淺談干混砂漿生產(chǎn)線的烘干系統(tǒng)

程建奎　楊森

摘? 要：砂是干混砂漿生產(chǎn)線的關(guān)鍵原料，烘干系統(tǒng)作為對砂初加工的設(shè)備，對干混砂漿生產(chǎn)線的連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行起著關(guān)鍵作用。該文主要介紹了目前常用的烘干機(jī)結(jié)構(gòu)以及影響烘干系統(tǒng)性能的關(guān)鍵點(diǎn)，通過對燃料燃燒程度、滾筒換熱性能、廢氣損失、烘干后砂子冷卻、烘干系統(tǒng)散熱5個部分的控制，使?jié)L筒運(yùn)行和耗能達(dá)到最佳狀態(tài)，有利于對干混砂漿生產(chǎn)線烘干系統(tǒng)在操作過程中進(jìn)行節(jié)能減排，易于維護(hù)。

關(guān)鍵詞：干混砂漿生產(chǎn)線;烘干系統(tǒng);熱力學(xué)過程

中圖分類號：U414? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

隨著國家“節(jié)能減排”要求日益嚴(yán)格，各地都陸續(xù)出臺了禁止現(xiàn)場攪拌的政策。干混砂漿生產(chǎn)線從此進(jìn)入了快速發(fā)展階段。干混砂漿生產(chǎn)線烘干系統(tǒng)作為干混砂漿生產(chǎn)線中主要的能源消耗點(diǎn)，又是干混砂漿生產(chǎn)線中對關(guān)鍵原料初加工的設(shè)備，因此烘干設(shè)備選擇的好壞，對干混砂漿生產(chǎn)線有效運(yùn)行起到了關(guān)鍵作用，對干混砂漿生產(chǎn)線烘干系統(tǒng)中的成本控制、工作效率產(chǎn)生了極大的影響。

1 干混砂漿生產(chǎn)線烘干系統(tǒng)及主要結(jié)構(gòu)

烘干過程是一個將燃料燃燒產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽ㄟ^火焰輻射和高溫?zé)煔馀c濕砂在烘干機(jī)中進(jìn)行熱交換并除去水分的過程。已烘干好的高溫砂子一般會在110 ℃左右，對產(chǎn)品線后續(xù)的生產(chǎn)會有所影響。所以再通過自然冷卻或者通過外界空氣強(qiáng)制冷卻對已烘干的高溫砂子進(jìn)行降溫。最后，合格的成品砂進(jìn)入下一生產(chǎn)環(huán)節(jié)，廢氣在不達(dá)到露點(diǎn)的情況下經(jīng)除塵器除塵后排入大氣中。

干混砂漿生產(chǎn)線成品砂既要滿足含水率在0.5 %以下，又需滿足砂子溫度在65 ℃以下。同時滿足這2個條件就很考驗烘干滾筒的能力，國內(nèi)的烘干技術(shù)保證砂子含水率在0.5%以下已經(jīng)比較成熟，但很多設(shè)備還做不到將烘干過的高溫砂子降溫到65 ℃以下，而市場上烘干機(jī)結(jié)構(gòu)主要是雙筒烘干機(jī)和三筒烘干機(jī)結(jié)構(gòu)。

雙筒烘干機(jī)如圖1所示。烘干筒有2層，內(nèi)層用于烘干。通過熱源（爐子）產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c濕砂順流熱交換，將濕砂中的水去除。而外層用于冷卻，用常溫的空氣與已烘干的高溫砂子逆流熱交換，對高溫砂子進(jìn)行降溫，以保證烘干筒出來的產(chǎn)品砂的溫度、含水率均能滿足要求。

三筒烘干機(jī)，如圖2所示。烘干筒共有3層，內(nèi)層和中層用于烘干，烘干筒內(nèi)層通過熱源（爐子）產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c濕砂順流熱交換，而中層可以再利用內(nèi)筒外壁的熱量將濕砂中的水去除。外層則對已烘干好的高溫砂子自然冷卻。

2 影響烘干系統(tǒng)性能的因素

影響烘干系統(tǒng)的主要因素有5個熱力學(xué)過程，分別為燃料燃燒程度、滾筒換熱性能、廢氣損失、烘干后砂子冷卻、烘干系統(tǒng)散熱。對烘干系統(tǒng)的評價主要參考以上5個過程，這5個熱力學(xué)過程的優(yōu)劣可基本判斷烘干系統(tǒng)的烘干能力、能耗大小、成品砂質(zhì)量。

2.1 燃料燃燒程度

在燃料種類和質(zhì)量確定的情況下，其熱值在充分燃燒時是個定值。此時影響供熱因素的就是燃燒效率，即燃料燃燒程度。燃燒過程不僅和燃料有關(guān)，還和環(huán)境相關(guān)。燃料是否完全燃燒，環(huán)境供氧及燃燒空間是否充分等，都是影響燃料燃燒程度的主要因素，從而影響提供給滾筒換熱的熱量。

2.2 滾筒換熱性能

三筒烘干機(jī)水平放置，濕砂在筒內(nèi)運(yùn)動靠筒內(nèi)的葉片推動，當(dāng)選用燃?xì)馊紵鲿r，三筒烘干機(jī)就需要增加爐膛結(jié)構(gòu)，從而增加烘干系統(tǒng)的散熱及設(shè)備的采購費(fèi)用和維護(hù)成本。而雙筒烘干機(jī)傾斜放置，濕砂隨筒體的旋轉(zhuǎn)在重力的作用下推動濕砂沿軸向運(yùn)動，當(dāng)選用燃?xì)馊紵鲿r雙筒烘干機(jī)通過調(diào)整滾筒內(nèi)葉片形式，燃燒器直接對接滾筒而不用增加爐膛。

2.3 廢氣損失

煙氣與濕砂進(jìn)行換熱后，會攜帶少部分熱量排出。此過程中，煙氣攜帶熱量越低，烘干系統(tǒng)熱損失也就越小。但因為烘干骨料的過程中，去除的水分會隨著煙氣一同排出。如果煙氣溫度過低，將導(dǎo)致在進(jìn)入除塵器的過程中水分析出，達(dá)到煙氣露點(diǎn)，使除塵器無法正常工作。所以，廢氣損失是不可避免的一部分熱量損失，在保證不結(jié)露的情況下，降低尾氣溫度，達(dá)到最高效率熱系統(tǒng)的平衡。

2.4 烘干后砂子冷卻

雙筒烘干機(jī)外層的主要作用就是對已烘干好的高溫砂子進(jìn)行逆流冷卻，通過常溫空氣與筒內(nèi)的高溫砂子熱交換，將高溫砂子溫度降低。但是三筒烘干機(jī)外層在對已烘干好的高溫砂子自然冷卻，自然冷卻的效果比順流換熱冷卻效果還差很多，與雙筒采用的逆流冷卻方式相比效果就更差一些。而且三筒烘干機(jī)長度較短，冷卻時間很短，效果很差。

2.5 烘干筒散熱

高溫?zé)煔庠诤娓赏矁?nèi)與濕砂熱交換過程中會通過各種途徑將部分能量散失到大氣中，象進(jìn)料口的耗散，從筒壁向大氣中的耗散以及尾氣溫度的耗散。這部分散失的能量對烘干筒的熱效率有一定影響，但又不可避免，所以應(yīng)盡量保證滾筒保溫及密封性能較好。

2.6 其余因素

首先，烘干筒對工人制造水平要求較高，特別是滾圈、托輪的加工水平、裝配時的定位精確，決定了滾筒運(yùn)行的平穩(wěn)性。其次，烘干系統(tǒng)的整體布局在一定程度上會增加設(shè)備運(yùn)行時的穩(wěn)定性，一方面應(yīng)觀察人工操作是否方便、易于維修等方面;另外烘干系統(tǒng)在運(yùn)行時容易出問題的地方也需特別注意：象烘干筒進(jìn)料位置是否容易積料，耐磨性能以及后期是否容易更換等細(xì)節(jié)。其次是可運(yùn)輸性，烘干機(jī)制造要求較高，合理才能滿足以后穩(wěn)定、連續(xù)地生產(chǎn)，需在廠裝配完成再運(yùn)往工地;因此烘干筒結(jié)構(gòu)必須滿足國家運(yùn)輸要求的尺寸。最后，烘干系統(tǒng)是干混砂漿生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備，不管是雙筒還是三筒，對筒的部件要做到可維護(hù)，可更換。

3 結(jié)語

干混砂漿生產(chǎn)線烘干系統(tǒng)作為整個干混站耗能最高的設(shè)備，根據(jù)目前的烘干機(jī)結(jié)構(gòu)，只有熟悉影響烘干性能的關(guān)鍵點(diǎn)，通過對烘干系統(tǒng)的幾個熱力學(xué)過程進(jìn)行考慮，并對其提前采取預(yù)防措施，才能使整體生產(chǎn)線成品砂質(zhì)量優(yōu)良，能耗更低，更加綠色環(huán)保。

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