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回轉(zhuǎn)烘干機(jī)研究與應(yīng)用

閱讀：1217發(fā)布時(shí)間：2014-5-23

　　回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)由于其設(shè)備簡單，工藝簡捷，單機(jī)產(chǎn)量高，易于維護(hù)和管理等優(yōu)點(diǎn)，在建材、化工等許多行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，但傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)普遍存在著熱效率低、能耗高的問題。這里筆者從不同類型烘干機(jī)比較分析結(jié)合烘干機(jī)改造實(shí)踐，探討了回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)途徑。
　　
　　1、回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)與其它類型烘干機(jī)的比較分析
　　
　　沸騰烘干機(jī)和流態(tài)化烘干機(jī)是比較常用的兩種烘干設(shè)備，其熱效率比較高的主要原因在于物料在熱介質(zhì)（高溫?zé)煔猓┗驒C(jī)械力的作用下，基本處于懸浮或近似流態(tài)化狀態(tài)，物料和熱煙氣接觸充分，換熱條件良好，有利于換熱效率的提高。而傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)由于其結(jié)構(gòu)型式的局限，物料與熱介質(zhì)充分接觸時(shí)間很短。有關(guān)資料表明，回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)，其物料顆粒滯留于空中的時(shí)間僅是其沉落在筒體和揚(yáng)料板內(nèi)時(shí)間的10%～12.5%。這正是回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)效率較低的根本原因。因此，想要進(jìn)一步提高回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)的熱效率，應(yīng)該從提高機(jī)內(nèi)物料的滯空時(shí)間，增加物料和熱介質(zhì)充分接觸機(jī)會(huì)，減少不必要熱損失等幾方面人手，對回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)本身而言，影響這幾方面的因素主要有揚(yáng)料裝置結(jié)構(gòu)型式、布置方式和烘干機(jī)轉(zhuǎn)速，因此，研究改進(jìn)烘干機(jī)揚(yáng)料裝置和設(shè)置適宜的回轉(zhuǎn)速度成為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的關(guān)鍵。
　　
　　2、回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)的現(xiàn)狀及存在問題
　　
　　2.1揚(yáng)料裝置
　　
　　傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)常見的揚(yáng)料裝置有螺旋型、“j”型、直板型、格子型，其中格子型熱效率稍高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，較少采用。螺旋型多用作進(jìn)出料螺旋，zui常見的為“J”型。在揚(yáng)料板布置型式上，多為單一型式的揚(yáng)料板交錯(cuò)布置。
　　
　　以zui常見的采用“J”型揚(yáng)料板的烘干機(jī)為例，烘干機(jī)內(nèi)部揚(yáng)料裝置，除進(jìn)料螺旋外，全部為交錯(cuò)布置的“J”型揚(yáng)料板，普遍存在揚(yáng)料板數(shù)量少、結(jié)構(gòu)型式單一且結(jié)構(gòu)不合理的缺陷。在烘干機(jī)回轉(zhuǎn)過程中，物料揚(yáng)起高度低、拋撒范圍小、軸向流速快，不能zui大限度利用簡體截面，在較大的筒體截面上形成明顯的熱煙氣“短路”通道（如圖1所示），大大減少了物料和熱介質(zhì)充分接觸機(jī)會(huì)，I、Ⅱ區(qū)為煙氣“短路空洞”這是造成回轉(zhuǎn)式圖1“j”型揚(yáng)料板揚(yáng)料示意圖烘干機(jī)效率低下的主要原因。
　　
　　回轉(zhuǎn)烘干機(jī)揚(yáng)料板
　　
　　2.2轉(zhuǎn)速
　　
　　在保證揚(yáng)料板卸空率的前提下，適當(dāng)提高烘干機(jī)轉(zhuǎn)速，可以增加單位時(shí)間內(nèi)物料揚(yáng)起次數(shù)，增加物料顆粒和熱煙氣接觸機(jī)會(huì)，延長接觸時(shí)間，提高換熱效率。而且，不同的物料，顆粒大小和粘滯性不同，其卸空的難易程度不同，其要求的適宜轉(zhuǎn)速就不同。從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)看，烘干礦渣、磷（肥）渣等顆粒較小且不粘結(jié)的物料時(shí)，直徑2.2m以上的烘干機(jī)轉(zhuǎn)速在4.5～5r.p.m比較合適，而粘土等物料要求轉(zhuǎn)速就較低。當(dāng)然，各使用廠家因情況不同有一定差異，這就要求設(shè)備廠家提供的設(shè)備有一定的適應(yīng)性。
　　
　　表1為部分廠家不同型號(hào)烘干機(jī)的參數(shù)表。從表中數(shù)據(jù)看出，目前設(shè)備廠家提供的烘干機(jī)幾乎全部為固定轉(zhuǎn)速，烘干機(jī)的轉(zhuǎn)速一般在2~5r.p.m之間，以2～4r.p.mzui多，較實(shí)際需要偏低且適應(yīng)性差。這也是傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)烘干效率不高的重要因素之一。
　　
　　滾筒烘干機(jī)
　　
　　3、回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)的實(shí)現(xiàn)
　　
　　從以上比較分析可以看出，就設(shè)備本身而言，大幅度提高回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)熱效率和產(chǎn)量的技術(shù)關(guān)鍵就在于提高物料在簡體截面占有率、延長物料滯空時(shí)間、增加物料揚(yáng)起次數(shù)，亦即設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理、布置得當(dāng)?shù)膿P(yáng)料裝置和適宜的回轉(zhuǎn)速度。
　　
　　3.1揚(yáng)料裝置的改進(jìn)
　　
　　理論上，物料烘干過程分為加熱升溫、等速干燥、降速干燥三個(gè)階段。揚(yáng)料板的主要功能是：導(dǎo)料、均流、揚(yáng)料和阻料。只有結(jié)合不同的干燥階段合理布置不同結(jié)構(gòu)型式的揚(yáng)料裝置，使物料流速適當(dāng)并有效利用整個(gè)筒體截面空間，增大物料對熱氣流的阻力，適當(dāng)延長熱煙氣作用于物料的時(shí)間長度，才能強(qiáng)化熱交換效果，提高熱交換效率，快速完成烘干過程。
　　
　　基于此，設(shè)計(jì)了幾種不同結(jié)構(gòu)型式的揚(yáng)料裝置和組合方式，以適應(yīng)不同的烘干階段和物料品種，取得了很好的效果。
　　
　　各種揚(yáng)料裝置的作用和特點(diǎn)如下：
　　
　?、僮兏呋⌒螕P(yáng)料板（見圖2）：充分帶起并拋撒物料，zui大限度地在簡體截面上形成料幕，同時(shí)具有較好的防粘結(jié)和破碎團(tuán)塊功能。適用于各種物料的加熱升溫階段及粘性物料的等速干燥階段初始段；
　　
　　②弧形揚(yáng)料斗（見圖3）：充分拋撒物料，
　　
　　在筒體截面上形成料幕的效果。適用于各
　　
　　種物料等速干燥階段和礦渣等物料的加熱升
　　
　　溫階段后段；
　　
　?、蹚较蛘哿餮b置（圖略）：加快料速、強(qiáng)制分區(qū)，同時(shí)可增大物料在空中運(yùn)行距離，延長換熱時(shí)間；
　　
　　烘干機(jī)
　　
　　④反向揚(yáng)料板：軸向阻料，實(shí)現(xiàn)逆向交叉返料，延長物料機(jī)內(nèi)停留時(shí)間。適用于加熱升溫和等速干燥階段組合使用；
　　
　?、萜桨迨綋P(yáng)料板：分層拋撒物料，縱向?qū)Я?。適用于干燥各階段。
　　
　　要達(dá)到烘干的目的，不同的烘干階段和物料種類還必須有不同組合的揚(yáng)料裝置與之相適應(yīng)。
　　
　　這里，筆者以某水泥廠烘干白堊土的直徑2.4mX18m回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)為例，介紹一種揚(yáng)料裝置布置方案。
　　
　　如圖4揚(yáng)料裝置布置圖所示，以物料折向裝置安裝位置為界，沿簡體長度方向分成三個(gè)區(qū)，每區(qū)有不同的安裝組合，以適應(yīng)物料烘干的不同階段。
　　
　　l區(qū)：加熱升溫階段，主要蒸發(fā)物料表面水。剛?cè)霗C(jī)的低溫物料與高溫介質(zhì)快速熱交換，物料表面首先形成一層水膜，易形成粘料和“結(jié)殼”現(xiàn)象，所以該區(qū)主要采用變高弧形揚(yáng)料板結(jié)合部分反向揚(yáng)料板，一方面充分揚(yáng)起并拋撒物料，在筒體截面上形成換熱條件良好的料幕，同時(shí)增大物料碰撞和摩擦機(jī)會(huì)，充分利用了變高弧形揚(yáng)料板的防粘結(jié)和破碎作用；脫去表面水的物料經(jīng)徑向折流裝置快速進(jìn)入等速烘干區(qū)。
　　
　　烘干機(jī)揚(yáng)料裝置布置圖
　　
　?、騾^(qū)：等速干燥階段。此階段主要在于逐步脫去物料的非化學(xué)結(jié)合水，同時(shí)大部分白堊土料塊因產(chǎn)生收縮而碎裂，因此，該區(qū)主要采用弧形揚(yáng)料斗，間隔布置一定數(shù)量反向揚(yáng)料板，一方面充分利用弧形揚(yáng)料斗拋撒充分，形成料幕效果好的特點(diǎn)加強(qiáng)換熱，又可通過反向揚(yáng)料板的定向返料，反復(fù)拋撒，適當(dāng)延長物料在該區(qū)停留時(shí)間，強(qiáng)化傳熱效果，適應(yīng)等速干燥階段要求蒸發(fā)強(qiáng)度高，水分移動(dòng)速度快的特點(diǎn)。
　　
　?、髤^(qū)：降速干燥段。主要功能是，進(jìn)一步提高物料溫度，強(qiáng)化表面水分蒸發(fā)，提高烘干速率，保證烘干效果。因此，該區(qū)揚(yáng)料裝置的布置，由弧形與平板相間逐漸過度到*為平板形揚(yáng)料板，實(shí)現(xiàn)互不交叉的分層揚(yáng)料，逐漸擴(kuò)大風(fēng)洞面積，減小空氣流動(dòng)阻力，以適應(yīng)水分蒸發(fā)和快速移動(dòng)需要。
　　
　　三個(gè)區(qū)的長度可根據(jù)物料特點(diǎn)及各廠實(shí)際使用情況進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到*烘干效果。
　　
　　3.2傳動(dòng)系統(tǒng)的改造
　　
　　為了滿足不同物料對烘干機(jī)轉(zhuǎn)速的不同要求，以及在條件許可的情況下，適當(dāng)提高烘干機(jī)回轉(zhuǎn)速度的需要，在減速機(jī)等不變的情況下，只需將原來的Y系列或J02泵列電機(jī)更換為YCT系列調(diào)速電機(jī)，其調(diào)速范圍為132—1320r.p.m，烘干機(jī)轉(zhuǎn)速一般可達(dá)到0～6r.p.m，*需要。從使用情況看，傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，有助于實(shí)現(xiàn)提高烘干效率和增產(chǎn)的目的。
　　
　　4、使用效果
　　
　　無論從理論和實(shí)踐方面，該技術(shù)都是十分有效和成功的。多家水泥廠運(yùn)用此技術(shù)對原有烘干機(jī)進(jìn)行了改造，雖然各廠物料種類、烘干機(jī)規(guī)格、配套設(shè)備和管理水平各不相同，但都取得了很好的效果，烘干機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高幅度都在50%～100%以上，煤耗下降在30%～50%，系統(tǒng)電耗明顯下降，烘干機(jī)熱效率大幅提高，對設(shè)備生產(chǎn)廠家和使用廠家都有一定參考價(jià)值。

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