DG3000型沥青拌和机供油系统改造
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作者: 武涛
【摘 要】在京福高速公路禹城段路面养护中，我们对山东路桥公路桥梁建设有限公司的DG3000型间歇式沥青拌和机的供油系统进行了改造。改造后燃油的燃烧更加充分，雾化效果更好，并且节省了人力物力，为顺利完成沥青混合料的生产提供了有利保障。
【关键词】沥青拌和机;燃油系统;双速电机;二级增压泵;过滤器
1.问题的提出
沥青拌和机燃油系统介绍：
沥青拌和机燃油系统在整个拌和机结构中是最关键也是最复杂的部分。它的好坏直接关系着沥青混合料的产量和质量，影响着除尘装置的使用寿命，决定了是否能够节省燃油等等。由于我所在的DG3000型拌和机采用的是意大利的ABS FOL1600型燃烧器，该燃烧器适用于轻质油、重油和混合油高速燃烧，但是对增压泵的压力（28bar-30bar）和点火气体压力（0.3至0.5 bar）要求相对高一点。点火气体我们选择压力符合条件的C2H2。本拌和机在前两个月是生产过程中由于二级增压泵压力经常不能达到要求频繁更换二级增压泵，严重耽误了生产进度，并且加剧了除尘装置的破坏程度。鉴于此，我们考虑用双速电机带动高耐磨、耐腐蚀的齿轮泵代替原来有单速电机带动的普通齿轮油泵，并对原来的油路进行改造。
2.燃油系统工作原理
2.1高压雾化ABS FOL1600型燃烧器工作过程
按顺序启动系统电机。
完成启动燃烧器前的步骤。
打开手动开关阀门。
启动鼓风机。
- 最低功率风压开关是否开动。
使用轻油时，只有点火成功，泵才自动启动，当电磁阀关闭时，泵也停转。
启动过程是自动完成的，由电子程序控制器控制。
- 燃气枪点火。
- 燃气枪火焰探测。
- 燃油阀打开。
- 主燃烧器点火
- 燃气枪关闭。
- 后续程序打开
2.2 供油系统工作流程
由于本拌和机配备了比较完善的燃烧系统，我们没有对其进行改动，而是对经常出问题的供油系统进行了改造。燃油（重油、柴油、轻质油）首先通过一级滤芯再通过一级泵（压力加到3-5br）经二级滤芯、二级增压泵、热交换器，进油管，最后进入燃油枪，多余的油进回油管回到油罐。
3.设计过程及部件选择
双速电机的选择：
3.1电机工作原理
两极三相异步电动机的工作原理是基于定子旋转磁场（定子绕组内三相电流所产生的合成磁场）和转子电流（转子绕组内的电流）的相互作用。如果把定子铁心的极数增加一倍（12个槽），其中每相绕组由两个部分串联组成，再将这三相绕组接到对称电源，使其通过对称三相电流，就会产生具有两对磁极的磁场。此种情况下，电流变化半个周期（T／2），旋转磁场在空间只转过了π／2，即1／4转。电流变化一个周期Ｔ旋转磁场在空间转1／23.2电机的选择
(1)选择标准
二级齿轮泵的压力来源于泵的密封程度和泵的转速，当使用一段时间泵被磨损后，压力势必会有所下降，在此种情况下我们如果把泵的转速提高结果压力也会提高。因此我选择双速电机来带动泵的运转，使用前期我用低速运转，当泵在这个转速下不能达到所要的压力的时候我改用高速运转，这样就可以延长泵的使用寿命，并且不会耽误太多的时间来换泵。
(2)选择
考虑到成本的问题，我选择2，4极三相异步电机
(3)转速
我们正常使用的齿轮泵的转速都是1440r/min，所以我在这里选择2，4极三相异步电机，综合以上考虑在这里我们选择是p为2和4时的也就是2,4极两极三相异步电动机.
3.3齿轮泵的选择
以前我用泵都是普通齿轮油泵，质量参差不齐，价格2700到3000之间一个，并且只要压力达不到要求就必须要更换新泵，耽误生产浪费人力物力。现在在改造系统中我们选择结构简单更加耐磨耐腐蚀的泵。
虽然价格高一点但是比起来还是合算的。表1是普通泵和耐磨泵的对比：
表1 普通泵与耐磨泵对照表
3.4二级泵过滤器
齿轮泵的的寿命与燃油的质量状况有着很大关系。由于燃油中混有杂质或具有腐蚀性就加速了泵的磨损程度，因此我们在二级泵前加一过滤器。我们设计的过滤器底部可以用导热油加热，解决了停机后在过滤器滤芯内存在冷油而不能排出的问题。
(1)燃油在过滤器内的流程
燃油从进油口进入过滤器，经过外表面进入滤芯里面，杂质被附着在滤芯的外表面，那么进入泵内的燃油就是被过滤以后不含杂质的干净的燃油，最后经出油口进入二级泵，在过滤器进出油两端各安装油压力表。
(2)滤芯的设计
过滤器内的滤芯我们设计成两层过滤网，外面一层为100目的铜网，里面起支撑的作用。为了能过更容易清除残留在过滤器内的燃油杂质，外面在滤芯的底部增加了一圈清油槽，其作用是可以在取出滤芯的时候同时将残留在过滤器内壁的燃油杂质清除。
(3)过滤器的加热及废油的排出
由于每一次停机后，过滤器内势必存有部分燃油无法排出，下次开机时油温较低尤其是在冬季无法立即启动泵。为此我们在过滤器的底部设计一组加热管，利用导热油加热，每次开机提前通知锅炉工打开阀门。滤器内的油经过加热会沿着管道进入二级泵，和二级泵里的冷油进行热交换，进而加热二级泵。这就避免了气温较低时要对二级泵单独加热的麻烦。在过滤器的最底部还设计一个废油排出口，当长时间不开机或清理滤芯时，可以在这里将过滤器里的废油放出来。
4.供油系统的安装及泵的更换
4.1管路设计
我们改造的供油系统安装十分简单，基本上不用改变原来的结构。值得注意的是二级过滤器和二级泵的连接采用两根1寸的无缝管配合活接连接起来，并且这两根管道要上下交错，以便日后更换二级泵。
4.2二级泵的更换
当双速电机的高低速都不能达到预定压力或者泵漏油较严重的时候就需要更换二级泵了。更换时只需松开泵头与电机之间的螺丝和联轴器，卸下连接泵与过滤器之间的活接，将泵头逆时针旋转即可轻松取下泵头，安装新的泵头时逆向操作即可。
5.改造成本
5.1改造费用
本次供油系统的改造购买泵和电机花费较多，具体费用如表2：
表2 改造设备材料总费用
5.2费用对比
选择普通二级泵按照生产20万吨料来算.每个泵能够生产1万吨料(实际上很少有一个泵能生产这么多料),那么和我们选择的泵比较一下如表3:
表3 改造前后购买泵的花销对照
通过技术改造一个工地下来能够节省费用25480元人民币,而且该泵还有一年的质保期,一年内出现问题厂家无条件更换新泵。
6.供油系统的检修及注意事项
大多数燃料油在使用一段时间后都会在油罐的底部或多或少的沉积一些杂质，另外目前市场上燃油品种和质量多种多样，因此必须经常检查过滤器是否堵塞。判定方法很简单，在过滤器的进出油端安装两个压力表A、B（0-0.6MP）,A压力表显示的是一级泵的压力也就是过滤器前压力，B压力表显示过滤器后的压力，正常情况下这两个压力表的压力差应该在0.05以内且均在0.3-0.4MP之间。如果发现两各表的压力差大于0.05MP了，就可以确定滤芯堵塞了，这就需要清理滤芯。在这里请注意，清理滤芯时不要破坏里面的滤网，更不要拿到火上去烧，最好的方法时用有机溶剂清洗（如三氯乙烯、硝基苯、汽油等），滤网破损应及时更换。燃油管道由于暴漏在室外，必须采取保暖措施。定期清理燃油罐底的杂质，防止杂质进入管道堵塞管道和加剧对泵及燃油枪的磨损。必须根据不同的燃油性质和当地的气温，把燃油加到需要的温度。
7.结语
供油系统改造以后，我所在的拌和机一直到工程结束从没有因为燃油泵的问题而耽误生产。虽然一次投入近三万元，但是核算起来的话还是比用普通泵节省的多。
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