子棉的加濕與幹燥 空氣加熱係統

1.換熱器(也稱熱交換器)
換熱器是使兩種流體產生熱交換的裝置。當用蒸汽或有機熱載體(HD係列導熱油)作加熱空氣的熱源時,需要換熱器將熱源產生的熱能傳導給幹淨的空氣。
子棉烘幹采用翅片式換熱器。翅片式換熱器由若幹組無縫管和其上的金屬片組成。無縫管呈“之”字形排列,每組可由單排管或多排管組成,固定在鋼架上。在“之”字形的無縫管上規律地排列許多金屬片,以增加傳熱麵積。金屬片有鑲筋式和一次擠壓成形式兩種形式。金屬片之間都保持一定的空隙。金屬片的形式和金屬片之間的隔距可根據需要選定。金屬片密集排列,可增大傳熱麵積,提高傳熱效率,但也會增加氣流阻力,降低空氣流量。無縫管的一端與蒸汽進氣管或導熱油供油管相通,另一端與蒸汽出氣管或導熱油回油管相通。換熱器的一側是空氣進入口,另一側為空氣加熱後的輸出口,其餘均封閉。
鍋爐產生的蒸汽或經加熱爐加熱後的導熱油,從總管進入換熱器,通過每組無縫管後,再合並排出。無縫管獲得熱能後,加熱所有的金屬片,傳熱麵積顯著增大,換熱器內的溫度迅速升高。需加熱的空氣由送熱風機壓入換熱器內,從若幹組無縫管和金屬片之間錯流(即空氣流動方向與熱流體流動方向互相垂直)通過。加熱後的空氣則從輸出口輸出,進入管道。用鍋爐蒸汽作熱源的優點是安全可靠、不汙染棉花(熱空氣中無火星、煙塵)、投資較小、使用成本低。缺點是熱效率低、在較低的工作壓力下,難以獲得較高的蒸汽溫度。
用加熱爐導熱油作熱源的優點是安全可靠,不汙染棉花;能在較低的運行壓力下,獲得較高的工作溫度;可進行精確的溫度調節;熱效率較高。缺點是投資大。
2.燃煤型熱風爐
燃煤型熱風爐的爐殼呈圓筒形,立式安裝。爐殼內部主要有燃燒爐排、輻射換熱和對流換熱器件。空氣進、出口分別位於爐殼下部和上部。
燃煤型熱風爐還需配備引風機和煙塵除塵器等。
空氣由送熱風機吹入熱風爐內。熱風爐內,煤充分燃燒,溫度急劇升高,通過輻射和對流加熱空氣。加熱後的空氣從熱風爐的上部出口進入管道。燃煤產生的煙氣,通過引風機排入煙塵除塵器。
燃煤型熱風爐的優點是安全可靠,不汙染棉花;熱效率較高;使用成本較低。
HY—F係列燃煤熱風爐是一種新型高效節能、低汙染的熱源設備,如圖7-2所示,在新疆及內地均有廣泛使用。

HY—F係列燃煤熱風爐由燃燒室、燃料提升機構兩部分組成。
燃燒室由爐排總成、引燃區和燃燒壓構成。爐排機構分兩種,一種是水平自動往複式,另一種是鏈條爐排循環式。水平自動往複式爐排下方設分風室,用設置的調風杆調節各風室的供風量;爐體側麵設有排渣門,爐體後端有除渣門。煤倉內裝有閘板控製煤層厚度。燃燒室內腔由耐溫材料預置而成,燃燒室左側設有點火門。燃料提升機構位於爐體前方,由煤鬥車、導軌架、支撐平台、提升電動機和減速箱構成(HY—F15型沒有燃料提升機構)。換熱器熱風出口與管路相連,在管路上設有測量熱空氣溫度的雙金屬溫度表和熱電偶。
電控櫃設有電源開關,控製提升機、換熱器鼓風機、引風機、爐排鼓風機、爐排送煤電動機、電動推杆電動機以及顯示熱風溫度的電器儀表等。
煤通過煤鬥車送至煤倉,爐排自前向後緩慢移動,煤隨爐排先經煤閘板刮成一定厚度的煤層進入燃燒室引燃區,再迅速起火燃燒,燃燒所需的空氣由各風室提供。燃燒所形成的灰渣落入尾部的灰渣室中。
利用引風機,將熱煙氣均勻地引入換熱器外表麵,加熱鼓入換熱器內壁通道中的冷空氣,使之達到要求的溫度,並輸送到熱風出口。煙氣經除塵器除塵後,被送至地下排煙通道。
HY—F係列燃煤熱風爐的主要特點:
(1)HY—F係列熱風爐執行國家機械行業標準JB/T6672.1—2001。
(2)HY—F係列熱風爐由高效熱燒室和換熱器組合而成,以保證燃燒充分,熱效率大於72%,輸出的潔淨空氣溫度在60～180℃。
(3)排出的煙氣符合國家環保標準。
(4)換熱器采用懸置式結構,避免了熱膨脹所引起的開焊問題;換熱方式采用順流和逆流組合形式,同時設有清灰門及清灰通道。合理地選用耐熱鋼及優質碳鋼,使換熱器的使用壽命大大提高。
(5)由於換熱器是封閉的,因此輸出的是潔淨的熱空氣,溫度的精度為±5℃,性能穩定。
(6)電控櫃配有“手動”和“自動”兩種控製方式。自動化程度高,操作簡單,維修方便。電控櫃還配置了測溫裝置,能夠超溫報警。
(7)為保證安全生產,采取如下的消防措施:將熱風爐排放的煙氣導入地下煙道,煙氣管道鋪設在地下約0.6m處,在排煙管道口下設有水井,水井與煙氣通道相連,煙氣通道長度不少於20m。在排煙通道口上端放有水泥蓋板,可防止煙氣中的火星飛濺。
產品規格及技術參數見表7-1。係統裝機容量和重量將根據用戶要求的供熱量及供風溫度有所變動。

3.電加熱器
電加熱器是利用特種電阻帶鋼作為發熱原件。特種電阻帶鋼按三相分組設定。
電加熱器能對空氣直接加熱,故熱效率很高。電加熱器工作時,特種帶鋼無明火,所以使用安全可靠,且無煙塵,不會汙染棉花。電加熱器的自動化程度高,溫度控製準確,但電加熱器的使用成本較高。
4.燃燒器
以柴油作熱源的燃燒器一般由點火係統、燃燒係統、助燃霧化係統和供油係統組成,圖7-3是其結構示意圖。

點火係統的作用主要是利用高壓電棒點燃液化石油氣,使之提供穩定持久的火焰,然後利用此火焰引燃柴油。
點火係統由帶不鏽鋼接頭的固定火焰噴嘴、空氣與液化石油氣混合器、空氣旋塞、液化石油氣壓力調節器和高能點火器組成。
燃燒係統的作用是為加熱空氣提供燃燒充分、穩定的火焰。該係統主要由噴嘴、油流量閥、霧化空氣閥、助燃空氣閥、通風室、燃燒室、操縱杆和壓力調節器等組成。可以通過調節霧化空氣閥和柴油壓力調節器得到燃燒充分、穩定的火焰。一般地,油壓越高,火焰就越強,通常油嘴進油壓力以98.2～147.3kPa為宜。當油壓一定時,霧化空氣閥開得越大,風油流量比越大,火焰就越弱。
助燃霧化係統的主要作用是將幹淨的空氣送入油嘴,使柴油霧化。同時,將一部分空氣送入燃燒器助燃,使燃油充分燃燒。它還有引燃液化石油氣的助燃功能。該係統主要由助燃風機、空氣過濾器、風管、節氣閥、壓力表、助燃空氣閥和霧化空氣閥組成。對一般輕柴油,風機的壓力應為6886～8612Pa,對重柴油,風機的壓力應大於10335Pa。
供油係統的主要作用是為燃燒係統提供潔淨而具有一定壓力的穩定燃油。該係統主要由油泵、柴油過濾器、單向閥、溢流閥、調壓器、壓力表、進出油管和溢流管組成。油泵為CB—Bl型齒輪泵,流量1L/min,壓力為2.5×10 Pa。
燃燒器的工作原理是讓清潔的柴油在高壓齒輪泵和高壓助燃風機的作用下,通過噴油嘴,產生高壓油霧,並噴射到燃燒室內,由自動點火裝置點燃後,經過精密調整使之充分燃燒,產生穩定的高溫火焰,並對由送熱風機引入通風室的空氣進行加熱。燃燒器能對空氣直接加熱,故熱效率很高。
但燃燒器具有使用不安全、易汙染棉花(原因是火星易進入熱空氣管道,霧化燃燒不完全時,油滴、煙氣易進入熱空氣管道)、使用成本高等缺點。
子棉烘幹的熱能消耗與熱空氣的風量及熱空氣的溫度有關。在空氣的初始溫度為21.1℃條件下,熱能消耗可以從圖7-4中查得。
圖7-4中計量單位的換算如下:

例如,要求每小時加熱15300m³ 的空氣(約9000立方英尺/min),加熱後空氣的溫度為121℃(約250u),查圖7-4可知,每小時消耗的熱能約為184.5MJ(約1750000英熱單位)。
子棉烘幹需要的熱空氣流量,與子棉輸送量、子棉輸送混合比及烘幹機的類型有關。子棉烘幹需要的熱空氣溫度與子棉原回潮率、烘幹機的類型有關。
子棉烘幹的熱能消耗決定了空氣加熱係統的設備配置和燃料的消耗。例如,每小時處理8～10t子棉,子棉原回潮率在12%左右,若采用蒸汽作熱源,對於烘幹效率較高的烘幹機而言,每小時消耗的蒸汽在1t以內,可配置一個工作壓力為392.8～785.6kPa,蒸發量為1t/h的鍋爐。燃燒效率、燃燒值、供熱裝置能力等數據,可查閱相關的手冊和說明書。