论文部分内容阅读
[摘要]针对公司原有干燥塔体积大、干燥能力差、易燃易爆等缺点，对热风分配器、管道及其附属设备进行改造；从而使干燥塔能够长期安全稳定地运行，提高生产能力，并减少粉尘爆炸。
[关键词]离心喷雾干燥除尘器热风分配器热风炉热风管道优化
中图分类号：S252+.3 文献标识码：S 文章编号：1009―914X（2013）31―0368―01
前言：原干燥系统是70年代设计制造，具体技术参数如表1-1。
表1-1
热风炉燃烧面积：2.4㎡
塔总容积：230m3
热风分配器喷嘴截面积：0.29㎡
塔前除尘器规格及个数：48管×φ175
塔前除尘器截面积：0.33㎡
塔进风截面积：0.26㎡
塔前风机风量及风压：28303.4~52833m3/h229~162.7㎜H2O
塔后风机风量及风压：35000m3/h310㎜H2O
送料风机风量及风压：2470~6110m3/h348~375㎜H2O
原有干燥系统自开始投入使用，一直存在塔底积料（有干粉料和未干的疙瘩料）问题，导致生产6~7天，必须停产进行清塔。如果由于订单多时间紧，干燥系统满负荷连续运行生产15天以上，塔内粉尘达到一定程度，遇到火星就会着火，甚至爆炸，原有干燥系统存在着严重的安全隐患，一旦出现生产安全事故，不但给企业造成重大经济损失，更可能对生产工人身体造成伤害。同时，原有干燥系统正常运转时生产量维持在230袋/班，生产效率不高。针对以上情况，我们根据自己企业多年的工作经验并对国内同类干燥系统进行比照，对原有的干燥系统进行分析，进行优化改进。
首先，为了减少火星的产生，我们将塔前旋风除尘器由48管×φ175更改为49管×φ200，进口截面积由0.33㎡提高到0.5488㎡，使除尘器的分离效率得到提高，减少热风炉内炉灰由于惯性离心力小不能下沉而直接随热风进入到干燥塔，从而大大地降低了火星进入到干燥塔的概率。
其次，根据物料的干燥速度随着温度的提高和风量的增加而提高的原则，我们将塔前风机转速由1450r/min提高到1710r/min，。根据风机的特性曲线 计算：风机风量Q2=1710/1450×35000m3/h=41275m3/h提高为原来的1.18倍。由于风机 ，随着风量的增加，功耗呈3次方增加，所以不能无限提高风机风量，据此我们又将热风炉的燃烧面积由2.4㎡加大到2.47㎡，塔热风进口温度由360℃提高到420℃。
在以上改动的基础上，我们又对热风分配器进行了改造。改造前热风分配器如下图所示：
优化改进前热风喷嘴截面积：0.09×3.14×（0.485+0.55）=0.29㎡，根据盘式和轮式离心机雾化特点，盘式为水平薄膜，而轮式为圆柱环带。我们是盘式离心机，则进风喷嘴加大热风与水平面方向的尺寸将热风喷嘴直径加大。根据能量守恒定律和流体力学柏努利方程： ， ，即流体的全压=动压+静压，任何一个喷嘴的全压都应该是该处流体的动压和静压之和。又根据实现均匀送风的基本条件，保持各侧孔静压相等的原则，我们将热风分配器的风环进行改造。由于随着热风进入到热风环，进风口前端的热风由前处喷嘴进入到干燥塔内，后面的喷嘴的流量将减少，从而导致后面的喷嘴动压降低，静压升高，整个风环内各喷嘴处的动静压不同，不能实现均匀送风。我们将热风风环由等截面形式更改为蜗壳进风的方式，随着热风进风的方向，逐渐减小风环的截面积，从而保证风环内热风的流速相等，保证喷嘴处静压相等，使各喷嘴送出的热风更加均匀，达到更好的干燥效果。
改造后热风分配器如图二所示：
改进后热风喷嘴截面积0.1×3.14×（0.55+0.62）=0.367㎡
由于塔前风机我们已经提高风量，根据质量流量守恒的原理，塔后风机风量也应该得到提高。因为压力损失在相同的流量下随管道直径减小而增大，根据风机的性能曲线，我们又将塔后风机管道由φ750增大到φ900，减小塔后风机的压力损失，提高塔后风机的风量。
经过以上优化改时，同一折干比例的产品，由班产230袋提高至班产330袋，并且积料现象大大降低，清塔周期延长至每月一次。同时塔内和六组分离器内几乎不存在火星，提高生产安全系数。每月按30天计算，每月提高产量=（330袋/班×25㎏/袋×3班×29天）-（230袋/班×25㎏/袋×3班×26天）=717750㎏-448500㎏=269250㎏=269.25吨，月生产效率提高43.5%。
通过对离心喷雾干燥系统的一系列改进和优化，提高塔入口温度和热风风量，改进热风分配器的送风方式等，使原有的干燥系统干燥能力得到很大提高，提高了的经济效益，降低了生产安全隐患。但是，改造后干燥系统还存在少量积料问题有待今后工作实践中探究解决。
参考文献
[1] 姚玉英主编《化工原理（上册）》 天津大学化工原理教研室，天津科学技术出版社，1992，第一版。
[2]《工业通风》（第三版）孙一坚主编，中国建筑工业出版社，1994年，第三版
[3]《干燥设备设计手册》刘广义主编机械工业出版社，2009.7
[关键词]离心喷雾干燥除尘器热风分配器热风炉热风管道优化
中图分类号：S252+.3 文献标识码：S 文章编号：1009―914X（2013）31―0368―01
前言：原干燥系统是70年代设计制造，具体技术参数如表1-1。
表1-1
热风炉燃烧面积：2.4㎡
塔总容积：230m3
热风分配器喷嘴截面积：0.29㎡
塔前除尘器规格及个数：48管×φ175
塔前除尘器截面积：0.33㎡
塔进风截面积：0.26㎡
塔前风机风量及风压：28303.4~52833m3/h229~162.7㎜H2O
塔后风机风量及风压：35000m3/h310㎜H2O
送料风机风量及风压：2470~6110m3/h348~375㎜H2O
原有干燥系统自开始投入使用，一直存在塔底积料（有干粉料和未干的疙瘩料）问题，导致生产6~7天，必须停产进行清塔。如果由于订单多时间紧，干燥系统满负荷连续运行生产15天以上，塔内粉尘达到一定程度，遇到火星就会着火，甚至爆炸，原有干燥系统存在着严重的安全隐患，一旦出现生产安全事故，不但给企业造成重大经济损失，更可能对生产工人身体造成伤害。同时，原有干燥系统正常运转时生产量维持在230袋/班，生产效率不高。针对以上情况，我们根据自己企业多年的工作经验并对国内同类干燥系统进行比照，对原有的干燥系统进行分析，进行优化改进。
首先，为了减少火星的产生，我们将塔前旋风除尘器由48管×φ175更改为49管×φ200，进口截面积由0.33㎡提高到0.5488㎡，使除尘器的分离效率得到提高，减少热风炉内炉灰由于惯性离心力小不能下沉而直接随热风进入到干燥塔，从而大大地降低了火星进入到干燥塔的概率。
其次，根据物料的干燥速度随着温度的提高和风量的增加而提高的原则，我们将塔前风机转速由1450r/min提高到1710r/min，。根据风机的特性曲线 计算：风机风量Q2=1710/1450×35000m3/h=41275m3/h提高为原来的1.18倍。由于风机 ，随着风量的增加，功耗呈3次方增加，所以不能无限提高风机风量，据此我们又将热风炉的燃烧面积由2.4㎡加大到2.47㎡，塔热风进口温度由360℃提高到420℃。
在以上改动的基础上，我们又对热风分配器进行了改造。改造前热风分配器如下图所示：
优化改进前热风喷嘴截面积：0.09×3.14×（0.485+0.55）=0.29㎡，根据盘式和轮式离心机雾化特点，盘式为水平薄膜，而轮式为圆柱环带。我们是盘式离心机，则进风喷嘴加大热风与水平面方向的尺寸将热风喷嘴直径加大。根据能量守恒定律和流体力学柏努利方程： ， ，即流体的全压=动压+静压，任何一个喷嘴的全压都应该是该处流体的动压和静压之和。又根据实现均匀送风的基本条件，保持各侧孔静压相等的原则，我们将热风分配器的风环进行改造。由于随着热风进入到热风环，进风口前端的热风由前处喷嘴进入到干燥塔内，后面的喷嘴的流量将减少，从而导致后面的喷嘴动压降低，静压升高，整个风环内各喷嘴处的动静压不同，不能实现均匀送风。我们将热风风环由等截面形式更改为蜗壳进风的方式，随着热风进风的方向，逐渐减小风环的截面积，从而保证风环内热风的流速相等，保证喷嘴处静压相等，使各喷嘴送出的热风更加均匀，达到更好的干燥效果。
改造后热风分配器如图二所示：
改进后热风喷嘴截面积0.1×3.14×（0.55+0.62）=0.367㎡
由于塔前风机我们已经提高风量，根据质量流量守恒的原理，塔后风机风量也应该得到提高。因为压力损失在相同的流量下随管道直径减小而增大，根据风机的性能曲线，我们又将塔后风机管道由φ750增大到φ900，减小塔后风机的压力损失，提高塔后风机的风量。
经过以上优化改时，同一折干比例的产品，由班产230袋提高至班产330袋，并且积料现象大大降低，清塔周期延长至每月一次。同时塔内和六组分离器内几乎不存在火星，提高生产安全系数。每月按30天计算，每月提高产量=（330袋/班×25㎏/袋×3班×29天）-（230袋/班×25㎏/袋×3班×26天）=717750㎏-448500㎏=269250㎏=269.25吨，月生产效率提高43.5%。
通过对离心喷雾干燥系统的一系列改进和优化，提高塔入口温度和热风风量，改进热风分配器的送风方式等，使原有的干燥系统干燥能力得到很大提高，提高了的经济效益，降低了生产安全隐患。但是，改造后干燥系统还存在少量积料问题有待今后工作实践中探究解决。
参考文献
[1] 姚玉英主编《化工原理（上册）》 天津大学化工原理教研室，天津科学技术出版社，1992，第一版。
[2]《工业通风》（第三版）孙一坚主编，中国建筑工业出版社，1994年，第三版
[3]《干燥设备设计手册》刘广义主编机械工业出版社，2009.7