乳化沥青设备

第七节乳化沥青生产设备中交西安筑路机械有限公司刘士杰1概述1.1乳化沥青设备定义乳化沥青设备是用来将沥青热融，经过机械剪切的作用，以细小的微滴状态分散于含有乳化剂的水溶液之中，形成水包油状沥青乳液的机械装置；其生产特点是在乳化剂的作用下通过机械力将沥青破碎成微小的颗粒,并均匀的分散在水中,形成稳定的乳状液,即乳化沥青。在SH／T0652—1998《石油沥青名词术语》中，将乳化沥青的名词术语定义为：沥青和水在乳化剂存在下制成的沥青乳化液。1.2、用途：由于乳化沥青使用时不需加热，可以在常温状态下进行施工。它除广泛地应用在道路工程外，还应用于建筑屋面及洞库防水、金属材料表面防腐、农业土壤改良及植物养生、铁路的整体道床、沙漠的固沙等方面。其中道路工程、建筑屋面为用量最大。在道路工程中，乳化沥青适用于沥青表面处治路面、沥青贯入式路面、常温沥青混合料路面，以及透层、粘层与封层。在建筑工程中，乳化沥青主要作为防水涂料用。乳化沥青和其他类型的涂料相比，其主要特点是可以在潮湿的基础上使用，而且还有相当大的粘结力。由于乳化沥青具有良好的施工性能和其他材料无可比拟的优点，随着科学技术的进步和发展，乳化沥青在各种领域中的应用会越来越多，越来越普遍。1.2国内外现状和发展趋势2.1、国外技术现状：乳化沥青的研究始于二十世纪初，最早被用于喷洒以减少灰尘；一九一七德国开始商品化的乳化沥青生产，至今已有九十余年的历史。20世纪20年代在道路建设中普遍使用。起初乳化沥青的发展速度相对较慢，受制于可利用的乳化剂和人们对如何使用乳化沥青缺乏足够的知识。20世纪30年代至50年代中期，乳化沥青的使用数量在缓慢但稳定的增长。第二次世界大战后，随着道路承载量的加大，道路设计者们使用开乳化沥青。从1953年起，沥青粘结料的使用率迅速增加，乳化沥青的使用数量也在稳定的上升;其原因为：（1）20世纪70年代的能源危机，美国联邦能源署对中东石油禁运迅速采取的保护措施。乳化沥青不需要用石油溶解为液体，乳化沥青还可以在不需要特别加热的情况下用于许多地方，这两点因素都有助于能量的储蓄。（2）可以较少环境污染。从乳化沥青中游离出的碳氢化合物的数量几乎为零。（3）一些型号的乳化沥青能够包裹在潮湿的石料表面，这就可以减少因加热和风干石料所需要的燃料。（4）乳化沥青多种型号的可利用性。最新的沥青型号和实验室程序的改良可以满足计划和随需要的条件。（5）在偏远地区能够用冷材料施工。（6）乳化沥青的适用性使其对于现有的道路细微缺陷的预防性保养方面可以达到延长使用寿命的作用。节能减排和环境保护这两个因素加速了乳化沥青在实际中的应用。美国联邦公路局早期活动中的一项，就是发布了一条公告，直接关注燃料的节约，这样就使乳化沥青代替稀释沥青成为现实。从那时起，美国所有的州都允许或命令用乳化沥青代替稀释沥青。交通运输是国民经济的命脉，公路运输是交通运输的主要方式之一，因此各国都在一方面重视各级公路的建设的同时，也十分重视已铺路面的经常性维修和养护，在能源危机的影响下，在筑路养路的工程中要就节省能源、节约资源、保护环境、减少污染的呼声越来越高。在这种形势下，如何节省能源和资源，如何改善热沥青施工的工作环境，已引起筑路和养护部门的重视。在长期的筑路实践中，人们越来越深刻的认识到：发展和应用乳化沥青技术，是达到上述要求的可取途径。随着近代界面化学和胶体化学的发展，近30年来，阳离子乳化沥青发展速度很快。阳离子乳化沥青中的沥青微粒上带有阳离子电荷，当与矿料表面接触时，由于异性相吸的作用，使沥青微粒很快地吸附在矿料的表面上。即使在阴湿或低温季节，阳离子乳化沥青仍可照常施工。阳离子乳化沥青可以增强与矿料表面的粘附力，提高路面的早期强度，铺后可以较快地开放交通，同时它对酸性矿料和碱性矿料都要很好的粘附能力。因而，阳离子乳化沥青既发挥了阴离子乳化沥青的优点，同时又弥补了阴离子乳化沥青的缺点，这样，就使乳化沥青的发展进入了一个新的阶段。由于用于乳化沥青施工简单、现场不需加热，节省能源、效果显著，尤其在旧沥青路面的维修与养护中更显示了其特有的优越性，因此目前世界上许多国家如西班牙、德国、英国、法国、瑞士、瑞典、加拿大、美国、俄罗斯等国家，都在公路工程的铺筑和养护上大量应用乳化沥青。尽管这些国家热沥青搅拌厂很多，他们每年仍使用大量的乳化沥青修路和养路，其中90%为阳离子乳化沥青，从而提高了国家公路的好路率与铺装率。沥青乳液在在道路工程中的主要应用范围详见下图：由于乳化沥青具有众多长处，近几年来，乳化沥青还在建筑防水、防潮、金属材料的防腐、水利建设的防渗透以及农业土壤改良、植物生养等方面都得到了广泛地使用。目前，乳化沥青的应用在欧洲许多国家较为普遍，乳化沥青在加拿大约占沥青总用量的一半，在美国已将乳化沥青用于铺筑洲级公路.2005年，全球道路乳化沥青用量达到780万吨；其中日本20.5万t、法国近99.7万t、美国约为240万t、墨西哥约65万t、中国约30万t、俄罗斯约20万t、印度约10万t；西班牙在1978年路用沥青乳液占沥青总用量的36％，其它如西德、英国等沥青乳液的用量也在迅速增长。使乳化沥青的应用迅速扩大到公路建设和养护、高速铁路建设、建筑工程、农业土地的改良等领域。乳化沥青生产设备伴随着乳化沥青技术、装备加工技术、电子技术发展，沥青乳化生产设备技术也更加完善。国际上专门从事沥青乳化设备生产制造的厂商,近几年推出的成套沥青乳化设备,已经采用各种现代先进技术,能够满足各种沥青乳液的需要。归纳起来,这些设备有以下几个特点:(1)自动化程度高,对沥青、水、乳液剂及各种添加剂的计量都能自动控制,并能自动补偿,自动记录和调校。(2)组合式,各主要部件组合搭配,便于移动拆装。如美国斯堪道路公司(ScanRoad)把胶体磨、控制柜、泵、计量装置等核心部分连接好装在一个标准集装箱中,工作时只要接通管路和电源即可。丹麦产连续式乳化沥青生产厂美国产乳化沥青生产单元德国产集装式乳化沥青生产设备2.2、国内技术现状：我国在新中国建立前只有个别的市政工程部门使用了少量的阴离子乳化沥青，解放后一直都没有接触这项技术。至上世纪70年代后期，为了在我国开展这项新技术的应用，由交通部组织成立了“阳离子乳化沥青及其路用性能研究”课题协作组，对这项技术进行攻关研究。该课题1981年列为交通部重点科研项目，1983年列为原国家计划委员会与国家经济委员会的节能应用项目。经过“七五”期间的推广，我国在公路部门的乳化沥青应用得到了更大的发展。目前我国的乳化沥青生产基地已经遍布全国各地，大部分省地都建有设备完整的乳化沥青车间。在新疆、西藏等不远地区也都已开始生产应用乳化沥青。现在全国公路部门以拥有乳化沥青车间500多座。乳化沥青车间生产技术水平不断提高，乳化沥青的生产从开口自流、凭经验控制油水比例，逐步发展成密封加压由流量计控制油水比例，进而达到计算机自动控制油水比例和油水温度。乳化沥青的生产质量提高，产量增加，满足了公路工程和养护工程的需要。随着乳化沥青技术的发展和在我国大量推广应用,对沥青乳液的质量、产量都提出了更高的要求,沥青乳化设备则将改变目前品种杂乱、故障率高、产量小的状况,向规范化和合理化方向发展。国产移动乳化沥青生产设备国产集装式乳化沥青生产设备3、分类、特点和适用范围3.1、沥青乳化设备根据沥青和乳化剂水溶液进入乳化机时的状态不同,分为开式系统和闭式系统两种类型:开式系统的特点是用阀门控制流量,沥青和乳化剂靠自重流入乳化机的进料漏斗中,其优点是比较直观,设备组合简单,缺点是容易混入空气,产生气泡,乳化机的产量明显下降;主要用于简单普通乳化沥青的生产和自制的简单生产装置。闭式系统的特点是用两个匹配完好的泵直接把沥青和乳化剂水溶液经管路泵入乳化机内,靠流量计指示流量,优点是不易混入空气,便于自动化控制,乳液质量和产量比较稳定；是目前乳化沥青生产设备产品采用的普遍形式。3.2、根据沥青乳化设备的工艺流程不同,可以分为分批作业和连续作业两种类型。分批作业的特点是乳化剂和水的掺配,预先在一个容器内完成乳化剂皂液制配,然后用泵将其输入乳化机中一罐乳化剂水溶液用完后,再进行下一个罐的皂液掺配；两皂液罐的皂液制配是交替进行、分批作业；主要用于移动式的中、小型乳化沥青生产设备。分批作业型乳化沥青生产设备工艺流程示意图连续作业型（在线生产式）的特点是将水、乳化剂和其它添加剂(酸、氯化钙)分别用计量泵将其送入乳化机中,乳化剂水溶液的掺配是在管道中完成。这种设备可以实现大流量连续作业；具有罐体容积小、产量大、自动化程度高的优点；主要用于乳化沥青生产厂的固定式的乳化沥青生产设备。连续作业型乳化沥青生产设备工艺流程示意图3.3、根据沥青乳化设备的安装方式的不同，可分为固定式和移动式两种形式。固定式用于乳化沥青生产厂的中、大型乳化沥青生产设备；移动式用于现场施工的中、小型乳化沥青生产设备。4基本原理、工艺流程、主要结构4.1、基本原理：沥青乳液的主要成分是沥青、水、乳化剂和稳定剂。几乎各种标号的石油沥青，都可用于制备沥青乳液。通过乳化机械的高速搅动或剪切作用，将沥青破碎成微小颗粒，分散在有乳化剂作用的表面活性物质的水溶液中，则可获得一种均匀分散肢体。乳液中沥青颗粒直径大致在1—5μm范围之内。乳化剂的基本作用是降低表面张力。其特点是分子中有一个水溶性(亲水性)的极性基团和一个油溶性(憎水性)的非极性基团。在沥青一水体系中，乳化剂分子移动于沥青与水界面间，其分子的惜水基团吸附于沥青的表面，并使其带有电荷，而亲水基团则进人水相。从而将沥青颗粒与水连结起来，降低了两者之间的界面张力。同时，由于沥青粒子带有同样电荷而互相排斥，妨碍它们之间互相凝聚，因而使沥青乳液能保持一定时期的均匀和稳定。电荷的性质决定于乳化剂的憎水基团或烃链部分的电荷，如其为负电荷，则沥青粒子带有负电荷，而形成的乳液为阴离子沥青乳液。反之，则为阳离子沥青乳液。如沥青粒子既具有负电荷，又具有正电荷，则乳液为两性离子沥青乳液；此外，还有非离子型沥青液。制备沥青乳液的方法主要有两种：(1)胶体磨或均油机法。胶体磨主要包括转子和定子两部分，转子在定子中高速旋转，两者的间隙约为0．035～0．05mm。乳化效果主要视液体剪力的大小而异，而这种剪力是由于沥青颗粒在乳化剂溶液中受到转子旋转表面切割而产生的。制备沥青乳液时，将热沥青(110—120℃)和热的乳化剂水溶液(60～90℃)以固定的比例分别进入转子已经在高速旋转(3000～8000r／min)的胶体磨中，沥青通过转子切割成粒子并与乳化剂水溶液混合后即可连续制备沥青乳液。产品的沥青颗粒平均为1～3μ(2)搅拌器法。这是一种间歇式生产沥青乳液的方法。搅拌器上装有桨叶，其位置需偏离搅拌器的中心，以免形成旋涡。制备乳液时，先将定量的热乳化剂水溶液倾入搅拌器中，然后将热沥青在搅拌状态下逐渐注入搅拌器，并继续搅拌(100—800r／min)。采用此法制备的沥青乳液不如上法均匀，有的颗粒小于1μm，有的则大于10μm。此种方法主要用于施工工地临时生产沥青含量较低、阴离子的、质量要求不高乳化沥青生产；成本低。4.2、基本工艺流程：4.3、乳化沥青设备的主要结构：4.3.1总体结构：总体结构布置示意图:主要组成：储水罐2、水计量给水泵3、水升温器4、皂液掺配罐5、乳化剂/胶乳储存罐6、盐酸计量罐7、皂液掺配泵8、皂液计量及添加泵9、乳化沥青取样罐、10、胶体磨11、沥青计量及添加泵12、沥青输送泵13、沥青在线升温器14、沥青恒温稳压储存罐15、乳化沥青冷却器16、乳化沥青输送泵17、乳化沥青成品储存罐18、乳化沥青成品装载泵19、成品运输车20、阀门操作压缩空气动力系统21、乳化剂计量罐22、胶乳计量罐23、操作控制及电源系统4.3.2、热沥青供给系统热沥青供给系统的功能是为生产乳化沥青提供符合生产工艺要求的基质沥青。主要组成：管道、阀门、沥青泵、沥青在线升温器、沥青恒温稳压储存罐等部件；3.3.2.1、沥青在线升温器功能是对沥青在线加热升温。加热升温目前采用三种型式:蒸气介质加热,导热油介质加热,电加热。因加热介质不同,其升温器的结构也不相同；但要求进、出口温差20℃3.3.2.1、沥青恒温稳压储存罐功能是储存达到工艺要求的基质沥青并维持乳化单元沥青进口的压力基本不变；主要组成：保温罐体、加热装置、搅拌装置等部件。4.3.3、水系统水系统的功能是：1、根据工艺要求为配置皂液提供定量的水；2、为乳化沥青冷却系统提供冷却水；3、冷却水的循环再利用；主要组成：储水罐、输水泵、热水器系统、乳化沥青冷却系统、冷却水循环再利用系统、管路阀门等总成和部件；3.3.1、热水器系统用于生产热水。片式换热、双管口系统装有恒温热水控制电路、热水气动分路/旁路电路用于控制生产过程水的温度。控制在90℃以下。片式换热用于乳化沥青/水热交换，冷水环路的气动分流/4.3.4皂液掺配系统皂液掺配系统的功能是：1、乳化剂、稳定剂、盐酸等化学材料的储存和添加计量；2、按工艺要求掺配乳化剂、稳定剂与热水的搅拌混合；3、按工艺要求调节皂液的酸度值；4、皂液的保温储存。主要形式：批量掺配，主要应用在小型、移动式乳化沥青生产设备；在线容积式主要应用在大型、乳化沥青生产厂的设备。主要组成：各种化学材料（乳化剂、稳定剂、盐酸、）的储存罐、适应输送泵及计量装置、掺配罐、管道阀门等。掺配罐是制取合格乳化剂水溶液的关键设备,主要功能是:(1)稀释乳化剂。处于非液态的乳化剂(中裂型较普遍)在连续生产的乳化沥青生产工艺中一般要配水溶解成浓度10%~20%的液体。稀释后的乳化剂,通过泵输送到管道中与热水再度混合,进入乳化机。(2)制取皂液（乳化剂水溶液）。热水、乳化剂和添加剂按比例进入罐体中,经过搅拌器分散、混合形成皂液（乳化剂水溶液）。(3)储存皂液。单一的皂液掺配罐不能进行连续生产,一般设置两个掺配罐,交替进行,实现连续生产。尽管调配罐用途有差异,但都必须具有一定容量,能对液体计量、控温、混合等功能,皂液掺配罐主要有罐体、加热器、搅拌器、液位计、温度计、酸度计等组成。罐体常采用立式,顶部为平盖、底部为椭圆形封头或者90℃锥角无折边锥底。如果采用平底将不利于乳化剂水溶液排尽。进水管要插到罐的底部,加热器多采用蛇形盘管(导热油或蒸汽),也可以作为搅拌器的导流筒,起到增强混合效果的作用。搅拌器在保证乳化剂水溶液混合效果和混合速度方面起到关键作用,乳化剂水溶液调配罐中传统的搅拌器多采用低速大桨叶型式,由电机、减速器、搅拌轴组成,桨叶采用折叶式。目前,皂液掺配罐中,趋向采用高速小桨叶搅拌器,由电机直接驱动搅拌器,转速为1500r/min左右,采用螺旋桨叶片,搅拌器倾斜一定方向,混合力度、效果都较好,而且大大减化了搅拌器的结构。液位计是为了控制每次进入罐体中热水的总量,常采用浮球式液位计。可以实现液面上、下限的控制。乳化剂和添加剂每次进入罐中的量很少,多采用流量计测量控制。温度计是为了检测乳化剂水溶液的现场温度,当热水和乳化剂水溶液温度下降时可以启动加热器调温。4.3.5乳化沥青生产单元乳化沥青生产单元是乳化沥青生产设备的核心组成装置，其技术性能和水平直接决定了乳化沥青的生产质量和生产能力；其功能是将皂液和基质沥青按设定的比例量进行混合、均质、粉碎、分散、剪切、研磨、乳化，形成稳定的乳状液--乳化沥青。主要组成：乳化机、液相予混器、沥青输入系统、皂液输入系统、取样装置等部分。4.3.5.1乳化机乳化机是整套沥青乳化设备的核心,它的作用就是通过增压、冲压、剪切、研磨等机械作用,使沥青形成均细化颗粒,稳定而均匀地分散于乳化剂水溶液中,成为水乳状液。采用不同的力学作用原理,沥青乳化机的结构形式也不相同。一般常用的乳化机有均化器、胶体磨等形式。4.3.5.1.1均化器类乳化机均化器类乳化机主要有增压泵和均化头组成。各种均化器的区别主要在均化头的构造上,适用于沥青乳化机的均化器主要是柱塞式均化器,这种乳化机是利用齿轮泵将沥青和乳化剂水溶液加压,经混合器初混,然后通过阀杆和阀座间的缝隙高速喷射,由于弹性柱塞所形成的缝隙作用和揣流、振动作用,从而使沥青混合液受到挤压、膨胀、扩散而雾化,达到乳化的目的。这种沥青乳化机具有结构简单,制造容易,耗电量小,粒度均匀等优点。但存在有齿轮泵不耐用,易磨损,以及产量较少等缺陷。目前在沥青乳化生产设备中很少使用。1-柱塞座圈;2-阀体;3-衬套;4-柱塞;5-调节装置;6弹簧均化器结构示意图4.3.5.1.2胶体磨类乳化机。胶体磨类乳化机是沥青乳化设备中采用最多的机型,主要是通过定子、转子之间由于高速运转所产生的剪切力而起到研磨,分散作用。沥青乳化设备较多使用的是卧式胶体磨,转子和定子之间的配合一般是锥形,由于在整机结构以及磨体的形状和液体流向的不同,沥青乳化机主要分成以下几类:(1)锥面槽式胶体磨:此类胶体磨,在锥形的定子内表面和转子外表面做出许多方向不同的斜槽,使通过二锥面极小间隙的沥青混合液受到反复的剪切、磨擦,因而被分散、均化形成均匀的微粒悬浮在水溶液中；磨、剪结合，使用各类改性乳化沥青生产。(2)平面槽式胶体磨此类胶体磨原先用于乳制品及化工工业,乳化细度可达到<2um,近几年,此类胶体磨用于沥青乳化生产中,其乳化能力也很强,定子和转子是两个相对的平面,其表面有许多同心的环槽。沥青混合液从胶体磨体中部进入内部,在离心力的作用下,高速通过定子和转子间的缝隙,并受到剪切力、磨擦力、高频震动、游涡等复杂力的作用,因而混合液被有效地分散、破碎均化和乳化；以剪为主，使用液体改性乳化沥青的生产。平面槽式胶体磨结构示意图锥面槽式胶体磨结构示意图(3)光滑锥面胶体磨光滑锥面胶体磨一般用于制取各类乳状液。胶体磨中的定子和转子的表面为光滑面,转子的高速旋转,以及转子与定子之间微小的间隙和沥青混合液的粘度作用使定子和转子之间形成逆向的强大的剪切力在剪切、磨擦作用下,沥青混合液被分裂成微细颗粒,均匀地形成乳液。以磨为主，一般用质地较软的材料乳化生产；如化妆膏液生产。（4）新型高剪切胶体磨。高剪切分散乳化机构和胶体粉碎磨相结合；实现了粉碎、研磨、分散、乳化、均质、输送为一体的多功能装置，适合用于聚合物改性乳化沥青的生产；其结构示意图如下：4.3.5.2沥青输入系统系统包括入口滤芯（有备用滤网），变量沥青泵（有内部溢流阀），生产过程控制系统（以下简称PCS）包括容积流量计（有机械计数器和电子脉冲发送器）以显示流量。管线上装有气动入口阀门，温度计，温度传感器和压力表；沥青泵转速PID控制器通过变频器控制。PID控制器集成于PCS。4.3.5.3皂液输入系统系统包括入口滤芯（有备用滤网），变量皂液泵（有内部溢流阀），容积流量计（有机械计数器和电子脉冲发送器）。管线装有入口阀门和压力表；皂液泵转速由PID控制器通过变频器控制。PID控制器集成于PCS。4.3.6胶乳添加系统系统的主要功能是按工艺配方的要求添加胶乳改性剂，以生产各种胶乳改性乳化沥青。不同的胶乳改性乳化沥青，其胶乳的添加方式也不同；主要方式：1、加入皂液中；2、乳化机前；3、乳化机后静态混合器加入。主要组成：胶乳储存罐、输送计量泵、胶乳静态混合器、加入方式转换阀、管道阀门等部件。4.3.7操作、过程控制系统(Processcontrolsystem(PCS)沥青乳化设备使沥青、水、乳化剂和添加剂按一定的比例掺配,在连续运动过程中完成乳化,形成沥青乳液。计量控制系统就是对上述物料在运动过程中所发生的温度、压力、流量、配合比等因素的变化实行监测与控制,以实现稳定生产高质量的沥青乳液。操作、控制系统主要包括温度、液位、流量、油水比的计量控制以及各种动力装置的顺序启闭、动作和定时控制。4.6.1温度控制沥青与乳化剂水溶液的温度是沥青乳化过程能否稳定生产的一个重要的参数,其具体值由工艺决定。目前,乳化沥青生产中很少采用温度的伺服控制,这是因为沥青乳化过程对温度的控制精度要求不高(土5℃)。因此,多数设备都是采用开关控制。用温度仪表进行监测,当温度达到上限,电磁阀(通蒸气或导热油)关闭,达到下限,电磁阀打开。(采用电加热装置其原理相同)。采用开关控制都有滞后效应,使温度超过上限或下限(由仪表精度决定),4.6.2液位控制在罐体中掺配乳化剂水溶液,控制水量一般用浮球液位计控制。同温度开关控制一样,也会出现滞后效应。因此,对液位高度理论计算后,应反复试验实际液位高度和实际加水量,最后确定液位计的实际定位高度。在乳化沥青自控设备中,所有盛装液体的容器(沥青罐、乳化沥青罐等)都应设置控制液位高低的液位控制器,这对于连续大批量生产乳化沥青,保证稳定有序地工作是必不可少的装置。4.6.3计量控制在乳化沥青生产过程中,按比例控制沥青和水溶液的输送量,而后送入乳化机中,是生产出合格的乳化沥青的重要技术性能之一。国内早期的乳化沥青油水比例控制装置,多是采用人工控制的方法,即手动控制阀门,需进行繁琐的配比计量和油水比检验。产量较小,控制不准确,油水比波动大,产品质量不稳定。近几年,自动控制油水比的装置不断出现,并且自动化程度越来越高。油水比自动控制的原理是:在沥青乳化生产过程中,沥青和乳化剂水溶液受温度、压力等因素的影响,而引起流量不断地变化；液体流量就是我们要控制的对象。通过传感器、测量仪表、调节器和执行机构就可以实现对沥青和乳化剂水溶液流量的自动控制。目前,油水比控制中采用单回路调节系统较多,其调节方式有二种:方式一：检测对象是乳化剂水溶液和乳化沥青,而调节的对象是水溶液和沥青的供量；其主要设计思想是:沥青具有物理形态很不稳定的特点,在不同的温度阶段,粘度发生很大的变化,加上沥青产地不同,组分差别大,粘度各异,不同标号的沥青粘度也有较大差别;另外,目前国内尚无合适的检测沥青的流量仪表,因此,将沥青流量作为不可检测的对象。方式二：沥青和乳化剂水溶液各自作为检测和调节对象,在运行前,需要将两个回路流量各自设定,输入计算机中进行运算,而后调节执行机构。上述的定值调节系统采用的是PID调节方式(比例、积分、微分),它可以使系统运行稳定和准确,首先将产量设定值和油水比设定值送入计算机系统,依据输入数据计算机计算确定沥青流量给定值和皂液流量的给定值,然后经过执行机构(调速器,电动阀门等)的作用,使输出的流量值与给定值相等。即设定多大油水比,输出就是多大油水比,达到高精度的控制油水比。系统中的PID调节是用于加快调节速度,PI调节是保证系统稳定运行,抗干扰能力强。4.3.8乳化沥青的储存系统乳化沥青储存系统的功能是储存产品乳化沥青并防止乳化沥青离析和破乳。主要组成：储存罐、搅拌装置、成品装载泵、循环系统、保温加热系统、管道及阀门等部件装置。储存罐体一般用钢板制作。外形有立式或卧式；固定式的乳化沥青生产厂采用立式罐、移动式生产设备采用卧式罐。罐体上部应设置人孔,便于维修人员进入内部维修或清污,底部应做成园弧状或梯状,并设置排污孔以利于杂质沉淀和排污。罐体外部必须加装保温材料,以减少乳化沥青受外部环境温度的变化是产品产生离析或破乳。为了防止乳化沥青产生离析,在储存罐上部应设置搅拌器。搅拌器由电机、减速器、搅拌轴组成；速度40--80r/min、不宜过高，以免乳化沥青破乳；搅拌桨叶布置成一层或者多层,桨叶常采用可使沥青在罐中上下运动的结构,达到防离析的目的。4.3.9、加热系统加热系统的功能是：为需要热能的部件和系统提供热能。主要形式：蒸气、导热油介质和电能。蒸气和导热油介质对沥青升温都是采用间接加热法,即水蒸气或导热油不与沥青接触,而是通过金属壁来传递热量。蒸气加热通常采用蛇形或者排管加热器,加热器的出口应设置蒸气疏水器。导热油加热器通常采用蛇形管,其高温端应设置在罐体底部,而低温端在罐的上部。现新建乳化沥青厂和移动乳化沥青生产设备到采用导热油介质，蒸气已基本不采用。电加热器多采用管状加热器,电流通过加热元件而发热,热量借幅射和对流的方法由加热元件传给被加热的沥青。电加热器一般设置在罐底部,为了使三相用电量平衡,电加热管应布置三支或者是3的倍数。无论是何种加热装置,罐体中的沥青的最低液面要能够掩埋这些装置。主要用在阀门、管道的加热保温。4.3.10、压缩空气动力系统该系统的主要功能是为乳化沥青生产设备中各类阀门提供开、关执行的压缩气体动力；主要组成：空气压缩机、管路、电磁控制阀门等部件。5乳化沥青设备的使用与管理5.1、使用程序目前,国内沥青乳化设备没有统一标准,各厂家和生产单位的设备差异很大；但在生产乳化沥青的主要程序如下：1、实验室小试；初步确定各种材料的比例配方和工艺参数，制定工艺卡；2、设备中试；依据小试确定的材料的比例配方和工艺参数和制定工艺卡调整设备，中试生产300--1000kg;3、对中试的乳化沥青质量检验和材料试样试验室试验，最终确定各种材料的比例配方和工艺参数，制定工艺卡；4、按中试后试验室最终确定各种材料的比例配方、工艺参数和制定工艺卡开机生产；5、过程取样检验油、水比，保证乳化沥青产品质量的稳定。5.2、操作、调整程序1、打开设备总电源、启动设备加热系统、压缩空气动力系统；2、待加热系统正常工作、各系统、部件温度达到工艺要求时，开启水系统、沥青系统；3、开启皂液掺配系统、胶乳添加系统，按工艺卡要求制配皂液；4、开启沥青乳化单元；5、取样检验；6、微调工艺参数；7、启动乳化沥青输送泵，将产品乳化沥青输送到乳化沥青储存罐，进入正常生产；8、在乳化沥青生产的同时，进行另一个皂液掺配罐配制皂液，在先使用皂液掺配罐的皂液用完以后，转换三通阀使用第二皂液掺配罐配制的皂液，同时配制用完皂液掺配罐的皂液，如此循环；9、生产过程中可以不断向沥青中转罐中加入沥青，同时调节导热油或电加热管，保证沥青温度在设定范围内；10、正常生产时将加热管线的导热油或电加热带关闭，停止管线加热。（用户详见设备随机使用说明书的使用指南章节）5.3、开、停机操作注意事项1、开机操作：（1）打开乳化剂水溶液罐阀门，同时打开沥青罐阀门。（2）启动乳化剂水溶液齿轮泵，同时启动沥青齿轮泵。（3）启动乳化机，同时关闭乳化机导热油。2、停机操作：（1）停沥青齿轮泵；（2）用乳化剂水溶液冲洗管道后，再停乳化剂水溶液齿轮泵；（3）停乳化机和抽油泵；（4）断开电源。5.4、注意事项：(1)沥青乳化生产必须严格按照"生产工艺卡"进行。(2)设备的操作必须指定专人负责并且熟悉和掌握设备操作要领。(3)每次生产前检查各零部件及电器,线路等,确认处于安全正常工作状态后方可开机。(4)开机前,首先启动预热系统,当沥青泵和乳化机均能用手转动,轻松自如时,再启动乳化机和乳化剂水溶液泵。(5)沥青和乳化剂水溶液温度符合工艺要求。(6)严格按"乳化剂使用说明"和"生产工艺卡"配制乳化剂水溶液。(7)采用自动控制油水配比的设备,应该先开"手动档",待油水流量计显示和工作正常时,再拨向"自动档"。(8)生产结束时,停机顺序应是沥青泵一乳化剂水溶液泵一乳化机,同时应关闭沥青管道阀门和水溶液阀门。(9)切实注意安全生产,操作人员不得擅自离岗。(10)保持车间内通风良好和车间卫生。5.5维修与保养沥青乳化设备应注意以下几点维修与保养技术：(1)乳化机和输送泵及其它电机、减速机,按其出厂说明书的规定进行日常保养。(2)每班工作结束后,应清洗乳化机,没有保温设施和防腐设施的乳化设备,还应清洗沥青泵,乳化剂水溶液泵以及管道。(3)沥青乳化机应定期检查其定子与转子的配合间隙,当不能达到该机所规定的最小间隙时应考虑更换定子和转子。(4)用于控制流量的定量泵或流量计,应定期检查其精度,并及时进行调整和维护。(5)每半年清除控制柜中的尘灰,微机部份不得吸尘,应用吹尘器除尘,以免尘灰入机,损坏机件。(6)设备长期停用,应放净罐中以及管道中的液体,保持清洁；各运动部件加注润滑油。(7)室外温度出现低于一5℃的地区,沥青乳液储存罐不应存放乳液。储存罐剩余的乳液应及时排净,(8)在使用搅拌器后，应经常检查油标；(9)胶体磨每生产100吨乳化沥青加黄油一次。5.5聚合物改性乳化沥青的生产生产聚合物改性乳化沥青是现代乳化沥青生产设备的主要功能。聚合物改性乳化沥青所用的改性剂主要是SBR和SBS。SBR胶乳改性乳化沥青虽然有较好的低温抗裂性，但对