青砂不通过干燥滚筒而直接进入到搅4. 如何防止再生料在

28、输送过程中的粘结问题再生料在输送过程中会因含有沥青而到处粘结, 造成堵塞。为防止输送过程中粘结问题,首先采用热气流对再生料的通道进行加热,再采用电加热方式对料仓和称量斗进行恒温加热。在结构上采用独特的放料门结构,在开门放料的过程中利用汽缸动力来破拱,确保放料畅通。5. 如何合理准确地控制再生料和骨料之间的配比问题间歇式搅拌站 (厂)优势在于可准确控制不同规格材料的比例,保证成品料的级配。而所配的沥青再生机对再生料有独立的称重系统,不影响原有搅拌站的称重系统。采用集原有搅拌站 (厂)的称重、放料、故障反馈等信号,使再生料称重系统和原搅拌站工作协调,为确保计量准确,采用二次补偿原理来提高每一批次的称量精度。PLC 采(厂)之间沥青再生机与原来搅拌站 (厂)要合理匹配,做到能随意调节再生料和新骨料之间的比例和温度,不使用再生料时不影响搅拌站(厂)正常生产；路面等级要求不高时启动搅拌站的搅拌缸、 沥青给予系统、