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粉煤灰烘干机改进
2015/06/10 10:30
来源：南京苏材重型机械有限公司 刘永贵 成都市广川实业有限公司 林大维
由于粉煤灰过去湿排堆放，造成现在环境污染。如何利用现有湿粉煤灰变废为宝，因其自身吸水性强、湿度大、容重轻等特性，因此普通回转烘干机烘干效果差，通过设备技术改造后将大幅度提高烘干机产量，降低能耗，既处理了粉煤灰资源利用问题，又解决了粉煤灰烘干成本高的难题。......
1.沸腾炉的选型
沸腾床燃烧形式是介于层燃与悬浮燃烧之间的一种动态燃烧方式。当鼓入空气的流速超过固体燃料颗粒能够停留在炉蓖上的最低限度时，一些燃料粒子就会失去稳定性，并在气流中开始局部的起伏翻腾，形成沸腾燃烧状态。此时穿过炉蓖上固体燃料层的空气流速是决定沸腾燃烧效果的基本要素，流速过小，燃料颗粒的沸腾状态不能形成，或参与沸腾状态的颗粒量较少，持续时间不长，颗粒自重使其很快返回到炉蓖上；流速过大，沸腾床的燃烧环境被破坏，沸腾燃烧不能稳定甚至丧失。只有当空气流速与燃料的沸腾运动达到相对平衡时，燃料颗粒在空气压力的作用下，才能大部分或全部持续保持上升、下落运动状态，燃料在这种翻腾运动过程中与空气充分混合燃烧，即可最大限度地释放出热量，从而形成高效的沸腾燃烧。
1.1燃料的特性
首先沸腾炉的燃料本身挥发分、含水量、灰分、含炭量等因数的影响。挥发分高、含水量低的，燃料点火速度快，易上火，但是速度太快也不好操作，对工人来说难控制。灰分大、含炭量高，耐火性好，特别是全部燃用低热值劣质煤或煤矸石时，其燃烧效率主要取决于含碳量的燃烬程度，灰分含量的增加使能够在炉膛中燃烧的燃料量减少，并且促使灰渣中机械不完全燃烧热损失增加约 6% ～ 18% 左右。
其次燃料的粒度大小对沸腾炉的燃烧也有影响，粒度小，温度迅速将煤粒带到着火点，燃烧比较充分、剧烈。若煤粒大小不均，则影响燃煤化学反应，导致燃料燃烧不充分，热量损失，且对操作工人的点炉及操作带来很大的不便。
再次高压离心风机的选择，风机的风量多少直接决定供氧量，即燃料能否与氧气充分反应，风量小，燃料不完全燃烧，风量大，则点火不好控制，风机电机功率也相应增大，浪费电。加煤量和鼓入的风量合理配合是充分燃烧的基本条件。具备适宜的风、煤比，通常选用1.15～1.25﹕1；确保燃料和风的混合均匀，炉内局部氧气浓度太低，则此处的燃烧过程将被推迟，产生燃烧不完全甚至局部结渣的现象。与此同时风压的恰当选择对整个煤的沸腾至关重要。
1.2湿粉煤灰的初水分、终水分、产量和热量的关系
我们可以根据初水分、终水分、产量理论计算出需要蒸发多少吨的水，然后根据经验将蒸发的水、带走的热气、筒体的散热、物料的温度等得出沸腾炉需要多少发热量，在此烘干过程中由于粉煤灰容重轻容易形成空洞等因素发热量系数比正常的放大一些。根据经验一般需要的发热量比正常的增加20~40%。例Φ2.4x20m粉煤灰烘干机配套沸腾炉的发热量要达到600~700万大卡的热量。
2.回转烘干机的改进
烘干机主要功能是将物料进行抛洒形成料幕，由于湿粉煤容易结块成团，被抛洒时在烘干机内部形成固定抛物线状态，容易产生空洞（如图1），不易形成料幕，热气流从阻力小的空洞穿透，阻力大的料幕没有热气流通过，因此不利于热气和物料的充分接触，所以物料不容易被烘干，即使能接触一部分热量也不能烘透，也就是我们所说的蒸发强度不大，造成粉煤烘不干，出机水分波动大灯原因。通过以下措施可以有效的增加热气与粉煤灰接触的机会。
2.1进料装置的改进
目前常用的进料装置都是采用下料溜子，一般都安置在沸腾炉上部（如图3），此下料溜子很容易被烧坏，更换频繁，增加点炉次数，导致许多使用厂家设备运转率下降。分析其中原因，下料溜子被沸腾炉热气加热后温度比较高，甚至耐热下料溜子被烧红，而常温的湿物料进入下料溜子时容易形成强烈的温差，产生热胀冷缩反应，导致下料溜子变形冷却不能使用。通过技术改进去除下料溜子，在烘干机筒体（靠近沸腾炉一侧）四周进行开孔焊接料斗，根据进料量的多少确定料斗的个数和大小，外面做一个密封罩（如图4），这样既解决了下料溜子损坏问题，同时粉煤灰通过四周筒体进料，起到均匀抛洒问题，为形成料幕创造条件。
2.2扬料板的改进
目前使用的扬料板结构形式基本上差不多，烘干机筒体四周焊接弧形扬料板。我们在实践中发现扬料形式粉煤灰通过速度快，容易形成空洞。因此四周扬料板上选择性的焊接端板，尤其在烘干区让粉煤灰来回翻动，增加在烘干机里面的停留时间。在烘干机中心区域增加X型组合扬料板（如图2），这样四周扬料板撒料再通过中心X型扬料装置形成二次撒料，这样改变了一次扬料抛物线状态，形成多次撒料，烘干机截面容易形成料幕。延长热气流与粉煤灰的交换实践和接触概率，提高了烘干效率。另外在选择粉煤灰烘干机时长径比一般在（8~8.5）:1，有利于粉煤灰在烘干里的停留时间。
2.3集料罩的改进
集料罩的用途是烘干的物料进行料气分离的一个装置，由于粉煤灰被烘干后，容重较轻只有0.6~0.8t/m3左右，因此普通烘干机集料罩的空间不够大，气流不能形成速度差，也就不能将干的粉煤灰收集，所以大量的粉煤灰容易跑进收尘器。通过增大集料罩的体积，让烘干机内部热气流的流速V1，到集料罩时突然减速变为V2，通过实践经验V1≥3V2，这样粉煤灰才有利于沉降收集。当然我的出气管道必须有一定的要求，出气的速度V3≤18m/s。
3.收尘器的选型
收尘器使用在烘干机上常见的是两种，一种是气象脉冲收尘器，一种是大布袋反吹风收尘器。这两种都可以，主要是看收尘器的处理风量及风压。我们常常按照烘干机内部风速再加上漏风系数来计算收尘器的处理风量。其实我们忽略了一个问题，那就是湿的粉煤灰将液态的水烘干成气态的水，水蒸气在空气中膨胀很大，因此在选择收尘器处理风量时一定有足够大风量，为常用烘干机的1.5~2倍。风压一般厂家不太注意，往往好多烘干机与沸腾炉联接部位容易被烧红烧坏，原因就是沸腾炉里的热风没有被抽到烘干机内，而是在沸腾炉混合室和烘干机进料口处，这样烘干效果不佳，设备容易出现故障。风压是根据收尘器阻力、管道阻力、烘干机阻力累加之后得出，一般选择风压都在2800~3300Pa。由于烘干机的烟气是水分大、腐蚀性强、温度高等因素，在收尘器布袋的选型上必须选择腹膜耐高温、抗腐蚀的材料，避免布袋烧坏、糊袋等现象。
总而言之，粉煤灰烘干过程我们得用一个系统去看问题，将沸腾炉、烘干机、收尘器有机结合起来，按照粉煤灰特性和系统功能合理配置，优化组合，发挥好整个系统潜力。
编辑：陈宗勤
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