隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，瀝青加熱經(jīng)歷了柴〈煤〉爐灶明 火、重燃油、燃?xì)?、太陽能、遠(yuǎn)紅外輻射、中壓水載體、導(dǎo)熱油 載體等不同形式的不同階段，但對其能源消耗、瀝青質(zhì)量、勞動 強(qiáng)度、環(huán)保要求及設(shè)備的一次性投入與維修費(fèi)用等問題，始終未 能達(dá)成完美的統(tǒng)一。尤其是縣〈市、區(qū)〉公路管理局下屬的公路 站的瀝青加熱，基本上還是磚砌油池、鐵鍋明火直接外部加熱， 開口鐵桶接油上路施工，油溫低了再用明火升溫。這種極為原始 的加熱方式，幾十年幾乎沒有任何改變。作為公路技術(shù)工作者，對此問題應(yīng)引起深思。

1 正視瀝青加熱的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題

瀝青加熱是瀝青路面施工、養(yǎng)護(hù)的一個重要環(huán)節(jié)，它既制約 著公路施工、養(yǎng)護(hù)的質(zhì)量，也影響著公路施工、養(yǎng)護(hù)的成本，還 與養(yǎng)路工人的勞動強(qiáng)度、施工環(huán)境及周邊生態(tài)環(huán)境密切相關(guān)。幾 十年來，廣大公路科技工作者與相關(guān)專家、學(xué)者，圍繞這一問題 作出了不懈的努力。益陽市公路管理局依托省局的大力支持，分 階段地對所屬鄧石橋?yàn)r青油場進(jìn)行了多次技術(shù)改造，每次均不同程度地收到了可觀的社會、經(jīng)濟(jì) 效益。鄧石橋油場技術(shù)改造所經(jīng)歷的幾個主要階段及尚需解決的 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題，可歸納為如下幾個方面：

1)20世紀(jì)60年代，隨著瀝青路面的興建，益陽市于1964年建 立鄧石橋?yàn)r青油場。下屬各公路管養(yǎng)單位也相繼建成規(guī)模不一的 瀝青油場。這些油場全部采用磚砌油池、土灶鐵鍋外部加熱，瀝 青從磚池到鐵鍋，基本上由人工用半節(jié)開口鐵桶轉(zhuǎn)送。這種方式 加熱瀝青能耗大、損耗大、工人勞動強(qiáng)度大、工作條件差、生產(chǎn)成本高、環(huán)境污染嚴(yán)重，但加熱設(shè)施的一次性投入不大。每年公 路大中修、新改建等均需要大量瀝青，高溫季節(jié)里瀝青油場濃煙 滾滾，臭氣難聞，傷害人畜莊稼，附近居民怨聲載道 ，并常常因此發(fā)生糾紛。這種明火外部加熱瀝青的方法，一直延續(xù)到上世紀(jì)80 年代;而公路小修用瀝青的加熱，由于受公路基礎(chǔ)設(shè)施投入不足等 諸多因素的影響，至今尚無大的改變。

2)1983年6月，成立“鄧石橋?yàn)r青油場改造課題組”，著手對 其進(jìn)行研究和改進(jìn)，至1984年8月建成利用太陽能、遠(yuǎn)紅外綜合 加熱瀝青的煉油場。該油場設(shè)太陽能石砌油池4座，采光面積428. 5平方米，瀝青儲量1100多噸；瀝青熬煉車間一個，內(nèi)設(shè)容量5噸 的遠(yuǎn)紅外加熱油鍋5口，裝機(jī)總功率240千瓦。同時，配套建成了 乳化瀝青生產(chǎn)線和瀝青試驗(yàn)室，做到了瀝青儲存、加熱、化驗(yàn)、出 油等設(shè)備基本配套成龍。從太陽能油池到加熱油鍋、成品油出鍋，
形成了一條全新工藝的生產(chǎn)線。改變了以往價格高、油質(zhì)差、骯 臟、笨重的老工藝，實(shí)現(xiàn)了低耗、物美、清潔、文明的改造目標(biāo)。存 在的主要問題是：①遠(yuǎn)紅外電熱管工作時表面溫度在350℃以上， 高溫金屬管表面在向?yàn)r青傳熱的過程中，對“瀝青質(zhì)”的損失較 為嚴(yán)重，瀝青加熱(特別是重復(fù)加溫)后其針入度增加3%左右。② 高溫金屬管與瀝青接觸，導(dǎo)致瀝青在熬煉過程中自燃起火，安全 生產(chǎn)存在嚴(yán)重隱患。③電能消耗大，熱效率低，電熱管質(zhì)量難過 關(guān)，維修拆換困難。同時，維修費(fèi)等費(fèi)用一度增至12元/噸，加 熱能耗成本增至120元/噸(1997年)。

3)1998年，益陽市公路管理局投入90多萬元,采用中壓水載 體加熱技術(shù)，取代了鄧石橋油場的遠(yuǎn)紅外電熱管加熱系統(tǒng)。一方 面使瀝青的熬煉質(zhì)量得以保證，另一方面將熬煉成本降低，較改 造前每噸節(jié)約近70元,6年共節(jié)約近100萬元，通過節(jié)約收回了技
術(shù)改造的全部投資。但是，由于燃煤價格的上漲，熬煉瀝青的煤 電消耗由1998年的50元/噸漲至2003年的66元/噸、2004年達(dá)80 元/噸左右。同時，中壓水鍋爐及管系的檢測、維修頻率高，稍有 不慎，將有引發(fā)鍋爐爆裂的危險，安全生產(chǎn)仍然存在隱患。目前已 有中壓水鍋爐爆裂的先例，也有油場在對中壓水載體加熱試用一 年后，被迫改為導(dǎo)熱油載體加熱。另外，鄧石橋油場的石砌太陽能 油池已使用多年，漏油滲水嚴(yán)重，增加了瀝青熬煉的能耗與損耗。 而且，該油場只能生產(chǎn)熱瀝青，乳化瀝青設(shè)備也已陳舊，瀝青化驗(yàn) 室破舊不堪，改性瀝青等的生產(chǎn)更是空白。再一次對鄧石橋油場 進(jìn)行技術(shù)改造，或另行擇址新建一個具有多種瀝青產(chǎn)品加工、化 驗(yàn)、經(jīng)營等功能的現(xiàn)代化瀝青供應(yīng)站，已迫在眉睫。

4)帶著上述問題，我們于2004年8月到相關(guān)市局瀝青油場 進(jìn)行了學(xué)習(xí)、考察，各瀝青油場近期技術(shù)改造的基本情況如下:

上述瀝青油場的主要特點(diǎn)是：①新技術(shù)、新材料、新工藝在瀝青加熱中的應(yīng)用速度快、投 資大；②瀝青加熱智能化，文明生產(chǎn)程度高；③瀝青接卸、熬煉 及乳化瀝青、改性瀝青的生產(chǎn)綜合考慮，形成了一體化模式；④ 鐵路接線通向油場或附近，規(guī)劃長遠(yuǎn)，后勁十足；⑤瀝青場建設(shè) 資金籌措渠道多元化，經(jīng)營公司化，技術(shù)改造與公司股份制改造 同步實(shí)施；⑥瀝青場的生產(chǎn)向集約型轉(zhuǎn)變，科技含量增加，勞動 強(qiáng)度減小，生產(chǎn)工人已由原來的幾十人減少至不足十人。如油場 甲，新?lián)裾局酚?07國道旁的高科工業(yè)園，征地30多畝，瀝青專 列直達(dá)油場，臨街門面近百米，能進(jìn)行多種瀝青產(chǎn)品的系列加工 和多元綜合經(jīng)營，前景十分可觀。

5)目前，國內(nèi)外瀝青加熱運(yùn)用最為廣泛是采用導(dǎo)熱油載體和 超導(dǎo)熱管載體兩種方式。兩者均能達(dá)到瀝青熬煉的質(zhì)量要求，其 智能化及文明生產(chǎn)程度都較高。他們的主要區(qū)別在于：導(dǎo)熱油載 體的熱油需要電動泵將其向?yàn)r青循環(huán)泵送傳熱，超導(dǎo)熱管則無需 外加動力而可以高速無熱阻傳送熱量；導(dǎo)熱油需按期更換且價格 較高，超導(dǎo)熱管則使用壽命在10至15年左右，且價格便宜；導(dǎo)熱 油鍋爐、管系龐大復(fù)雜，而超導(dǎo)熱管加熱技術(shù)結(jié)構(gòu)組成簡單、緊湊。

2 超導(dǎo)熱管加熱瀝青前景十分廣闊

2.1 超導(dǎo)熱管簡介

超導(dǎo)熱管又稱介質(zhì)導(dǎo)熱管，是近幾年發(fā)展起來的一種新型熱傳導(dǎo)元件。其加熱原理是在密閉的金屬管內(nèi)填入一種特殊的介 質(zhì)，該介質(zhì)載熱量大，受熱后立即產(chǎn)生高能物理變化，并迅速傳 遞熱量。超導(dǎo)熱管技術(shù)的運(yùn)用，打破了傳統(tǒng)的以水、油為介質(zhì)的 傳熱方式，可將大量熱量通過極小的截面積，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離快速傳 輸而無需外加動力，從而實(shí)現(xiàn)了高效、節(jié)能、低耗、環(huán)保的目的。 經(jīng)有關(guān)專家測試，其傳熱速度可達(dá)80—100厘米/秒，是銀、銅、 鋁等良導(dǎo)體的數(shù)千倍；傳輸過程幾乎是等溫傳熱，熱損耗可以忽 略不計(jì)，使用壽命高達(dá)數(shù)萬小時;超導(dǎo)熱管采用普通金屬管材， 管內(nèi)介質(zhì)價格非常低廉，制作十分簡單。近幾年來，超導(dǎo)熱管技 術(shù)已在許多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，發(fā)展十分迅速，如智能型超導(dǎo)熱管瀝 青加熱罐等。

2.2 智能型超導(dǎo)熱管瀝青加熱罐的主要特點(diǎn)

超導(dǎo)熱管瀝青加熱罐集瀝青儲存、加熱、脫水、保溫、輸送 于一體，可設(shè)計(jì)制造成臥式或立式金屬罐。臥式罐容量可為1.5 —100m³不等，又可做成自行式、拖式或便移式；立式罐每個可做 成50至數(shù)千m³。熱源可為燃油、燃?xì)?、燃煤等，加熱方式為超?dǎo) 熱管載體傳熱。該罐既可用于固定的瀝青供應(yīng)站，又可用于瀝青 運(yùn)輸；既可進(jìn)行批量生產(chǎn)，又可用于零星供應(yīng)熱瀝青，使用、維 修非常方便。其主要特點(diǎn)是:

1)結(jié)構(gòu)緊湊。集瀝青儲存、燃燒加熱、脫水升溫、輸送、管 系預(yù)熱于一體，占地面積小;

2)節(jié)約能源。加熱一噸瀝青只需耗柴油10L或煤15kg左右;

3)加熱成本低。加熱一噸瀝青約需燃料費(fèi)30多元，批量生產(chǎn)及使用燃?xì)?、燃煤成本更低，且一次性投入也不是太大。?jīng)市場 調(diào)查，建一個50—100m³的便移式臥罐，只需投入16－22萬元; 建一個1000m³立罐，也只需投入55萬元左右，僅為導(dǎo)熱油載體加 熱設(shè)備的60%左右，比中壓水載體加熱設(shè)備減少20%左右，3－ 5年內(nèi)均可收回投資;

4)瀝青質(zhì)量有保證。罐中設(shè)罐，局部加熱，可按需加熱并輸 出高溫瀝青，不需整體反復(fù)加熱；同時，采用螺旋泵雙向循環(huán) 擾動，避免了瀝青的局部老化;

5)管路簡單且可完全內(nèi)置罐內(nèi)，傳熱面抗污垢能力強(qiáng)，使用 壽命長;

6)省時省工。常溫下使用該罐加熱到150--170℃的熱瀝青， 僅需兩小時左右，連續(xù)批量生產(chǎn)時每次所需的時間更短，并且瀝 青加熱過程只需要一人觀察儀表與簡單操作;

7)智能化控制。該罐可對瀝青溫度進(jìn)行動態(tài)調(diào)控、自動數(shù) 顯、自動報警，并設(shè)有液位計(jì);

8)符合環(huán)保要求。由于采用了先進(jìn)的導(dǎo)熱材料和工藝設(shè)計(jì)，熱效率高，廢氣排量少，無其它污染。安化公路管理局瀝青路面 機(jī)械養(yǎng)護(hù)專業(yè)隊(duì)使用的XTG/CTG-1.5型超導(dǎo)瀝青加熱罐，啟 動后，90min即可用熱瀝青，加熱1.5t瀝青，耗柴油10L，成本 32元，每噸節(jié)約加工費(fèi)70元左右。

3 應(yīng)用超導(dǎo)熱管瀝青加熱技術(shù)應(yīng)綜合考慮和解決的幾個問題

3.1 瀝青供應(yīng)站的技術(shù)改造應(yīng)與公路站瀝青加熱設(shè)施的改造統(tǒng)籌安排

對公路站的瀝青加熱設(shè)施進(jìn)行技術(shù)改造的時期也已經(jīng)完全成 熟，這既是實(shí)現(xiàn)公路跨越式發(fā)展的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)要求，也是改善工 人勞動條件、減輕勞動強(qiáng)度的現(xiàn)實(shí)要求。

1)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)運(yùn)行機(jī)制改革，推行公路養(yǎng)護(hù)專業(yè)化、機(jī)械化， 為公路小修用瀝青加熱設(shè)施的技術(shù)改造提供了契機(jī)。按每100km 瀝青路面〈基本上是一個縣級管養(yǎng)單位〉設(shè)一個機(jī)械養(yǎng)護(hù)專業(yè)隊(duì) 的格局，則可將其管養(yǎng)范圍內(nèi)的所有瀝青土池、土灶全部拆除。 選擇適當(dāng)位置，建一個50-100m³的超導(dǎo)熱管瀝青加熱罐，負(fù)責(zé)管 養(yǎng)范圍內(nèi)的瀝青熬煉。特別邊遠(yuǎn)的生產(chǎn)作業(yè)點(diǎn)，則可與小型超導(dǎo) 加熱瀝青罐〈拖式〉配合使用。部分市局早已著手并初見成效。

2)瀝青路面機(jī)械養(yǎng)護(hù)專業(yè)隊(duì)便移式瀝青罐的大小，依據(jù)其與 瀝青供應(yīng)站的距離而定。距供應(yīng)站50km以內(nèi)的可只考慮其公路 小修用瀝青，其儲量可在50m³以內(nèi);距供應(yīng)站超過50km的，則應(yīng) 考慮本隊(duì)范圍內(nèi)的部分公路大中修、新改建所需瀝青的加熱，瀝 青罐儲量應(yīng)為100m³左右。

3)罐中罐的大小，依瀝青的用途和日用量而定。僅用于公路 小修、日用量較少的瀝青罐中的小罐，不應(yīng)大于1m³ :需供應(yīng)大中修用瀝青者，可制成6m³左右?？?制小罐的大小，主要是為了避免瀝青的長期保溫和反復(fù)加熱、防 止瀝青的老化。

3.2 瀝青罐設(shè)立位置的選擇，應(yīng)充分考慮相關(guān)的自然因素。

無論是瀝青供應(yīng)站的固定立罐，還是養(yǎng)護(hù)專業(yè)隊(duì)的便移式臥 罐，均應(yīng)考慮如下因素：

1)盡可能選擇靠山邊、有高差，可滿足從原油轉(zhuǎn)運(yùn)車到加熱 罐及成品熱瀝青出罐自流化的要求(如圖所示)。

這種設(shè)置既可省去電動泵油裝置，使結(jié)構(gòu)簡單、維修方便，也 減去了油泵、電能和熱能的消耗。若受地理?xiàng)l件限制而不能滿 足其高差要求時，應(yīng)從長遠(yuǎn)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益著想，寧可加大一 次性投入，人造天橋、引道，也要將其形成瀝青進(jìn)、出自流的高 差。這一點(diǎn)在新建瀝青供應(yīng)站的規(guī)劃設(shè)計(jì)時，應(yīng)予以充分的考 慮。

2)新建瀝青供應(yīng)站應(yīng)盡可能考慮鐵路接線、靠近或直接可作 砂石料場的位置，以便于瀝青的接卸和瀝青混合料的生產(chǎn)，減少二次轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用。二者不能兼顧時應(yīng)權(quán)衡利弊，至少應(yīng)滿足其中的 一項(xiàng)要求。

3.3 加熱瀝青應(yīng)多種熱源綜合利用

有條件時應(yīng)盡可能使用天然氣，因其比燃油更經(jīng)濟(jì)，污染更 小。使用燃煤時要充分考慮對環(huán)境污染的治理，使其達(dá)到環(huán)保的 要求。立式罐的瀝青預(yù)熱，仍可利用罐頂設(shè)置太陽能加熱裝置， 與超導(dǎo)熱管配合使用，但應(yīng)充分做好頂部的防水處治。

3.4 瀝青供應(yīng)應(yīng)與多種瀝青產(chǎn)品加工、經(jīng)營綜合考慮

瀝青供應(yīng)站不應(yīng)只限于瀝青加熱的單一生產(chǎn)，而應(yīng)成為加熱瀝青、乳 化瀝青、改性瀝青、改性乳化瀝青、瀝青冷拌料、熱拌混合料、填縫料等的 生產(chǎn)、加工、化驗(yàn)、經(jīng)營的綜合基地，并應(yīng)考慮發(fā)展其相關(guān)產(chǎn)業(yè)。其規(guī)模大 小、經(jīng)營項(xiàng)目的選擇，則應(yīng)依據(jù)市場的需求和自身的條件而定。

3.5 瀝青加熱設(shè)施的技術(shù)改造應(yīng)與經(jīng)營方式的更新同步實(shí)施

1)資金的籌措應(yīng)以自籌為主，可以申請上級支持一點(diǎn)，各 單位節(jié)約挖潛擠一點(diǎn)，發(fā)動職工集資、入股籌一點(diǎn)；也可以吸納 社會閑散資金，有必要時既可以向銀行貸款、邀請合作伙伴以資 金、場地、設(shè)施入股。

2)瀝青供應(yīng)站的經(jīng)營應(yīng)在技術(shù)改造的同時，進(jìn)行股份制改 造，按公司法的要求實(shí)施法人治理制度。養(yǎng)護(hù)專業(yè)隊(duì)的瀝青熬制 也應(yīng)該進(jìn)行單項(xiàng)的經(jīng)濟(jì)核算，實(shí)施經(jīng)營核算制和成本考核獎罰制 或個人承包制。

3)瀝青加熱設(shè)施技術(shù)改造一次性投入的資金回收，均應(yīng)通過 收取設(shè)施折舊費(fèi)。在其經(jīng)營毛利中逐年歸還，以增強(qiáng)其發(fā)展后 勁。