国内外环保沥青搅拌设备及政策研究

第一篇：国内外环保沥青搅拌设备及政策研究

国内外环保沥青搅拌设备及政策研究

导语

沥青搅拌设备在生产过程中产生的烟气、粉尘、噪声和高能耗等问题历来饱受诟病，污染大、能耗高、环保不达标的沥青搅拌设备在我国被勒令关停。从2016年起，沥青搅拌设备生产企业纷纷推出了各具特色的环保沥青搅拌站，但沥青搅拌站如何才能达到真正意义上的环保，有关部门尚未出台一个明确的定义。污染物的产生

沥青搅拌站在运行过程中产生的污染物主要包括以下几个方面，见图1。

（1）有害气体。滚筒燃烧器产生的烟气，成品卸料口、沥青罐、重油罐加热保温产生的沥青烟，以及烟囱排出的SOx、NOx、CO、CO2等。

（2）粉尘。上料过程及搅拌主楼和集料场地产生的烟尘、粉尘。（3）气味。沥青在储存、卸油、加热升温过程产生的气味，以及燃烧器工作时的气味和运输车上的沥青混合料产生的气味。

（4）噪声。装载机上料、引风机运转、烘干筒转动、骨料提升机提升、振动筛筛分时产生的噪音。

（5）废水、废液。废水和废液主要来源于冷骨料储存（渗透或与天然土壤混合）、燃料油罐、导热油、油气储罐、管道和加油站、溶剂、添加剂等。

（6）废料。废料来源于袋式除尘器的二次回收粉、实验室分析溶剂等。（7）视觉方面。主要是搅拌站主楼或烟囱的视觉影响，也与搅拌站油漆的颜色有关；其他还包括烟囱排放出的湿骨料中的蒸汽，冷料的堆放场地以及厂区照明。污染物的危害

这些污染物会对环境及人体造成以下危害。

（1）沥青烟。沥青烟中含有数千种物质，对人体有害的主要有吖啶类、酚类、吡啶类、蒽萘类及苯并芘类等物质。沥青烟气中的苯并芘具有强致癌性和毒性，会引起头疼、眩晕、恶心呕吐、咽炎、鼻炎、肝脏肿大等病症。

（2）粉尘。粉尘主要损害人体的呼吸系统。空气中的可吸入性颗粒物被吸入人体后，途经鼻、咽、支气管进入肺部，一部分刺激性气体颗粒可吸附于鼻咽处造成鼻炎、咽炎，进入肺部的细小颗粒对肺局部组织有阻塞作用，容易引起支气管炎、肺纤维化及肺气肿。

（3）二氧化硫。二氧化硫进入呼吸道后，因其易溶于水，故大部分被阻滞在上呼吸道，在湿润的黏膜上生成具有腐蚀性的亚硫酸、硫酸和硫酸盐，使刺激作用增强。二氧化硫和飘尘的联合作用可促使肺泡纤维增生，使肺部组织受损，发展下去可形成肺气肿。

（4）一氧化碳。一氧化碳对机体的危害程度主要取决于浓度和机体吸收时间的长短。一氧化碳中毒会导致机体组织缺氧，对心脏和大脑的影响最为显著，常常导致脑组织软化、坏死。

（5）氮氧化物。氮氧化物对眼睛和上呼吸道黏膜刺激较轻，主要侵入呼吸道深部的细支气管及肺泡，会引起肺水肿。

（6）噪声。噪声不仅会严重影响听觉器官，甚至会使人丧失听力，还会影响睡眠和神经系统，使人感到急躁、容易动怒。由于噪音会刺激神经系统，使之产生抑制，所以长期在噪音环境下工作的人，容易神经衰弱。（7）气味。沥青烟产生的气味严重影响人、动物、植物的生长和发育，如果人长期在这样的气味环境中，可引起呼吸道疾病和皮肤疾病等，而且会诱发癌症。国外环保沥青搅拌设备研究

美国大约有3 600套沥青搅拌设备，由美国环境保护署（EPA）和其他州及联邦监管机构负责对其进行环保监管。EPA针对大气环境制定了6种污染物的排放标准，它们是：小于10 μm的颗粒物（PM-10）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）和铅（Pb）。

在美国，沥青搅拌站的气体排放必须获得许可证。许可证是根据估算年度污染物排放率而颁发，大多数热拌合设备的排放明显低于联邦气体排放限值。即便如此，一些州仍要求通过排放模型来确定其对场地的影响；有些州执行限制沥青搅拌站行业排放的法规。限制方面包括对年产量、燃料使用量或污染物浓度等的控制。美国联邦法规目前不限制热拌沥青设备的无组织排放；但是，由于沥青烟排放的预测和建模的局限性，今后的条例可能会限制搅拌站的使用。

EPA已经对沥青混合料的生产进行了广泛的测试、监督。在排放评估报告中，EPA的结论是：只要配备了标准的污染物控制设备，即使是最大产量的沥青搅拌站，所产生的污染也不是最主要的污染物来源。2002年，EPA正式宣布将沥青搅拌站从空气污染物的主要来源名单中摘除。

美国北卡罗莱纳州环境和自然资源部（NCDENR）研究了该州沥青厂对周围空气的影响（包括北卡罗莱纳州西部的丘陵地带）。1998年，由于一些居民对空气污染物排放的担忧，NCDENR暂时停止建造新的沥青厂。经过广泛的测试和建模，NCDENR重新建造沥青厂，并在使用过程中发现通过适当控制搅拌站可以不降低空气质量或危害公众健康。

EPA对搅拌站排出的气体进行了试验，结果如表1所示。由表1可知，超过99%的废气由氮气、水蒸气、氧气和二氧化碳组成，预计这4种化合物的排放量不会影响公众环境。

EPA从1972年开始每年发布大气污染物排放因子报告，2004年发布了沥青搅拌站AP-42研究报告，此报告成为沥青搅拌站排放研究的一个重要依据。

在AP-42排放因子数据库中，每个计算所得的排放因子都根据其可信度分为A、B、C、D、E、U六个质量等级，见表2。

排放因子的确定有助于估算各种空气污染源的排放量，美国AP-42排放系数手册总结了沥青搅拌站的主要污染物排放因子。

（1）可过滤性PM。通过89次测试数据得出，数据范围为0.001 2~0.09 0 kg·t－1，平均值为0.013 kg·t－1。

（2）可凝性有机颗粒物。通过24次测试数据得出，数据范围为5.9×10－6~0.009 1 kg·t－1，平均值为0.002 1 kg·t－1。（3）PM10。数据范围为0.013~0.004 9 kg·t－1。

（4）CO。由12次测试数据得出，包括天然气、丙烷、重油等燃料无组织排放CO，数据范围为0.017~0.65 kg·t－1，平均值为0.20 kg·t－1，数据可信度为C级。（5）CO2。115次测试数据得出，包括重油等无组织排放CO2，测试数据范围为3.4~78 kg·t－1，平均值为18 kg·t－1，数据可信度为A级。

（6）SO2。使用燃气燃烧器时，利用2个A级测试得出数据，范围为0.001 7~0.002 9 kg·t－1，平均值为0.002 3 kg·t－1；使用燃油燃烧器时，数据为0.044 kg·t－1。

（7）NOx。使用燃气燃烧器时，用3个A级测试和1个B级测试得出数据，范围为0.007 1~0.020 kg·t－1，平均值为0.013 kg·t－1；使用燃油燃烧器时，用1个A级测试和1个B级测试得出数据，范围为0.031~0.084 kg·t－1，平均值为0.058 kg·t－1。

（8）沥青烟（苯并芘）。测试值的A级排放因子为0.13~0.18 kg·t－1。

在加拿大，大概有520台沥青搅拌站，主要由国家环保基金会对其进行环保和污染物排放研究，得出了许多重要结论，如：热沥青混合料产生的污染物分别占整个加拿大工业PM、PM10、PM2.5总数的2.2%、1.6%、0.5%。相比2000年来说，采取有效的控制技术和尘埃管理条例，悬浮微粒排放物可能降低81%。表3和表4列出了加拿大热拌沥青站污染物的排放。

在英国，为了确定使用EPA的排放因子是否合适，比较了2个不同位置搅拌站沥青烟的估计值与测量值，并用分布模型分析，研究了苯并芘在每个地点对周围空气的影响。测量得出的结论是：使用EPA发表的沥青烟排放因子需要谨慎，尤其是当沥青烟的来源与温度有关时。尽管在研究地点测量的沥青烟排放量与使用EPA方法估计的值基本相同，但EPA方法中的局限意味着排放量可能超过或低于估计值。总体上，这些沥青厂的排放量对环境影响较低，厂区边界平均值是0.05 mg·m－3，低于沥青烟评估临界值0.25 mg·m－3。因此，沥青厂作业产生的沥青烟浓度和多环芳烃浓度不太可能显著影响当地的空气质量。搅拌站环保相关的法律、法规与排放指标

4.1 《大气污染物综合排放标准》（GB 16297—1996）

该标准规定了有组织排放烟囱的高度最低不得小于15 m，与搅拌设备有关的污染物排放指标见表5。

4.2 《工业窑炉烟尘排放标准》（GB 9078—1996）

该标准规定了有组织排放烟尘浓度不得超过150 mg·m－3，无组织排放烟尘浓度不得超过5 mg·m－3。国家卫生部发布的《工作场所有害因素职业接触限值》（GB Z2.1—2007）中明确规定工作场所空气中粉尘容许浓度最大不能超过8 mg·m－3。

4.3 《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB 12348—2008）

厂界噪声是指在工业生产活动中使用固定设备等产生的在厂界处进行测量干扰周围生活环境的声音。沥青搅拌设备噪声限值见表6。

沥青搅拌设备属于3类或4类功能区。

4.4 地方标准

上海、北京出台的与沥青搅拌设备有关的指标见表7、8。

4.5 国外沥青搅拌设备污染物排放指标

（1）烟尘。大多数国家使用17%的O2为参考水平。当基于《固定源排放、尘埃低倍率物质浓度测定》标准BS EN 13284-551-202使用17%的O2作为参考水平时，烟囱中排放的烟尘量在100 mg·Nm－3以下通常是不可见的。

（2）粉尘。不可能给出该指标的限值。

（3）SOx和NOx。具体的极限值在350~500 mg·Nm－3之间，取决于使用的参数和测量标准。

（4）CO、CO2。CO的极限值在350~ 1 000 mg·Nm－3之间，许多情况下取决于使用的燃料或使用的RAP。欧洲国家对CO2排放量没有限制，但在一些国家，沥青搅拌设备是CO2排放的重要一部分。CO2的排放取决于所使用的燃料，每生产1 t沥青混凝土产生的CO2约为14~20 kg。

（5）TOC。具体的极限值在50~150 mg·Nm－3之间，取决于使用的参数和测量标准。如果使用RAP可能会发生变化。

（6）噪音。有些国家在白天、夜间和周末对沥青搅拌设备进行限制。有些国家对工业区和居民区进行限制。

（7）气味。气味用所谓的“愉悦级别”来量化，就是气味给人以愉快或不愉快的感觉。级别在-4（非常不愉快）与+4（非常愉快）之间变化。

（8）废物。必须按照国家或地方立法进行分类并回收和处置，所有附带的废物都应回收利用，或在不可避免的情况下尽量减少，按规定的方法予以保存和处理。（9）视觉方面。应适当的美化景观，如种植植物、封闭搅拌站，使视觉美感最大化，良好的厂务管理也能降低成本，鼓励与周边邻居沟通。沥青搅拌设备污染物的防治措施

5.1 粉尘（烟尘）的防治

（1）场区管理。良好的搅拌设备厂区管理可减少粉尘排放，改善厂区的舒适度。在厂区内的尘道洒水，在干燥的天气下，尽量减少由装载机和卡车出入引起的扬尘。良好的厂区管理还包括及时清理撒落物或碎片。卸料产生的扬尘见图2。

（2）冷料仓除尘系统工作流程。沥青搅拌设备的粉尘主要由冷料上料和加热产生，冷骨料上料皮带配备单独的除尘系统，生产时风机开启，脉冲除尘器进入工作模式。装载机上料时，除尘检测装置检测到装载机到位信号，相应料仓风门阀自动开启，料仓除尘装置对装载机卸料产生的扬尘进行捕集。装载机离开后相应料仓风门阀延时关闭，见图3。除尘密封装置对给料机皮带和转接头处产生的扬尘进行捕集，见图4、5。

（3）搅拌主楼除尘系统。在主楼筛分、计量、搅拌、热料仓等扬尘部位配有负压装置，见图6、7。除尘系统采用大气反吹除尘，两级除尘，离线清灰，有效地阻止了粉尘外溢的现象。

（4）封闭的搅拌站主楼。为从根源控制主楼粉尘无序排放问题，搅拌站主楼全封闭，负压处理。特别设计的溢料暂存仓，可做到溢料、超限料囤积处理，仓满时集中处理，有效防止持续溢料引起的扬尘，见图8。

（5）冷料封闭储存。冷骨料采用厂房或筒仓封闭储存，见图9、10。料场全封闭式设计，阻挡粉尘向外飘逸，还可避免骨料露天堆放受雨淋而增加骨料含水率，减少烘干骨料而产生的额外能源消耗。

5.2 沥青烟的防治

（1）焚烧处理方法。沥青烟的最主要处理方法是焚烧或收集，沥青烟处理系统今后可能成为搅拌站的标准配置。沥青烟处理系统要保证搅拌站相应的各收集装置必须同时工作，这包括：沥青烟的收集、管道输送、风量调节系统及处理装置。沥青烟由成品仓引向燃烧器，见图11，引风系统将沥青烟吸入燃烧器的火焰中，收集的烟气从燃烧器的环形风道喷出，见图12；在烘干筒内火焰处均匀分布的沥青烟进风管，见图13。在卸料口安装控制机构，通过挡风板的调节控制收集沥青烟气的多少，卸料口沥青烟最有效的收集方法是在卸料口设置具有卷帘门的通道，见图14、15。

（2）吸附收集方法。ASTEC公司在每个成品料卸料口处设有集装箱式的除尘“隧道”，见图16，利用静电除去沥青烟。烟气通过一级通道，被高压直流电极电离而携带负电荷，进入二级通道后，烃类颗粒被正电极吸附从气流中分离，处理后的气流直接排入大气。静电除尘器电极要定期清洁，以去除堆积的颗粒。介质过滤是常用的沥青烟处理方法，见图17。沥青烟被吸入过滤系统后，一部分烟气首先被冷凝流入贮槽中，剩余的烟气进入二级过滤器。第一级初步过滤冷凝液滴，第二级油雾过滤器起沥青烟过滤作用，过滤的烟气由风机排入大气。此设备仅用于收集烟雾颗粒，不适用于高浓度的细小颗粒。为了保证吸附装置的正常工作，需要经常更换过滤器芯。沥青烟的另一种处理装置是粉裹烟过滤装置，它的原理与袋式除尘器类似，在沥青烟的管路中加入纤维材料，使它与沥青烟充分混合，然后由布袋除尘器清除，见图18。引风机风门和变频器用于调节布袋除尘器气体流量和风速的大小，负压计监测布袋的压降，过滤布袋一般为5~10组。粉裹烟过滤装置采用3种过滤方法：撞击、拦截和布朗扩散。撞击是指沥青烟颗粒与过滤网碰撞，这种方法对大于3 μm的颗粒有效；拦截是用来收集1~3 μm范围内的小颗粒；布朗扩散用于收集亚微米颗粒，其原理是，亚微米颗粒在气流作用下沿弧形轨迹产生回旋、平移等布朗运动，与过滤网纤维碰撞而被收集，从而从气流中清除。粉裹烟方法需要定期更换过滤网，以满足除尘器压差要求。

（3）低温等离子体烟气净化法。在低温等离子体沥青烟气净化技术中，主要有高压脉冲高能电子辐射、紫外光分解和臭氧氧化3个原理和功能。该技术能很好地破坏沥青烟气中的大分子结构，生成小分子物质。在臭氧的作用下与沥青烟气中的分子碰撞，使得等离子结构中产生的高能电子激发到更高能级状态，接着会形成激发态分子，使烃类物质内部结构的化学键断裂，形成活性物，最终产物是CO2和H2O。（4）UV光催化氧化净化法。UV光催化氧化净化法对沥青烟气分子分解能力较强，能高效去除挥发性有机物（VOCs），特别是对一些恶臭气体，脱臭效率最高可达99%以上。UV光催化氧化净化法的原理是在UV紫外光照射下使VOCs类以及苯、甲苯、二甲苯等有机物或无机高分子恶臭化合物的分子链结构裂解，分解成小分子结构、原子和中间体等，然后在纳米催化剂作用下转变成低分子化合物，如CO2和H2O等。

（5）冷凝法。处理沥青罐产生的沥青烟的方法有2种：一是采用蒸汽回收装置，该装置将来自罐内的沥青烟通过冷凝排到沥青管道内，图19是将沥青烟蒸汽回收到连接器；二是用冷凝器处理沥青罐中沥青烟，排气冷凝器本身由若干个圆形翅管组成，沥青烟经过冷凝浓缩并排放回罐中，净化后的空气由通风口排放到大气中，见图20。抑制运料车上沥青烟的方法是装料后立即覆盖，覆盖的另一个优点是在运输过程中防止沥青混合物温度下降过快。

5.3 噪声处理

大功率引风机是搅拌站噪音的主要来源，常用的方法是将引风机设为变频控制，该方法可在实现降低噪音的同时，节约用电；或在引风机出风口与烟囱连接处安装消音器；或采取引风机隔音房的方法，将引风机整体包封。

振动筛、溢料管、骨料提升机在运转中也会产生噪音，可在其外部增设保温棉，以实现保温降噪并节约能源。此外，对主楼实行全封闭式设计，既可抑制扬尘，也可降低整机设备运行时的噪音。

5.4 SO2的防治

SO2的主要来源是燃烧器使用的燃料，简单的办法是在沥青中加入2%~4%的石灰，或在烟囱处增加石灰水喷雾装置，对SO2进行中和。

5.5 NOx的防治 NOx主要来源于燃烧器，NOx的排放量取决于燃料的氮含量、空气过剩系数、火焰温度和燃烧器类型。解决方法有以下几种。

（1）采用低NOx燃烧器，其缺点是会降低产量。（2）采用清洁燃料，如天燃气等。

（3）减少骨料含水量，如覆盖堆料，在堆料下铺设防水或防湿装置。（4）降低沥青混合料温度。

（5）燃烧器调节。通过调整燃烧器可将NOx排放量减少10%，同时有助于降低燃料消耗。

（6）其他维护和操作。定期对设备维护，优化生产和运营，如定期检查烘干筒混合叶片。

（7）烟气再循环。将部分烟气和空气混合后再进行燃烧，降低最高火焰温度和氧的浓度。

（8）催化还原法。在固体催化剂作用下，引入二次燃烧或分段燃烧，利用各种还原性气体（如H2、CO、烃类、NH3）和NO反应，使之转化为N2，如燃料再燃方式，烟气再循环。

5.6 气味

气味的主要来源是沥青和含硫燃料。减少有机物排放的所有措施都会减少气味，如沥青温度的降低、优化骨料干燥过程等。降低气味排放，可以采取以下措施。

（1）对搅拌站易散发气味的部分采用封闭式结构。

（2）在沥青罐中利用蒸汽回收装置和排气冷凝器来防止气味扩散。（3）沥青罐的开口采取自动开闭，防止气味挥发扩散。（4）装料后尽快覆盖运输车。

（5）从搅拌缸到成品料仓使用封闭的系统，气体可以通过袋式除尘器处理后排到烟囱中。

（6）在卸料口装车区建造装卸密封区域，以防止烟气外溢，经过除尘器管道集中吸收处理后排放到高烟囱中。

此外，在沥青混合料中可以使用化学添加剂来掩盖或中和气味。

烟囱高度的增加会改善周围环境中的气味，高度可从10 m增加到20 m或更高。

5.7 废水和地下水保存

应该尽量减少喷洒试剂的使用，喷洒要在一个独立的地方进行。如果使用洗涤剂进行喷洗，必须将喷洒剂引入单独的分离器，因为洗涤剂将导致地面污染。

沥青罐可放置在混凝土坑中，以防止加热罐的沥青泄漏。其他供热设施和厂区内的燃料储存也应该有类似的考虑。

应采取适当的预防措施。储存沥青乳液、沥青和其他石油产品。

5.8 废料

化学废物可能来自实验室，如用于分析沥青的溶剂，应根据实验室最佳方法进行回收。有害的试验化学试剂应该回收。任何垃圾都应通过适当的渠道收集焚烧。

5.9 视觉方面

沥青搅拌设备厂房设计应提供一个更现代化的外观，表现出一种更加积极的环境形象。厂区周围的创意美化能进一步提升自身形象，并最大限度地降低厂区的可见度，尽可能地融入到当地的环境中去。新工厂的定位还应考虑长期的住房开发。

第二篇：国内沥青搅拌工厂节能环保技术的发展

国内沥青搅拌工厂节能环保技术的发展

为了提高环境质量，使得固定式的大型沥青搅拌工厂真正意义的节能环保。近20年来中国对公路建设投入巨资，增加了非常多的大型沥青搅拌工厂，对搅拌工厂的节能环保要求均较为简易，有的甚至没有，一般来说路面质量要求高的或单位比较大的，对采购搅拌设备的品牌、质量会选购较好的甚至花昂贵高价进口，对节能环保考虑较少，随着近几年来的PM值持续超标、雾霾天气不断，呼吸道毛病居高，蓝天白云对一些发达地区成为人们的梦想，我们的政府部门才对一些污染企业进行严控，甚至停办，但是我们不是生活在真空里，还需要筑路、修路、养路，因此我们需要更加节能环保的搅拌工厂来服务人类。的2.2%毛、1.6%、0.5%。当采取有效的控制 技术和尘埃管理条例悬浮微粒相对于2000年来说，排放物降低81%毛是可能的.在美国有4000台沥青搅拌站，而加拿大有520台，在投入1亿美元的研究经费进行了几百次的试验后，确定了搅拌站各总成所产生的PM，PMlO，PM刀，CO，S02，NOX，C02，VOCs，PAHs等有害气体 的排放的总量和比率提出了适合于搅拌站的排放标准。

节能环保的沥青搅拌工厂可在以下方面进行研究改造：

一、搅拌工厂安全的工作空间；

二、工厂内的砂石料及沥青、燃料的储放；

三、温拌沥青；

四、回收利用；

五、搅拌设备的粉尘排放；

六、搅拌设备的烟气排放；

七、运输；

1、搅拌工厂安全的工作空间：

对大型搅拌工厂的选址尽可能离居民区、公共活动区较远些，郊区或农村如有大型的河道边更佳（原材料可进行船运），但进出需要强性的道路、和便利的高压电源。占地面积一般应大于20亩，留有足够的存料场，工厂与周边的施工地小于半径60公里左右为宜。

2、工厂内的砂石料及沥青、燃料的储放：

首先把整个场地规划好后确定置放设备、通道、料场等的位置，然后对料场进行隔断分料，并对整个料场框架车间、顶面、墙进行封闭留门窗，以便在下雨、卸料、装载机堆料上料时造成燃料损失、产量降低、粉尘溢散等。搅拌设备的地面配料斗应放在车间内，下置到地下，从而起到节能环保的最大值。

沥青、燃料的储放。确定好合理的地址把设备有序的安装好后，在周边做好防火墙及排油沟至废储油罐。最后框架车间顶、四面墙封闭留门窗，从而得到沥青、燃料安全、气味排放有效控制。

3、温拌沥青：

如在技术、规范要求及成本等条件的许可范围内，可考虑用温拌沥青，其在节能、烟气排放等环保方面起到一定的保证。

4、回收利用：

沥青搅拌工厂在生产过程中会产生布袋除尘的粉尘、超粒径的废料、洗锅或热锅的余料等。建议可用下述方法进行产业链消化：

A、可以把布袋回收粉尘运至稳定土厂拌回收利用。

B、可就近投资建设制造如砖、路街石、彩色板等建筑市政的设施用品，把布袋回收粉、废料、余料统统消化掉，使得环保效应及经济效益双丰收。

5、搅拌设备的粉尘排放：

搅拌设备的粉尘排放通常为如下几种

A、搅拌主机未封闭，生产过程中产生的粉尘向外溢排及噪声较大。

解决方案：把主机做成集装箱式全封闭，并在适当位置加装排尘风机，使得产尘机构全负压，排尘风机把粉尘抽至一级除尘，从而得噪声及排尘的双效应。

B、排气烟囱的控制，如除尘设备产生故障导致排放超标，产生污染。

解决方案：将排气烟囱接入一组湿式除尘器，再将气体排出，由此排

放得到双保证。

C、2#输入烘干筒的皮带机为裸装，在生产过程中如刮风则粉尘产生飘散。

解决方案：将该输送机做成全封闭的，从而刮风下雨均不受任何影响。D、装载机上料的粉尘已在沙石料的储放处得到控制。

E、生产前、生产后的高温白料的排放是一个非常大的污染源，其粉尘大的让人可怕。

解决方案：取消旁置式结构的储料仓，采用下置式结构的储料仓，并

制作运料小车，将废料仓设计到主通道的外面，盖砌高温排料房，排料房设水喷淋，排出后由装载机运走，从而改变原直排式粉尘大溢散的工况（据了解，国内外搅拌设备均为此工矿）。

6、搅拌设备的烟气排放：

搅拌设备的烟气排放主要分为燃料排放和成品料放入车辆过程释放的烟气。燃料的排放建议燃料采用天然气，现搅拌设备可采用液态现存天然气，随时随地可解决用气。如没有办法还需用重油，则烟囱排气进入水除尘器中并增设虑烟气装置再排出。成品料放入车辆过程所释放的烟气解决方案：首先建立车辆自动化管理系统，并在成品料下料通道设全封闭房长约15米，两端设电动门，两侧设采光装置，上端设强力抽烟尘器，抽入水除尘、滤烟气装置。把这些有味气体控制在源头消化。

7、运输：

运输建议，砂石料进入厂区前要用工业帆布覆盖，以免粉尘溢散或洒落路面。加工好的成品料同样要用工业帆布覆盖，以免沥青烟气混入空气及沥青料温度降低影响质量，同时预防成品料洒落路面，造成二次污染。

以上提议仅代表我个人意见，希望大家一起来拓研。

总之大型沥青搅拌工厂的节能环保任重而道远，PM值的降低要靠全社会共同来创造，期望我们每一位路面行业的朋友笃守“节能环保”的信念，去创造最佳的环境、社会、经济效应。

无锡中凯机械有限公司总经理：朱建中2014-6

第三篇：沥青搅拌厂2014年全年工作总结

沥青搅拌厂2014年全年工作总结

2014年，是我处市政建设紧密围绕我市建设 “国家级文明城市”这一主要任务开展的时期，也是建设区域性中心城市，加快推进现代化建设承上启下的重要时期，今年我厂以抓作风建设、促工作落实统揽生产管理工作，认真贯彻2014年处工作会议精神，以处重点工程项目建设和我市重大经济政治活动前的道路养护工作为重点，加强安全生产和内部管理，创新规范各项管理措施；加强对产品质量管理和监控，保证了全处沥青砼生产工作顺利的进行。现将今年主要工作总结如下:

一、全年工作完成情况：有重点、有步骤、有计划地推进工程的实施

首先，在年初的厂务会议上明确提出了我厂工作重点就是保证生产，保障沥青砼供应。由于处重点工程项目建设和我市重大经济政治活动前的道路养护工作是今年工作的重点。我厂主要做了以下几方面的工作：按照处今年生产计划，顺利完成了各养护所道路养护用料及欣道公司小寨安置小区与互助路、柴达木路延长段、海山路、西川南路、宏觉寺街等工程的用料任务。在生产期间，为了配合道路施工，我厂职工发扬了”舍小家，顾大家“的精神，克服各种困难，顺利的完成了沥青砼生产任务，在施工期间，我厂加强了产品质量管理和监控，规范检验程序，实施了“四步把关”原则，第一关沥青砼生产操作人员，第二关沥青砼放料人员，第三关沥青砼化验人员，第四关磅房司磅人员，通过这四关行之有效的措施，今年我厂出厂的沥青砼合格率达到了100%,截止到10月12日共生产沥青混合料23558.86吨，接收各种生产原材料燃烧油222.08吨、柴油79.78吨、矿粉263.3吨、沥青1054.74吨、1-2碎石4742.58吨、0.95碎石4521.02吨、净砂13781方。

二月中旬以来，全厂职工对机械设备维修166次，大部分的维修工作都是在沥青砼生产完成以后才开始进行，为了第二天的正常生产，机修人员经常会连夜对设备进行维修，夏季夜间雨水多而且大，机修人员经常是一边淋雨，一边工作，等工作完成，好多同志都会受凉生病，但没有一个人喊苦、喊累。每位职工以高昂的工作精神良好的完成了每项工作任务。

机械设备是我厂的工作根本，为此，我厂切实做好各种机械、设备、车辆的管理、维护、使用工作。组织相关人员认真学习机械、设备、车辆保养手册，及时进行保养，出现故障，及时组织人员抢修，提高机械设备、车辆的使用寿命；对材料接收，严把质量关，严格遵守《材料采购制度》，认真做好出入库记录。

全年安全工作的重心放在了加强人的安全意识上，目的是想以此杜绝人的不安全行为、环境的不安全因素、物的不安全状态，以避免安全事故的发生，“安全第一”是生产的基本原则，我厂进一步加强学习了《安全生产管理制度》及《重大危险源及应急预案》，建立安全生产领导小组，定期进行安全检查，对安全隐患，及时协调解决。全年没有发生一起安全事故。

2014年我厂按照上级单位的要求，积极贯彻委处一系列文件及指示精神，广泛推行厂务公开制度，基本形成了厂行政为主体，职工代表负责监督检查，工会为工作机构的明确、有序的厂务公开运行机制。

目前，我厂厂务公开主要以职工代表监督检查为主，结合厂务公开简报、公开栏等多种形式。并不断从内容、形式上加以规范。先后公开了方针目标、各项经费分解情况等。

今年，我厂充分认识“节能减排”工作的重要性和紧迫性，不断增强“节能减排”工作的责任感，自觉把“节能减排”工作放在突出位置，积极安排好节能工作，认真落实委、处节能减排工作实施措施。按照 “节能减排”工作的重要性和紧迫性，不断增强“节能减排”工作的责任感，认真贯彻执行国家有关节能减排工作方针政策，认真落实上级部门关于节能减排工作实施措施，自觉把“节能减排”工作放在突出位置，积极发挥职能作用，抓好节能减排工作。做到了

⑴合理安排各项工作，确保人工功效最大化;⑵有计划地使用维修养护材料，合理有效利用旧料，精心保养机械设备，机械完好率大85%以上；

⑶机械车辆油耗有记录，车辆进行单车油料核算；

在今年的工作中，深刻认识到单位建设离不开制度的建设，科学、规范的制度又是推动单位建设的润滑剂。我厂在强调管理的同时，更加注重制度规范化的建设，先后编写和修改了部分规章制度。同时，认识到制度再好关键在于执行，好的执行力，是促进各项工作有力开展，谋求单位全面发展的一个良好的开端和最好的保证，因此我厂始终抓住制度建设和落实不放松，在制度的每个环节上要执行力、要战斗力，不断地规范和推进各项工作的开展和落实。做到了：

⑴内部管理规范、责任明确，各项岗位职责及制度健全;⑵落实人员考勤管理制度，无违法违纪现象，年出勤率大97%以上；

⑶严格执行财务管理制度及资金使用规定，做到财务收支账目清楚，无违规行为。

二、工作亮点

今年，我厂主要的工作亮点体现在以下方面：

Ⅰ、全方位多形式开展安全形势教育，有力促进全厂安全生产

(一)增强安全、服务意识。年初以来，紧紧围绕全厂中心任务，围绕“保安全、促生产”工作，充分利用职工之家、安全知识现场问答、悬挂安全宣传标语、黑板报等形式开展安全活动，取得了较好的效果。

(二)广泛开展劳动竞赛和岗位练兵，全面提升员工素质。为提升员工的整体素质，我厂按照具体工作的具体要求和部署，围绕全厂安全生产，开展劳动竞赛、岗位练兵、技术比武，有力促进了职工业务能力和岗位技能。

Ⅱ、多渠道积极为职工办实事、解难事、做好事，确实发挥厂行政的职能作用。

我厂始终把职工的冷暖放在心上，广泛开展送温暖活动，凡职工生病住院，家里的红白喜事，及时进行走访慰问，把温暖送到职工心中。如职工张伟同志、芦光寿同志住院，厂领导班子及时慰问。并且帮助困难职工解决工作和生活中所遇到的困难，使他们用100%的时间和精力投入到各自的日常生产工作中，为全厂的生产工作做出了积极的贡献。

Ⅲ、不断完善各类制度和规范民主管理。

我厂始终把厂务公开工作当做重中之重来抓，严格执行委处厂务公开具体要求和相关标准，把公开的内容、形式、对象、时间、检查等项目，做到“公开、公正、公平”，增加厂务的透明度，特别是职工比较敏感的问题及时公开，使职工一目了然，最大限度激发了职工的工作热情。

Ⅳ、进一步加强我厂自身建设。结合实际，不断丰富职工文化生活。

认真组织全厂职工重点学习了《劳动用工管理规定》，通过学习使职工掌握了规定的实质，明白了具体的条款，达到了预期的效果。

广大职工以主人翁姿态积极参与每月开展了合理化建议月活动，全厂职工积极进言献策，当好厂领导参谋，为厂领导分忧解难，合理化建议活动取得明显成效。今年，我厂继续坚持“以人为本”的方针，积极改善工作、生活环境，利用工作闲暇之余，对厂区绿化进行改造、规划，运水进行春灌，确保现有树木成活率。强化服务意识，办好职工之家、职工食堂、图书室、保证职工在生产中、加班加点的吃饭就餐问题。购置、自制文体用具丰富了职工的业余文化生活。

三、存在的问题、困难

1、我厂机械设备多，培养一名技术人员需要一段较长的实践经验，现我厂职工的平均年龄已达到42岁，且身体条件限制的人员较多，需要一些年轻人的加入，进行培养，为后续工作积蓄力量。

2、从建厂以来，我厂的机械设备已有十年的使用期，加上我厂地基下沉，机械老化严重，机械维修工作量同比前几年增加了很多，考虑能否进行设备更新。

3、职工吃水问题，自建厂以来，我厂一直没有自来水，靠拉运的自来水解决吃水问题，由于储水条件有限，近年来，通过职工检查身体结果显示，我厂大部分职工白细胞偏低，很大一部分原因可能和我厂的饮用水有关，希望处领导能引起重视，解决我厂职工的吃水问题。

4、地基下沉情况严重，我厂生产区和生活区之间的房屋由于地基下沉严重，房屋已出现明显裂缝，我厂的机械设备也不同程度地受到了影响，希望领导能给予解决。

以上问题，请处领导予以重视解决。

四、2015年工作展望

在2015年工作中，我厂主要有以下工作思路：

1、根据市场和本厂的实际情况，积极探索和论证本厂的工作规划。

2、坚持“以人为本”的管理思想,充分调动职工工作积极性,增强内部凝聚力,规范管理,健全制度。

3、强化机械管理，完善养护维修措施，开展节能降耗，进一步提高产品产量和质量。

4、抓好各方面经常性工作，积极开展学习教育，理顺工作关系，确保全年工作的顺利完成。

5、我厂将全方面加强学习，不断提高我厂整体队伍素质水平。把构建学习型组织作为全厂建设的一项重要内容来抓，以提高职工整体素质为首要任务，实施有针对性的培训计划，努力将我厂建成学习型、知识型组织。

在处领导的领导下，沥青搅拌厂2014工作取得了一定的成绩，但我们表示决不满足于现有的成绩，按照委处的工作要求，要以改革推进全面发展和市场竞争能力，树立求真务实工作作风，以人为本，狠抓生产及时性和产品质量，积极探索生产管理的新办法、新技术，全面提高我厂生产水平。努力工作，创造新成绩、开创新前景，让沥青搅拌厂集体永远走在发展的前列。

沥青搅拌厂 2014年10月12日

第四篇：VIPAPLC在沥青搅拌站上的应用

VIPAPLC在沥青搅拌站上的应用

1.概述

沥青搅拌设备主要用于高速公路的建设和维护, 是一种复杂的综合配套设备，独立运转部件多，工艺流程复杂。特别是用于高等级公路的设备，对沥青、骨料、粉料的计量精度和温度要求高，设备由于在野外作业，工作环境恶劣，因此对该设备控制系统性能相对要求也较高。综合考虑上述因素，采取必要的设计措施，才能满足高等级公路施工的要求。

沥青混合料搅拌设备主要包括供料控制，温度控制，计量控制，除尘控制，成品仓控制等。其控制系统的任务是按照工艺流程顺序控制各部设备,按生产配方自动进行计量拌料。目前控制系统基本采用PC+PLC的控制模式，上位机PC主要用于下发控制指令进行生产监控与数据管理；下位机PLC负责全部的过程控制。

2.可编程序控制器（PLC）在搅拌楼控制中的应用特点 2.1 通用特点

PLC作为沥青混凝土搅拌设备控制的核心元件，其性能直接影响整机的性能，因此PLC选型应注意以下几点：

• 动态计量要求PLC运算速度快，扫描周期应在10ms以内 • 设备控制点多，要求PLC内存要大，要有一定余量 • 通讯速度要快，上位机画面刷新速度应大于5次/秒 • 选用模块化PLC，便于系统扩展.• 在整机性能满足要求的前提下，尽量简化系统，降低成本，提高整机的性能价格比。2.2 特点比较

目前控制系统大多采用的西门子PLC，其中S7-400（S7-412）是大型PLC，CPU速度快，内存大，性能优异，但价格较贵。S7-300（S7-314C，S7-315）成本较低，但是性能有差距。

VIPA推出的300S系列PLC是完全兼容西门子S7-300/400 PLC的高性能PLC，其特点是：CPU运行速度快、内存大（2MB）、通讯接口多（具有PROFIBUS-DP主站、MPI、内置以太网接口等,并且集成了高速模拟量输入,高速计数器等端口）、编程与STEP7完全兼容，程序无需修改可直接运行,其I/O模块和附件与S7-300可直接互换使用。

为了提高设备性能，降低成本，我们选用了VIPA的可编程控制器,先后设计了集中式控制系统与分布式总线控制系统: 2.3集中式控制系统

选用VIPA-300S PLC，系统的组成为： • 300S-CPU：VIPA 314-6CF02 • 300V数字量输出模板：VIPA 322-1BL00 • 300V数字量输入模板：VIPA 321-1BL00 • 300V模拟量输入模板：VIPA 331-1KF01 • 300V模拟量输出模板：VIPA 332-5HD01 2.4分布式控制系统

选用VIPA-515S 板卡式CPU为主站, 安装在控制室的工控机内： 现系统的组成为：

• 500S-CPU： VIPA 515-2AJ00 • 200V-DP模板： VIPA 253-1DP01 • 200V数字量输出模板: VIPA 221-1BF00 • 200V数字量输入模板：VIPA 222-1HF00 • 200V模拟量输入模板：VIPA 231-1BD53 • 200V模拟量输出模板：VIPA 232-1BD51 VIPA 200V从站：

采用200V I/O模块，安装在现场各控制箱中作为系统中的从站，对本单元设备进行采集与控制。系统采用PROFIBUS-DP现场总线通讯，实现沥青搅拌站过程控制。

3．PLC 的程序设计

VIPA PLC采用西门子STEP7编程软件进行编程，程序用梯形图和语句表方式编写。程序包括计量控制,温度控制,成品仓控制等。3.1 计量控制

计量控制是搅拌站控制最关键的部分，要求PLC A/D采集精度高,响应迅速,称量控制准确.CPU-314ST中集成的4路AD单元, 采集速度可达170次/秒,精度为12位,完全可以满足工艺要求,我们利用其对石料、粉料、沥青等称量值进行动态采集,PLC根据生产配方对称量信号运算处理后，由输出模块自动控制石料秤门、粉料螺旋输送机、沥青泵等开启停止,进行计量控制以及搅拌控制等。程序设计了6种石料计量、3种粉料计量、1种沥青计量、１种添加剂计量.为了提高计量精度,各计量程序中编制了落差自动修正功能,计量中即有静态修正又有动态修正控制;为了提高油石比精度,沥青计量采用二次计量方式,先按设定重量的120%称量,待骨料、粉料称量完成后，经过二次运算，再按配方进行喷洒。石料计量采用双料门控制；粉料计量螺旋采用变频器调速控制，使计量级配更加准确。3.2 温度控制

• 沥青混合料温度控制是关键生产工艺。精确控温需要燃烧器，除尘器的联动配合。• 石料采用燃烧器烘焙加热,温度高低由风门大小调节同时受骨料含水量等外部条件影响。PLC采用内置的温度调节功能块进行控温。

• 除尘器负压是燃烧器燃烧效率的关键因素之一，PLC利用内置 PID功能块对负压进行控制。3.3成品仓控制

• 成品仓是沥青搅拌站的重要组成部分，成品仓控制主要是运料小车的卷扬控制，运料小车根据指令在规定的时间范围内将成品料运送至不同的仓位。

• 小车卷扬控制关键是小车的精确定位。功能的实现是利用 CPU-314ST中集成的4路高速计数单元配合编码器和变频器来实现。3.4功能扩展与兼容

• 随着道路施工工艺的不断改进更新，沥青搅拌站外围设备会不断增加，一体化控制要求PLC具有较强的可扩展性。CPU-314ST单机架32模块的可扩容量为搅拌站外围设备的加入提供了便利的操作和可靠的保证。

• 沥青搅拌设备控制的智能化和人性化要求日益突出，过去生产的搅拌站就面临着一个控制系统改造的问题，对于旧的采用西门子PLC的控制系统应用VIPA PLC改造快捷方便，减少了硬件改动和软件改动。

4．上位机软件设计

上位机选用FameView工业组态软件，采用太网方式与VIPA-PLC通讯（100MHz），运行在WINDOWS 2000 / XP环境下。随着客户对搅拌站工艺要求的提高上位机组态系统一般要求具有复杂的画面功能，强大的数据处理功能和实时交互的配方报表，报警功能。上位机组态系统的功能实现依赖于与PLC的无障碍快速通讯。VIPA PLC的以太网通讯模式对实现上述功能提供了完美解决方案。a)主画面：生产流程监控和计量监控； 在生产过程中切换到其他控制画面。b)控制子画面：供料控制，设备控制，加热控制等。

c）生产设定：生产搅拌参数设定, 存储配方和调用配方，在此系统中设计了200个配方；可随意地以文件形式另存在硬盘或软盘中。

d)PLC状态监控：真实反映现场的I/O状态，利于故障的检查和排除；

e)数据管理：随时记录每一循环的称量数据，数据保存SQL Server 2000大型数据库，便于汇总查询和打印打印：根据数据报表的内容，可控制打印机进行实时逐行或逐页打印；

f)资料管理：主要是各种报警提示和维修保养相关的信息。

5．结束语

北京德基机械有限公司是生产沥青搅拌站的专业厂家，原控制系统采用西门子S7-400系列PLC。两个系统的运行速度我们也进行了对比，原S7-400系统运行时的扫描周期为7毫秒，采用VIPA-314ST CPU系统运行时的扫描周期为2毫秒，再者通讯方式由原来的MPI通讯（187.5KHz）改为以太网通讯（100MHz），既提高了通讯速度又降低了成本（省略了5611通讯卡），上位机的动态监控画面也因此显得更加流畅。

由于本系统完全兼容S7-300系列产品，其I/O模块国内市场占有量较高，技术成熟，既使生产过程中PLC控制系统硬件发生故障，也可以立即查明原因更换相应器件，最大限度的缩小在线维修时间，采用VIPA-300S PLC不但降低了成本还提升了整套控制系统的性能，使全系统的运行更加安全、可靠、性能更优异。

第五篇：机械搅拌设备的设计方法及要点分析

【核心期刊网】——中国权威论文发表平台，我们为您提供专业的论文发表咨询和论文发表辅导!机械搅拌设备的设计方法及要点分析

管永俊

摘 要：文章介绍了机械搅拌设备进行设计时的思路，在满足工艺条件下进行搅拌设备结构设计。分析了搅拌过程原理、搅拌器型式和搅拌罐体及搅拌轴的设计计算。

关键词：搅拌设备；设计方法；设计计算

搅拌操作可以使两种或两种以上的物料在外界力的作用下加速流动，从而使不同的物料在彼此之间相互分散，达到均匀混合，加速传热和传质的目的。搅拌的物料可以是液相、固相和气相，其中液相流体较多。通过搅拌设备的工艺过程可以使相溶的液相物料均匀混合，使不相溶的另液相均匀乳化，使气体在液相中均匀的分散，使固体粒子在液相中均匀悬浮。搅拌设备在工业生产中被用于物料混合、溶解、乳化、吸收、萃取、化合以及传热等工艺过程。在食品、医药、化工、水处理等工业生产中，带有搅拌装置的化工设备应用范围很广。由于机械搅拌操作条件可控范围较大，能适应多样化的工业生产，因此机械搅拌设备得到广泛应用。

机械搅拌设备由搅拌罐体和搅拌装置两大部分组成。搅拌罐体是搅拌液相流体为主体介质进行各种物理、化学过程的容器。搅拌装置由搅拌器、搅拌轴、轴封和传动装置组成，传动装置包括驱动电机、减速机、联轴器和机架。机械搅拌设备在工作中，由搅拌器的运动加速物料在罐体中完成物理、化学工艺过程。

由于搅拌设备的使用目的不同，机械搅拌操作可用于不同的行业，搅拌设备的结构也是多种多样，但都是通过物料的流动达到搅拌的目的。在搅拌罐体内，物料的流动状态与搅拌罐体的形状、有无挡板及搅拌器的形状、安装位置、转速等因素相关。因此在设计机械搅拌设备时，应对这些相关的因素进行设计，在满足所需工艺参数的前提下，利用最小的功率消耗达到搅拌的目的。工艺参数的设定

为了设计机械搅拌设备应有工艺条件参数。了解搅拌设备的工作条件，如压力、温度，熟悉在工作条件下的物料特性，如密度、粘度、毒性、腐蚀性等。同时还应确定搅拌的目的及相应的操作方法，如加料方式。搅拌物料中是否有固体粒子，若有应确定固体粒子的存在形式，如溶解、悬浮、沉淀等。根据这些参数或工艺要求进一步确定与物料接触的部件的材质，判定电动机的工作环境和减速机的负载情况，确定轴封的使用条件。根据搅拌容积和充装系数设定搅拌罐体的结构及尺寸。根据搅拌过程中物料的流动状态可选定搅拌器的型式并确定是否设置挡板。搅拌设备的设计

2.1 搅拌罐体的结构及尺寸

机械搅拌设备一般为立式圆筒形结构，上部分有椭圆形封头、平盖结构，分可拆和不可拆，下部分有椭圆形封头、锥形底、平底结构。换热型式分为内部换热和外部换热。依据工艺要求，内部换热可选盘管、蛇形管等换热装置，外部换热可采用整体型夹套、半圆管等结构进行换热。搅拌罐体属于压力容器范围时，应按照GB150进行设计。当罐体和夹套有压力时，一般选用椭圆形封头，为了出料需要也可选用圆锥形的罐底。搅拌罐体的容积一般为搅拌容积的1.25倍，对于发酵罐类的情况需适当增加罐体容积。搅拌罐体高度与内经之比（H/Di）通常情况下可取1～2，发酵罐类可取1.7～2.5。为了物料有上下方向的循环流动，罐体内部可设置挡板，挡板垂直安装，宽度为罐体内径的1/12～1/8。挡板与罐体内壁要有间距避免物料在挡板处停滞。

罐体尺寸可按照公式计算：

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将Di计算结果圆整到公称直径系列。

根据罐体高度与内经之比可计算出高度H值。

再根据计算出的高度和内径值验证是否符合工艺要求。

带有夹套的罐体还应计算夹套的尺寸。夹套内径一般比罐体内径大50～200mm。夹套高度按照传热面积核算。

搅拌罐体的强度计算按GB150规定进行计算。

2.2 搅拌器的选定

搅拌设备通过搅拌器的运转完成搅拌操作过程。不同的搅拌目的需要不同的搅拌过程，选择搅拌器的型式是搅拌设备设计中重要的一步。搅拌罐体的结构、尺寸、挡板的设置情况、物料在罐体中的状态都是选定搅拌器应考虑的因素，这些因素以及搅拌器的结构、尺寸、安装位置、旋转速度都会影响搅拌作用。

搅拌作用是由搅拌器上的叶轮对物料的排出产生流体速度和流体剪切，叶轮的输入能量P主要消耗于物料在罐体内形成循环流Q和产生剪切力？子。循环作用可以使物料产生对流、介质易位，防止固体粒子沉淀，如斜叶开启涡轮和推进式搅拌器主要产生轴向流，高排液量，低剪切性能，有较好的对流循环，动力消耗较低，在大容量均相、混合过程中应用最能体现其优势，在低黏度液体传质、反应、固体粒子的悬浮、溶解等过程应用广泛。剪切作用可以使气泡打碎、不溶液相乳化，如平直叶桨式和圆盘涡轮主要产生径向流，具有极高的剪切力，分散能力强，特别适合于气体的分散、吸收过程和乳化、传热以及非均相反应操作。

对于循环作用和剪切作用，不同型式的搅拌器有不同的侧重点。在一定的能量消耗情况下循环作用和剪切作用是相互消减的，为提高搅拌效率，应考虑有一个起主导作用达到某个搅拌目的。搅拌器叶轮按其作用分为具有强循环性能的叶轮、强剪切作用的叶轮以及两者兼具的叶轮，设计时从物料的特性和搅拌目的选择搅拌器型式。

搅拌器叶轮的大小直接影响排出性能，影响动力消耗，进而影响搅拌进程。叶轮大小用桨径和叶宽来衡量。桨径的大小与搅拌器的型式和罐体有关，一般桨径与罐径之比d/D=0.35～0.8，在低黏度液体搅拌时物料流动性好，能量传递容易，桨径相对小些，在高黏度液体搅拌时转速较低，桨径可以大些。叶宽影响搅拌器的动力消耗，动力消耗随叶宽增加而增加。

根据搅拌器叶轮的搅拌能力确定搅拌器在搅拌轴上的安装层数，当液体较深时设置多层搅拌器。对低黏度液体一般设置1～2层搅拌器即可，下层搅拌器距罐底的高度一般为桨径的0.8～1.2倍。对于高黏度液体或有沉降性高的固体时至少设置2层叶轮以增加物料的流动性，防止出现搅拌死角，下层搅拌器应靠近罐底，能使固体粒子均匀悬浮。

搅拌器转速根据工程经验或试验数据进行相似放大或缩小。当采用试验来完成对某一搅拌目的进行评估时就会得出各种因数，有转速和其他因数之间的关系就可以确定所需要的转速。

搅拌器的型式选定后，还需对搅拌器叶轮进行必要的强度校核，以保证叶轮在工作中的安全。

2.3 搅拌功率的计算

搅拌操作过程中需要消耗动力，这种动力就是搅拌功率。影响搅拌功率的因素很多，在确定了罐体的高度、直径，挡板设置情况和搅拌器的形状、直径、宽度和转速后，由工艺条件可知物料的密度、黏度，可以按均相搅拌计算搅拌所需的功率，搅拌功率按下式计算：

P=Np？籽n3d5

式中：P-搅拌功率，W；NP-搅拌功率准数；？籽-物料密度，kg/m3；n-搅拌转速，r/s；d-搅拌叶轮直径，m。

由于物料密度？籽、转速n、叶轮直径d三个参数易得到，故计算搅拌功率的关键是求【核心期刊网】——中国权威论文发表平台，我们为您提供专业的论文发表咨询和论文发表辅导!【核心期刊网】——中国权威论文发表平台，我们为您提供专业的论文发表咨询和论文发表辅导!出功率准数NP。

搅拌罐体及搅拌器的结构与尺寸、物料的特性、重力加速度等影响搅拌功率，计算功率准数NP可以用算图直接求取，还可以用公式计算。工程中常采用的是永田进治的搅拌功率计算式[1]，对搅拌罐体无挡板设置的情况下，双叶斜桨和双叶平桨的计算式如下：

式中，A、B、p为方程式参数，可由b/D和d/D计算：

式中：Re-搅拌雷诺数；？兹-搅拌器叶轮倾斜角，°；b-搅拌器叶轮的宽度，m；d-搅拌器叶轮直径，m；？滋-物料黏度，Pa·s。

搅拌罐体内设置挡板的情况下，会使搅拌功率提高。挡板系数计算式[1]如下：

式中：Kb-挡板系数；nb-挡板数量；Wb-挡板宽度。

当Kb=0.35，为全挡板条件，搅拌功率最大；当0

双叶平桨在全挡板时的雷诺数Rec 计算式如下：

双叶斜桨在全挡板时的雷诺数Re？兹计算式如下：

部分挡板时的Np∞与全挡板时的Npc和无挡板时的Np的关系如下：

其它搅拌器叶轮的功率计算在技术设计中，有时会依据以往工程业绩或根据几何相似放大法把试验数据进行放大进行估算搅拌功率。

2.4 电动机的选型

搅拌设备主要靠电动机提供动力源，电动机的选择除考虑工作环境外，还得选择合适的额定功率。电动机的额定功率应考虑搅拌操作所需功率、机械传动系统的效率等。除此还应考虑计算偏差和操作条件引起的变量、轴封摩擦产生的损失等。按此估算电动机的额定功率：

Pe=P/？浊

式中：Pe-电动机额定功率；？浊-总效率，一般为0.6～0.8。

将计算结果圆整取值，并考虑电动机功率等级，选择合适的电动机。

2.5 减速机的选型

电动机通过减速机输出适合搅拌操作需要的转速，因此应按照电动机功率P和输出转速n选择减速机的型号，还应考虑搅拌工艺条件、安装空间、工作状况等因素并参照减速机类型表确定选择何种类型的减速机。

减速机有齿轮减速机、皮带减速机等，齿轮减速机较为常用。减速机有多种安装方式，可根据需要选择相应的结构。减速机根据传动比的范围有单级传动和多级传动，传动比按所需输出转速确定。

确定减速机型号后，根据搅拌操作条件和相应的工艺要求，确定减速机输出轴轴头的型式和轴头尺寸大小，再选择相应的联轴器、机架的规格型号。

2.6 机架的选型

立式搅拌设备的动力装置是通过机架安装在搅拌设备顶部上的，在机架上还需安装联轴器和轴封等。根据机架中间轴承装置可分为无支点、单支点和双支点三类，无支点的机架适用于轴向力较小且负载均匀的场合，单支点和双支点机架改善了搅拌轴的支撑条件，可以承受轴向双向载荷，适用于有冲击条件下的场合。当搅拌轴系受两个独立支撑时，减速机输出轴与搅拌轴必须采用弹性联轴器连接，带有辅助支撑的轴封及罐体内设中间轴承或底轴承的情况是为了提高搅拌轴的旋转精度的，因此应将这两种支撑看作独立支撑。

2.7 搅拌轴的设计计算

搅拌器通过搅拌轴传递扭矩克服流体阻力做功，搅拌器叶轮表面受到流体作用力，搅拌轴受到反作用力可分解为轴向力和一对力偶，由于搅拌器的复杂工作环境使搅拌轴的受力变得复杂。除此搅拌轴还受其他载荷，如轴和搅拌器的自重引起的重力，轴和搅拌器的质量偏心在旋转时产生的离心力，克服轴承、轴封的摩擦力等。在工程上提出的搅拌轴的设计计算方法是对其工作条件做出假设并简化，将轴上的一些次要且难于计算的因素舍去，得到近似【核心期刊网】——中国权威论文发表平台，我们为您提供专业的论文发表咨询和论文发表辅导!【核心期刊网】——中国权威论文发表平台，我们为您提供专业的论文发表咨询和论文发表辅导!的计算方法。

搅拌轴工作时主要受到扭矩和弯矩的联合作用，因此工程上采用下面的近似计算方法对轴的强度和刚度计算。

按扭矩计算轴的强度时忽略轴上其他载荷的作用，不考虑疲劳强度，引入安全系数的办法弥补计算误差。轴上受扭矩时其截面上产生剪应力。其扭转的强度条件是：

式中：？子max-截面上最大剪应力，MPa；Mt-轴所传递的扭矩，N·mm；Wt-抗扭截面系数，mm3；[？子]k-降低后的扭转许用剪应力，MPa。

计算搅拌轴传递的最大扭矩Mt：

式中：n-搅拌轴转数，r/min；Pt-搅拌传递功率，kW。

搅拌轴抗扭截面系数Wt：

式中：d-实心轴的直径，mm。

整理后得搅拌轴最小实心轴径计算公式：

按扭矩和弯矩计算轴的强度时轴所传递的最大扭矩为：

搅拌轴最大的弯矩由流体作用力与支撑点间距离的乘积之和。

用剪应力计算得最小轴径为：

用拉应力计算得最小轴径为：

式中：Li-径向载荷作用点至支撑点间距离，mm；Fh-作用于搅拌器的径向载荷，N；[？子s]-正常操作下轴的许用剪应力，MPa；[？滓t]-正常操作下轴的许用拉应力，MPa。

为了保证搅拌轴正常工作应避免产生过大的扭转变形，需将轴的变形控制在允许范围内。工程上常用单位长度的比扭转角？酌不得超过许用比扭转角[？酌]作为条件计算扭转刚度。

完成搅拌轴的强度和刚度计算后，还应考虑轴的临界转速和绕曲变形。当搅拌轴的转速接近轴的自振频率时，会出现共振现象，对临界转速进行校核，防止共振发生，避免轴系零部件的损害。搅拌轴挠曲变形直接影响轴的寿命，同时对轴封的性能有很大的影响，应将挠曲变形控制在允许范围内。最终搅拌轴的设计还应考虑键槽或孔引起的局部削弱，应力不均匀带来的影响等。

参考文献

[1]王凯，虞军，等.搅拌设备[M].北京：化学工业出版社，2003.[2]张石.搅拌器设计的一般程序[J].化学工业与工程，2009，26（5）：447-450.[3]杨小波.桨式搅拌器的功率计算[J].有色设备，2008（2）：10-12.[4]刘天婴.反应釜搅拌轴的设计计算[J].北京石油化工学院学报，2000，8（1）：57-59.【核心期刊网】——中国权威论文发表平台，我们为您提供专业的论文发表咨询和论文发表辅导!