天然气加热技术在沥青混凝土路面中的研究

摘要

天然气加热和重油加热是沥青路面施工中沥青混合料拌制加热的主要燃料。文章结合某实际高速公路项目,对沥青路面施工中天然气加热和重油加热的社会效益和经济效益进行优缺点对比分析,并针对天然气在路面施工沥青混合料拌制加热中的优势进行分析总结,为沥青路面施工拌和楼加热材料的选择提供合理借鉴。

关键词

沥青路面施工

节能环保

经济效益

煤炭、柴油以及重油等燃料在拌制沥青混凝土路面的施工中比较常见。起初,煤炭和柴油因其低廉的价格而被广泛使用。当柴油的价格不再低廉时,重油逐渐取代了柴油在沥青混凝土路面施工中的作用。随着石油价格的上涨,重油失去价格低廉的优势。在这种情况下,人们迫切要求找到一种既能够代替传统加热燃料又兼具节能环保的新能源。由此,天然气逐渐走入大众视野。

工程概况

文章选取海南文琼高速公路项目为研究对象,该项目的工作理念是“绿色、环保、节能”,项目的工作重心放在沥青拌和楼的油改气技术应用上。从去年8月份开始,陆续有4个单位完成了项目内容。

天然气能源的特点

天然气是一种天然的、由烃类和非烃类气体共同组成的气体,其显著特点是安全性较高。具体来说,天然气中所包含的气体比较纯净、安全,不含有一氧化碳等有毒气体。除此之外,天然气还具有密度低的特点。如果发生天然气泄漏,天然气会向上扩散,而不是向下积聚形成爆炸性气体。

天然气的组成

天然气的主要成分是甲烷,同时还包括少数其他气体,如乙烷、丁烷和二氧化碳等。大多数天然气是纯净、安全的,也有少数天然气包含硫化氢。天然气的燃烧并不会生成有害物质,因此对酸雨的控制、有害气体的过度排放有着良好的抑制作用。

应用效果

天然气加热取代传统燃料加热方式后,经过一段时间的运行和观察,反馈情况较好。反馈结果表明,天然气加热骨料具有操作简单、控制自动化、不易产生故障、绿色环保等优势。可见,沥青拌和楼油改气技术应用项目在新建高速公路中效果明显,能够有效应对大气污染问题。

优缺点对比分析

通过在新建高速公路项目中的具体应用和研究,从经济效益和社会效益这两个方面对天然气加热和重油加热进行比较和分析。

社会效益方面

天然气与重油加热燃烧产生的污染物排放量对比如表1所示。

通过对表1数据的分析可以得出以下结论:

(1)重油的单位发热量高,单位总热量消耗低,燃烧时放出热量被吸收量少,而天然气则恰恰相反。从而表明天然气的单位能耗比重油的单位能耗要低得多。

(2)研究表明,重油燃烧时会产生大量的有害物质。天然气燃烧时产生的有害物质数量较少。这从侧面体现了天然气是一种比较清洁的能源。

(3)当重油燃烧不充分时,集料表面受到污染的可能性增加,而使用天然气能够有效避免这一点。燃烧的过程中,天然气能够充分燃烧,不会产生硫磷等残留物,因此也不会对集料造成污染。和天然气相比,重油、煤粉等燃料在燃烧的过程中很容易存在燃烧不充分的情况,燃烧产生的残留物使得集料受污严重,从而对集料和沥青的吸附性能造成影响。

由此也可以看出,使用天然气能够有效避免燃烧对集料吸附性的影响,从而使施工质量得到保证。

(4)天然气燃烧后产生的物质只有水和二氧化碳,既不包含有害物质,也不包含污染杂质。研究结果表明,天然气燃烧后产生的物质不会对人体和环境造成危害,具有较好的安全性。

经济效益方面

天然气加热和重油加热的经济效益分析对比如表2所示。

(1)从“油改气”技术应用的间接效益来研究。

①节约设备损耗成本。与天然气相比,重油在燃烧过程中需要进行雾化操作。同时,受油质和压力的影响,重油泵损耗严重。重油泵分为进口油泵和国产油泵。前者的价格最低为3万元,最高为4万元,后者的价格最低为元,最高为元。重油泵的损坏大大提高了施工成本,为施工带来巨大的经济压力。替换为天然气燃烧后,施工过程中不需要使用重油泵,从而大大降低了施工成本。据统计,整个项目生产周期中可节约的成本约为2~3台油泵。②降低设备维修成本。与天然气相比,重油燃烧容易对炉内管道和其他设备造成腐蚀和损坏。天然气则能够有效避免损害,从而大大降低了设备维修的成本。③燃料浪费现象减少。使用重油的过程中,燃料损耗严重,除去正常燃烧消耗掉的燃料,还有一部分燃料因点火困难及中途熄火等原因被浪费。使用天然气之后,点火简单,中途熄火的情况也得到了有效避免。④节省人工成本。替换之前,施工设备常常受到损害,需要经常进行维修。除此之外,由于重油本身属于非清洁能源,燃烧时会对工人的工作环境造成污染,使工人长期处于恶劣的工作环境中,而天然气本身所具有的清洁、无毒等特点使其对设备的损害较小。不仅如此,天然气的使用还有利于工人工作环境的改善,为工人提供一个干净、轻松的工作环境。⑤节省除尘成本。重油燃烧会产生大量的杂质和油烟,从而对防尘布袋造成严重的腐蚀。使用天然气能够在一定程度上避免这一点。众所周知,天然气燃烧产生的主要物质只有二氧化碳和水,不会造成腐蚀,从而延长防尘布袋的使用寿命。⑥提高生产率。替换之前,在种种原因的干扰下,非正常停机的次数大大增加。具体原因有:生产设备经常受到损害,常常需要进行维修;点火困难,且经常中途熄火。替换之后,设备维修的次数大大减少,点火更加简便,中途熄火的情况也能基本避免,从而大大提高了生产效率。

(2)从节能减排量来研究。其他燃料在燃烧的过程中会排放出大量的污染物,如二氧化硫、一氧化碳等。使用天然气燃烧时,这些污染物的排放指标将会大幅下降,表明节能减排取得了良好的效果。

天然气在路面施工沥青混合料拌制加热中的优势

从价格上来说,天然气的综合费用远低于重油的综合费用。在实际的工程项目中,单价的降低能够大大降低施工成本。也就是说,使用天然气能够带来巨大的经济效益。

(1)能够避免因燃料质量过差而引起的设备损坏。重油燃烧后会有大量的残留物产生。如果重油油质过差,非燃烧物质的含量过多,甚至还可能会产生熄火的现象。拌和设备受残留物影响,极易受到损害。常见的损害有:除尘系统使用寿命缩短;油泵受到腐蚀,需经常更换等。由于此类设备价格高昂且不易采购,管理难度和成本将会大幅上升。天然气的使用能够有效避免此类问题。

(2)操作难度系数低,自动化控制下的施工能够减少损耗,大大降低间接成本。在使用天然气的过程中,只需使用一个阀门,连接好相应的管道,并设置自动检测设备,随时对漏气情况进行检查,从而减少人为因素对施工的影响。与此同时,相关负责人应提前做好用气计划,与天然气公司协商妥当后将运输罐车提前运输至工地。需要使用天然气时,只需将管道连接好即可。如果短时间内不需要使用天然气,则可使运输罐车离开。这样不仅能够节省场地,还能够提高施工的安全系数。

(3)能够充分享受国家政策带来的优惠。近年来,环境问题愈加严重,为提倡绿色环保,国家开始大力扶持绿色环保产业。天然气的使用恰好顺应了时势的要求,能够充分享受国家政策带来的福利。

展望

对当地天然气资源进行合理有效地开发和使用,一方面能够减少生产投入,获得较高的经济收益,另一方面能够更好地推进环保节能理念,带来良好的社会效益,从而推动公路建设的进一步发展。高速公路建设所具有的广阔市场以及天然气资源本身所具有的优势使得天然气加热技术在沥青混凝土路面施工中具有较高的使用价值,值得广大同行推荐和使用。天然气的发展和使用能够改善环境,实现节能减排,既体现了能源结构的优化,又满足了强化节能减排的需要。

结语

综上所述,沥青拌和楼“油改气”的实施不仅为企业带来了良好的经济效益,同时还为企业带来了良好的社会效益。天然气作为骨料加热燃料的使用一方面提高了施工效率,保证施工质量符合要求,另一方面还体现了低碳环保的理念,值得其它项目推广和借鉴。

全文完。首发于《公路交通技术》技应用技术版年12期。添加主编


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