棉花加工中籽棉烘干用熱源的選擇

■ 王殿欽 徐 捷

〔鄭州棉麻工程技術設計研究所，河南鄭州450004〕

棉花加工中籽棉烘干用熱源的選擇

■ 王殿欽 徐 捷

〔鄭州棉麻工程技術設計研究所，河南鄭州450004〕

鄭州棉麻工程技術設計研究所通過多年的研究和實踐與專業(yè)鍋爐生產(chǎn)廠家共同研制出了適合我國棉花烘干、加濕用的燃煤熱風爐，即JDK系列臥式燃煤熱風爐。下面筆者詳細介紹一下目前我國棉花烘干、加濕用的各種熱源，并解析使用JDK系列燃煤熱風爐的優(yōu)勢。

文中的分析以籽棉烘干為例。因籽棉本身的特性，在對籽棉加熱烘干時應注意以下幾個方面：1.烘干后不能被污染；2.烘干時的溫度不能太高以免破壞籽棉蠟層，降低等級或著火；3.干燥的籽棉易燃，烘干過程應無明火。因為上述這些原因以及籽棉本身的吸濕、放濕特性，對籽棉的烘干選擇利用干凈的干熱空氣與籽棉接觸來形成高溫低濕環(huán)境，在短時間內(nèi)強制將籽棉中的部分水分子脫離到周圍環(huán)境中，所以目前使用的全是間接式換熱熱風爐。

間接式換熱熱風爐以燃料種類不同可以分為燃煤熱風爐、燃油熱風爐與燃氣熱風爐。雖然燃油熱風爐、燃氣熱風爐自動化程度高、溫度易控制，但目前燃油、燃氣的原料成本日益增高，大約是燃煤的10多倍以上。單純從設備投資角度比較，燃油熱風爐、燃氣熱風爐較低，但是從運行成本角度比較，一年使用下來多消耗的燃料費比多投資的費用還要多很多。以北疆為例，1條大型機采棉加工生產(chǎn)線，配2條10 t籽棉清理線，2道烘干每小時需用8.327×106J（200萬大卡）的熱量，一天按加工20 h計算，一個軋季按70 d計算，使用各熱源熱風爐運行成本對比如表1。

表1 各熱源熱風爐運行成本對比

從表1對比可以看出柴油爐使用成本是燃煤爐的10.65倍，天然氣爐使用成本是燃煤爐的2.91倍，液化氣爐使用成本是燃煤爐的8.33倍，電熱爐使用成本是燃煤爐的8.3倍。相比其他熱源熱風爐，燃煤熱風爐一個軋季節(jié)約的燃料費就可收回投資成本。

無論使用哪種爐子，都需要一定的動力，燃油、燃氣爐相對消耗動力稍小，也不需要司爐工，相對燃煤類爐子每天可節(jié)省150元人工費用。但燃氣類爐需要專門的氣站，并且配套設施要求較高，相對增加了其他方面的成本，綜上對比可以看出使用燃煤爐最經(jīng)濟。

燃煤爐是間接換熱式熱風爐，間接換熱式熱風爐的本質(zhì)是熱交換。可以利用蒸汽、導熱油、煙道氣作為載體，通過多種形式的熱交換器來加熱空氣，從這個意義上來講，所有的間接式熱風換熱器均可稱之為熱風爐。下面筆者就分析一下使用JDK系列燃煤熱風爐的優(yōu)勢。

一、JDK系列燃煤熱風爐與蒸汽爐及導熱油相比的優(yōu)勢

1.熱效率最高。

JDK系列燃煤熱風爐是將煙道氣直接與熱交換器一次交換加熱空氣的，熱損耗最低。蒸汽爐與導熱油爐全是二次熱交換，熱能損耗相對較高。蒸汽爐先要將冷水加熱為蒸汽，然后蒸汽再與熱交換器交換加熱空氣，最終蒸汽變成冷凝水排出。導熱油爐則是先對熱介質(zhì)油先加熱，然后加熱后的熱介質(zhì)油再與熱交換器交換加熱空氣，形成回流循環(huán)加熱，與蒸汽爐相比熱損耗小一點，若距離過遠需另加循環(huán)泵。

2.非壓力容器范疇，操作簡單，使用安全，維護方便。

JDK系列燃煤熱風爐不屬壓力容器范疇，屬常規(guī)壓力熱風爐，不需要鍋爐檢測部門檢測，不需要辦理鍋爐登記證，司爐人員不需要到特定部門學習考核持證上崗，操作簡單，使用安全，維護方便。蒸汽爐與導熱油爐是壓力容器爐，新爐安裝后應經(jīng)當?shù)劐仩t檢驗所檢查驗收合格，使用單位填好“鍋爐登記卡”，到當?shù)刭|(zhì)量技術監(jiān)督局鍋爐安全監(jiān)察部門辦理登記手續(xù)，領取使用登記證；無證爐不得投入運行，需要專業(yè)司爐員，司爐員應經(jīng)質(zhì)量技術監(jiān)督部門考核，持證上崗。特別是導熱油爐司爐人員除了符合工業(yè)鍋爐司爐工條件外，還應經(jīng)過熱載體爐專門知識培訓，持有《熱載體爐司爐操作證》才能上崗。使用上要求技術難度相對高，而且由于是壓力爐，使用時的危險性也相對高。蒸汽爐要防止超壓、缺水、滿水、汽水共騰、爆管甚至爆炸。導熱油爐的使用則更為復雜，熱介質(zhì)油進出爐壓力、溫度，過濾器前后壓力，循環(huán)泵進出壓力，密封性問題，超壓爆裂問題，油位及冷卻水工作問題，熱介質(zhì)油是否過溫、變質(zhì)，是否結(jié)焦或積碳等等。更危險的是工作中的熱介質(zhì)油是高溫、滲透性極強的易燃物質(zhì)，要嚴防傷人及火災發(fā)生。停電造成停爐后的緊急處理也極為復雜麻煩，再次開爐升高油溫需要時間也較長，造成耗能增加。

3.運行及維護成本低。

JDK系列燃煤熱風爐配件為普通鍋爐配件，全國通用，價格便宜。除設備自身動力消耗外，使用普通沫煤做燃料后再無其他費用。蒸汽爐除設備自身動力消耗和用燃料費用外，耗水量也很大，加入的水做為冷凝水就直接排放且對水質(zhì)要求較高，需要專門的水分析及處理人員。蒸汽爐運行一段時期后還要按時排污，定期清洗，因為水垢會造成爐體導熱性能下降，浪費燃料，增加運行成本。蒸汽爐不用時還需要保暖保養(yǎng)，特別是天氣較冷的地區(qū)保養(yǎng)費用更高。導熱油爐的使用運行成本及維護成本相比之下則更高：濾油器要定時清洗；過濾器每月都要定時清洗或更換；爐子需定期清洗，而且清洗時需要專用的清洗劑；熱介質(zhì)油根據(jù)工藝要求需要專用油，要定時進行成分分析，必要時需要補充，甚至一至兩年就需更換，更換一次油需要十幾萬元甚至更多。導熱油使用幾年后，由于受熱分解、碳聚合形成爐管結(jié)焦，使管內(nèi)徑縮小而造成導熱油流量降低，循環(huán)泵克服的阻力增大，嚴重時會導致堵塞爐管；另一方面生成的大分子縮合物使導熱油的黏度增高，爐管結(jié)焦，熱阻增大會導致爐管壽命降低。

二、JDK系列燃煤熱風爐相比其他燃煤熱風爐的優(yōu)勢

1.爐膛和換熱器為分體式聯(lián)接，避免了爐膛直燒換熱器高溫換熱的缺陷，采用中溫換熱，換熱器采用優(yōu)質(zhì)管材，延長了爐子的使用壽命，而且不破壞棉花的品質(zhì)。

2.煙道氣在通過換熱器時走的是換熱器外面，采用氣流沖刷沉降技術把灰塵除在了換熱器下面，定時從掏灰門中掏出即可。煙道氣通過引煙風機打入水箱或水池內(nèi)，使沒有沉降的煙塵排入水中，不會再飛揚，最重要的是即便是帶出火星也會沉入到水中滅掉，既安全又環(huán)保。

3.換熱器采用列管除塵式，換熱面積大，熱效率更高。

4.熱風不與煙氣接觸，杜絕了熱風與棉花接觸后產(chǎn)生火情和污染棉花的可能。煙氣經(jīng)過除塵凈化及水池凈化和降溫后，再通過煙囪排入大氣，杜絕了貨場火災隱患，并且符合環(huán)保要求。

5.自動上煤、進煤，鏈條爐排使煤層燃燒更均勻，加熱更穩(wěn)定。

6.PLC爐溫控制系統(tǒng)根據(jù)籽棉在線測水系統(tǒng)反饋的信息和設定的溫度值，自動精確控制熱風溫度，自動顯示爐內(nèi)溫度、熱風溫度和烘干溫度，既能達到烘干目的，又起到節(jié)能降耗的作用。

通過多年的實踐，JDK系列臥式燃煤熱風爐的使用性能不斷地完善，成為棉花加工行業(yè)烘干與加濕的理想熱源。