干燥筒叶片布置结构与热交换(1005241的修改稿)

干燥筒叶片布置结构与热交换干燥筒叶片布置结构与热交换 惠光云 山东路桥集团 干燥筒作为沥青拌和设备的关键总成 它的性能优劣不仅反映在生产能力 上 燃料发热量的充分利用即热效率也是使用单位十分关注的问题 一台性能 优良的干燥筒 就是要求在热量损失尽可能少的情况下 用最短的时间 完成 燃气与骨料之间的热量交换 取得最大热效率 一 对干燥筒的要求 一 对干燥筒的要求 为了使具有一定含水量的湿冷骨料在较短时间里 用较低的燃料消耗能 充分脱水 并加热至所需要的温度 故要求 1 骨料在干燥筒内应均匀 分散 并滞留足够的时间 2 骨料在干燥筒内能直接与燃气接触 充分利用其热能 3 干燥筒有足够大的空间 不至使内部空气受热膨胀后压力过大 促成 粉尘逸散 4 保证燃料的正常燃烧和火焰形状 提供足够的燃烧空间 为此 现在的干燥筒均采用旋转的 长圆柱形的筒体结构 矿料从一端进 入筒内 被烘干 加热后从另一端卸出 二 影响干燥筒技术性能的因素 二 影响干燥筒技术性能的因素 作为标志干燥筒性能的技术经济指标应包括以下三个方面的要求 1 生产效率的要求 生产率 2 对所生产的热骨料的质量要求 骨料的除水和加温 3 充分利用燃料发热量的要求 热效率 影响干燥筒生产能力的因素可归纳为三大类 设计 材料和工况 其中影 响干燥筒技术性能的是设计因素 包括 干燥筒的直径 长度 燃气的速度 叶片的结构和布置 回转速度和安装倾角 这些因素对干燥筒性能的影响最大 随着拌和设备技术发展的日趋成熟 各供货厂家对相同产量的机型 以上 参数也大致相同 用户在选购 使用时已没有更改的可能 而干燥筒的提料叶 片的结构 布置 不同厂家在结构原理相似的情况下各有差异 而且在供货时 不提供提料叶片的技术文件 当干燥筒内的叶片受热变形严重或脱落 需要维 修或更换时 由于没有原始的图纸资料可供参考 就带来了困难 因此对干燥 筒的工作原理及叶片布置结构进行比较透彻的分析 对保证干燥筒乃至整个拌 和楼的性能意义重大 三 干燥筒内叶片的工作原理和设计要求三 干燥筒内叶片的工作原理和设计要求 对于强制间歇式拌和设备 骨料在干燥筒内加热采用逆流方式 所以筒内 叶片的设计应满足以下条件 1 骨料在筒体进料端能够快速向里推进 2 强化筒体内对流区段的燃气与骨料的热交换过程 3 在燃烧区段 骨料不应堵挡燃烧器的火焰 使燃料在筒体内有较好的 燃烧条件 根据以上要求 把干燥筒分为三个功能区段 如下图 1 A A 进料 B B AB 2 1 32 A 喷火 B 干燥筒体展开图 区为进料区 约占筒体总长的十分之一左右 区为对流区 约占总长度的 一半多 区为燃烧区 火焰区 约占总长度的三分之一 区进料段的叶片为接料叶片 它的作用是把骨料接入筒体内 并快速向 前推进 为此 这区段叶片采用多头螺旋带形式 其螺旋升角为 45 60 它的头数和长度根据筒体长度而定 如下表 筒体直径 D m I 区螺旋带头数I 区长度 1 1 48 10 1 4 1 810 12 0 4 0 8 D 2 416 强化燃气与骨料热交换的 区段叶片的设计应使骨料在这里被多次的提升 和自由撒落 并达到均匀 分散 形成比较密集的料帘 使骨料与燃气之间进 行充分的热交换 该区段的叶片有以下形式可供参考 见图 浅槽式 深槽式 勺式 曲线式 筒体叶片形式 比较常用的是深槽式的叶片 它的参数尺寸为 l1 0 2D l1 0 085D D1 0 6D 25 30 在 区段 根据筒体截面叶片的结构 数量不同 又可分为三个小区的区 段 其中 1 3 区段叶片的数量应少于 2 区段 而且料帘的密集程度也不及 2 区 段 形成中间密两头疏的叶片布局 原因是 1 区段接近进料口 即燃烧尾气的 出口 过于密集的料帘容易带走过多的粉尘 从而增加除尘系统的负担 3 区 段接近火焰 密集的料帘容易阻挡理想火焰的形成 影响燃烧的充分 同时在 整个 区段内 叶片应分段错位布置 区段为燃烧区段 骨料在向前移动中不能堵挡火焰 否则 造成燃油滴 被骨料撞落而形成机械式不完全燃烧 这些油滴随尾气排出进入除尘器 对滤 袋造成损害 进而影响除尘效果 在比较新的机型设计中 把 区段又分为 2 个小区段 其叶片的结构布置见下图 筒体叶片形式 1 区段为高温区段 叶片设计为盒形结构 筒体转动时流动的骨料在叶 片盒内沿筒壁围成一周 这样即减少了筒体壁的散热损失 使热量充分传递给 骨料 同时又减轻了热辐射对筒壁的损坏 2 区段接近卸料口 或称为卸料过渡区 该区段内采用不起提料作用的 小型叶片 如推料角钢 通过以上分析可以得出 干燥筒内叶片结构布置的是否合理 取决于所形 成的料帘的密集程度和料帘在干燥筒内的位置 四 干燥筒内叶片的固定四 干燥筒内叶片的固定 干燥筒的三个区段各部分的温度是不相同的 在进料端 属于低温区 叶 片比较短 可用焊接的方法固定 在高温区 由于叶片和筒体之间不均匀受热 变形而产生相对位移 所以采用螺栓固定 有些生产厂家为了结构一致也采用 了全部螺栓固定的方法 五 叶片布置对干燥筒性能影响分析五 叶片布置对干燥筒性能影响分析 合理的叶片布置及结构 不仅能提高热效率 降低尾气温度 降低干燥筒 受热变形损坏 而且能够提高骨料加热后的温度稳定性 从而提高拌和料的质 量 下图为不同性能的两个干燥筒的比较 图示为设计产量 出料温度相同时 实验数据 料温实验曲线 曲线 优良干燥筒内不同区段系统平均温度 曲线 设计不理想干燥筒内不同区段系统平均温度 曲线 优良干燥筒内不同区段骨料的平均温度 曲线 设计不理想干燥筒内不同区段骨料的平均温度 1 能耗分析 以产量 120T h 为例 假定两烘干筒尾气出口温度相差 20 该机型出口 尾气排量约 50000m3 h 取平均气体密度 1 15kg m3 150 平均比热 C 1003J kg K 两种干燥筒每小时的能耗差别大约为 不考虑其它热损失差别 Q 50000m3 h C T 50000 m3 h 115 kg m3 1003 J kg K 20K 1 15 104J 2 76 108 卡 2 76 105 千卡 以上热量相当于 27 kg 左右柴油燃烧的发热量 即图表中的阴影部分 1 卡 4 18 J 燃油发热值 10340 千卡 kg 2 骨料温度分析 从曲线可以看出 优良干燥筒内骨料温度呈