管式干燥機處理能力的探討

常樂

摘 要：通過對管式干燥機的結(jié)構(gòu)介紹，對管式干燥機的給料能力、通過能力、供熱能力、傳熱能力、蒸發(fā)水能力進行分析，說明了RT5×8型管式干燥機的處理能力的影響因素，指出了其在某干燥褐煤的實驗中的最大處理量為60-70T/h。

關(guān)鍵詞：管式干燥機；處理能力；結(jié)構(gòu)介紹

中圖分類號：TK173 文獻標識碼：A

1 管式干燥機簡介

管式干燥機的干燥方式是過熱蒸汽間接加熱干燥，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。過熱蒸汽經(jīng)干燥機主軸進入干燥機筒體6后，同干燥管2外表面充分接觸換熱，過熱蒸汽放熱后液化成冷凝水，然后經(jīng)干燥機末端的冷凝水閥門排放到外部冷凝水收集器中，并借助壓力泵返回鍋爐循環(huán)使用。原煤通過干燥機的布料裝置3均勻分布到旋轉(zhuǎn)筒體6內(nèi)部的眾多干燥管2中，當干燥機旋轉(zhuǎn)時，煤通過重力和干燥管中導(dǎo)流片的導(dǎo)流作用，在干燥管內(nèi)流動。煤不斷地從前端流動到排料裝置7中，完成整個干燥過程；與煤一起進入干燥管內(nèi)的空氣，吸收了煤中蒸發(fā)的水分后，在排氣裝置1中與干煤粉分離，排入大氣。

2 管式干燥機處理能力探討

實際工程應(yīng)用中，在設(shè)備選型和設(shè)備采購過程中，管式干燥機的處理能力引起了很多有爭議的討論。本文基于華電重工股份有限公司管式干燥機的定型產(chǎn)品RT5×8用于國內(nèi)某褐煤干燥系統(tǒng)的實驗案例，對管式干燥機的給料能力、通過能力、供熱能力、傳熱能力、蒸發(fā)水能力進行探討，分析管式干燥機的處理能力。

2.1 管式干燥機的給料能力

管式干燥機的給料能力是指干燥機的布料裝置將原煤送入干燥管的能力，它跟干燥機布料裝置的結(jié)構(gòu)、原煤的流動性等有關(guān)。

2.2 管式干燥機的通過能力

管式干燥機的通過能力是指干燥過程中，單位時間內(nèi)流過干燥管的原煤總量，其與干燥管的數(shù)量、干燥機的布置傾角、干燥管的直徑、干燥管內(nèi)導(dǎo)流片的螺距、干燥機轉(zhuǎn)速、原煤的松散度以及干燥管的填充度等參數(shù)有關(guān)。

管式干燥機的干燥管數(shù)量、干燥管直徑、布置傾角以及導(dǎo)流片螺距為設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)，原煤的松散密度是物料特性參數(shù)，干燥機的轉(zhuǎn)速以及干燥管的填充度是工藝控制參數(shù)。干燥過程中，可通過控制干燥機的轉(zhuǎn)速控制原煤在干燥管內(nèi)的流動速度，從而控制原煤在干燥機內(nèi)的通過能力。

2.3 管式干燥機的供熱能力

管式干燥機的供熱能力是指單位時間內(nèi)流過的過熱蒸汽提供的熱量總和，其大小與過熱蒸汽流過管式干燥機前后的焓值、流量有關(guān)。供熱能力計算如下：

Q1= m·（h前-h后）

m-為單位時間內(nèi)流過的過熱蒸汽的質(zhì)量（kg/h）；h前-為流入干燥機前的過熱蒸汽的焓值（kJ/kg）；h后-為流出干燥機后的蒸汽凝液的焓值（kJ/kg）。

過熱蒸汽的流量與管式干燥機的進出口管徑和流速有關(guān)。實際穩(wěn)定工況下，過熱蒸汽最大的通過流量遠大于實際需要流量，實際流量由系統(tǒng)閥門控制；在相對穩(wěn)定的工況下，流入干燥機時的過熱蒸汽的焓值和流出干燥機時的蒸汽凝液的焓值相對穩(wěn)定。管式干燥機通過控制流經(jīng)干燥機的過熱蒸汽的流量控制其供熱能力。

2.4 管式干燥機的傳熱能力

管式干燥機屬于傳導(dǎo)傳熱的干燥設(shè)備，其傳熱能力是指單位時間內(nèi)熱量從干燥管的過熱蒸汽一側(cè)傳遞到原煤一側(cè)的總熱量，與干燥過程溫度參數(shù)、傳熱系數(shù)、干燥機的傳熱面積以及干燥管的材質(zhì)等參數(shù)有關(guān)系。其中傳熱系數(shù)是一個關(guān)鍵參數(shù)，它表示本干燥傳熱過程的難易程度。針對管式干燥機干燥褐煤這一特定的干燥過程，采用了并流式傳熱方法，其數(shù)值可以通過實驗裝置精確測量。

2.5 管式干燥機的蒸發(fā)水能力

管式干燥機的蒸發(fā)水能力是指單位時間內(nèi)從原煤中蒸發(fā)出來，并通過空氣作載體，被送出干燥系統(tǒng)的水分的最大質(zhì)量。原煤吸收干燥管傳遞的熱量后，水份汽化，并從原煤中擴散出來；在分壓差的作用下，水份由原煤表面向空氣擴散，并被氣流帶走。

管式干燥機的蒸發(fā)能力與其傳熱能力和氣流流速有關(guān)。傳熱能力較小，水分不能從原煤中蒸發(fā)出來，影響其蒸發(fā)能力；氣流流速較小，單位時間流過干燥機的空氣量較小，單位質(zhì)量的空氣濕度過大后，水分不能從原煤中蒸發(fā)出來，影響其蒸發(fā)能力；氣流流速過大后，靜止的原煤被氣流帶走，干燥機無法正常工作。管式干燥機在運行過程中的空氣流速一般控制在小于1m/s。

在傳熱能力滿足系統(tǒng)需要的前提下，管式干燥機的蒸發(fā)能力等于干燥前后廢濕氣中水分的增加量M2：

M2 =m空·（x后-x前）

m空為進入干燥機的干空氣質(zhì)量 （kg/h）；x后為排出干燥機的空氣的濕含量（kg/kg）；x前為進入干燥機的空氣的濕含量（kg/kg）。

管式干燥機的蒸發(fā)能力還近似等于煤炭干燥前后質(zhì)量的減小量M3：

M3 =m濕煤·（χ前-χ后）/（1-χ后）

m濕煤為進入干燥機的濕煤的質(zhì)量（kg/h）；χ前為進入干燥機前煤的含水量（%）；χ后為出干燥機的煤含水量（%）。

結(jié)語

管式干燥機的處理能力受到其給料能力、通過能力、供熱能力、傳熱能力、蒸發(fā)水能力共同影響，某一能力過大都不能直接提高其處理能力；只有通過合理計算其運行工況參數(shù)，提高各種能力的匹配性，才能提高其處理能力。如果各種能力不能合理匹配，將導(dǎo)致設(shè)備運行參數(shù)不能穩(wěn)定和運行能耗過高。

參考文獻

[1]梁寶平.干燥設(shè)備設(shè)計選型與應(yīng)用實用手冊[M].哈爾濱：北方工業(yè)出版社，2006.

[2]劉文廣.干燥設(shè)備設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.