浅谈沸腾炉的设计.doc

浅谈沸腾炉的设计、使用要点工业原、燃材料、半成品、成品为了下道工序的更好制备、储存，大多要进行烘干，大规模的工业生产，必然采用烘干设备。 烘干系统使用效果的好坏，不仅体现在本体设计上的周密、统盘考虑，比如较低的热损失、料气的充分交换；还要考虑系统中的众多因素，使之达到最佳结合。热风炉的选择、设计、使用就是很重要的环节。一、热风炉的选择热风炉是烘干系统的热量来源。热风炉热效率高低取决于热烟气的输入量和介质温度，实际应用中热风炉有多种形式。 手烧炉：由人工手动喂煤，可直接燃烧 50mm 以下的粒状煤，需不断的进煤、清渣，工人劳动强度大，大量冷风带入炉内，燃烧过程不稳定、炉内烟气温度低、不完全燃烧损失大，造成煤耗高、热效率低、供热量小。 喷煤炉： 对火烟深度控制要求严格，火焰过深，则容易烧坏烘干机内部筒体及扬料板，甚至改变物料的物性；过短，则烟气进入烘干机的温度不足，烘干能力变差。此外，对煤质及细度要求严格，燃烧不稳定，操作难度大。燃油(气)炉：利用油、气作为燃料，优点是燃尽率高，易于操作。缺点是对操作的要求，优其是对安全的要求极高，严禁泄漏,，以防爆炸。沸腾炉：它介于层燃和悬浮状燃烧之间，燃烧时呈沸腾状态，具有强化燃烧、传热效果好、结构简单、可燃烧劣质燃料等优点。但传统沸腾炉由于局部结构设计不合理，直角部分多，使用寿命短，炉内易结渣，涡流现象严重，煤耗较高，燃烧温度偏低。 节煤型高温沸腾炉：是我所在传统沸腾炉的基础上进行整体改型和优化设计的一种KF新炉型。其采用小炉床整体框架结构，炉床容积较常规缩小，炉体结构更加稳固，大大提高了炉体的使用寿命和单位容积热强度；减少了尖锐直角，降低了结渣频率，能够在原有沸腾炉的基础上节煤 40 60% ，炉温大幅度提升并可自由控制，进一步放宽了对劣质煤的适应程度。几种炉型的技术经济指标对比见表 1 ，单位容积热强度对比见表 2 。 表 1 不同燃烧方式的技术经济指标比较 炉 型 煤低位 热值 / c a/ kg 燃烧 温度 灰渣含 碳量 % 煤耗 kg/t 投资 / 万元 层燃式手烧炉 5000 600 18 40 8 喷燃式煤粉炉 6000 900 12 30 12 普通沸腾炉 4500 700 8 28 16 节煤型沸腾炉 3000 1100 4 18 16 表 2 几种炉型炉膛容积热强度比较 炉 型 q v ( kW/m 3 ) 煤粉炉 175233 抛煤机炉 233291 普通沸腾炉 9301170 节煤型沸腾炉 13501861 燃油炉 291349 高炉煤气燃气炉 233349 节煤型高温沸腾炉因对燃煤的适应性强，能燃烧劣质煤，操作简单，节煤显著而为众多企业所选用。二、参数的选取燃烧室的大小，即炉蓖面积、炉膛容积的计算选取。1、 热耗和耗煤量热耗和耗煤量按下列公式计算：q=lc1t1/g= lc1t1/QDWgc= lc1t1W1-W2/QDW100W1GC=Wg 或 GC=1000Ggc 式中 l-蒸发1 kg水需要的热气体量，Nm3/ kg水; c1- 进 烘干机热气体平均比热，kJ/( Nm3。)；t1-进 烘干机热气体的温度，；W1-进 烘干机物料的初水份，%W2-出烘干机物料的终水份，%q-烘干机的热耗，kJ/kg水；g-烘干机的煤耗，kg煤/kg水；gc-烘干机的煤耗，kg煤/kg烘干物料GC -燃烧室 耗煤量， kg煤/h; QDW- 煤的低位热值，kJ/kg煤-燃烧室的热效率，见下表3项目 燃烧室形式人工操作回转炉篦倾斜推动炉篦振动炉篦煤粉燃烧室沸腾炉燃烧室热效率080085-09085085-090909-095对煤的适应性适应性广不适宜单烧无烟煤及结焦性强和高灰分的低质煤不适宜烧挥发份低的贫煤和无烟煤燃用无烟煤及劣质煤时效率下降适应性广可使用粒径为0-10mm的劣质煤和矸石鼓风风压Pa800-1000900-1500900-1500900-15002000-30006000-90002、 燃烧室炉篦面积 F= GC QDW/qF 式中F-燃烧室炉篦面积包括炉条及通风孔隙面积在内，并按其在水平面上的投影面积计算，m2; qF- 炉篦面积热强度，kJ/ m2.h或Kw/m2,见表4通风方式及煤种 燃烧室形式人工操作回转炉篦倾斜推动炉篦振动炉篦煤粉燃烧室人工通风烟煤292104-335104335104-378104292104-335104335104-418104炉膛断面热强度684104-828104无烟煤335104-378104209104-292104自然通风烟煤126104-209104187104-252104-无烟煤169104-2521043、 燃烧室炉膛容积 V= GC QDW/qV式中V-燃烧室炉膛空间容积，m3；qv- 炉膛容积热强度，kJ/ m3.h或Kw/m3；见表5炉膛容积热强度kJ/ m3.h 备注层燃燃烧室104104-126104烟煤取低值，无烟煤取高值煤粉燃烧室50104-831044、沸腾炉的一般技术参数：冷态沸腾风速约1m/s；布风板开孔率为2.2%3%；风帽的小孔风速约3045 m/s；各帽头之间的间隙中断面风速约为22.5 m/s；悬浮段的热态风速约为0.81.2 m/s；布风板下的断面风速小于或等于为1.5 m/s；风箱进口处的风速小于5 m/s。5、沸腾炉的鼓风机压力为60008000Pa较为适宜。三、结构设计的注意点1、 为便于操作,炉篦深度不宜超过2mm；沿炉篦宽度1-1.5m设一个炉门。2、 炉膛高度以易于操作为原则。3、 炉膛长宽比宜选用3:1。4、 炉膛应成断面放大式，与垂直面成22。5、 炉膛内最边壁的风帽与炉内壁距离为20-30mm。6、 筑砌内、外层耐火砖、红砖时砖缝要错开，且之间要有搭接砖。7、 外层砖筑砌完后，外圈要用钢架拉起来，以增加其钢性、整体牢固性。8、 当用煤量大于180kg/h时，加煤应采用机械加煤、出渣。9、 合理、合适的挡火墙高度有利于控制进入烘干机的热气体温度，避免烧坏烘干机筒体前端。10、穿过沸腾炉的喂料管，要外敷耐热混凝土或选用耐高温的耐热不锈钢，并做好之间的密封。11、沸腾炉出气口附近要装设测温热电偶，以利于控制出气烟气温度。四、使用中应注意的问题1、 进炉煤粒径的控制为满足沸腾炉沸腾的要求，应控制进炉煤碳的粒径在3 mm左右，最大的不超过8 m m。2、生产组织、热风炉的操作对煤耗影响较大。煤耗的高低不仅受出口烟气的温度、系统的保温减少热散失、煤炭的燃尽度等有关，而且与生产组织、热风炉的操作有关。后者易忽略，有的厂家库容小，经常断续生产，烘一个班停几天，经常熄炉、生炉