新闻中心

粮食烘干机高效节能热风炉设计与计算

发布日期:2017年08月01日 浏览次数: 文章来源:本站原创 作者:admin

导读:热风炉是为粮食烘干提供洁净空气的热源设备 。为了解决烘干过程粮食污染问题 ,开发设计出 RFL 系列燃煤热风炉 。该炉具有机械化程度高 ,故障率低 ,操作方便 ,高效节能 ,无污染等优点 。广泛应用于世行贷款的国储库改

热风炉是为粮食烘干提供洁净空气的热源设备 。为了解决烘干过程粮食污染问题 ,开发设计出 RFL 系列燃 煤热风炉 。该炉具有机械化程度高 ,故障率低 ,操作方便 ,高效节能 ,无污染等优点 。广泛应用于世行贷款的国储库改造 等粮食干燥机招标项目中 。
随着粮食干燥技术与规模的不断发展 ,对粮食 干燥过程使用燃煤热风炉的技术性、科学性、适用性 提出了更高要求。从提高炉膛燃烧温度 ,降低不完 全燃烧损失入手 ,科学地确定炉体结构尺寸 ,提出了 高效节能、低污染 FRL 系列热风炉设计原则。该炉 采用了机械链条炉排燃煤机 ,炉内采用新型节能拱 燃烧技术 ,各拱采用掺 304 不锈钢纤维的耐热混凝 土浇注 ,耐高温 ,抗氧化 ,显著提高了炉体的使用寿命。换热器采用螺旋管和热浸铝新技术 ,既强化了 传热过程又提高了换热器的耐高温性能 ,延长了使 用寿命。RFL 系列热风炉的各项技术指标及性能居 国内领先地位 ,可满足粮食干燥的需要。
1、热风炉燃烧理论计算:
1-1 煤种及其成分 热风炉适应煤种较多 ,可燃烧无烟煤、烟煤、优 质煤、劣质煤等。但是 ,热风炉的设计计算及实际选 用一般都以工业锅炉设计代表性煤种 ( Ⅱ类烟煤) 为 依据 ,其成分见表 1
粮食烘干机高效节能热风炉设计与计算
1-2 理论空气量 理论空气量是根据燃料完全燃烧(氧化) 所需要 的必要氧气量 ,再根据氧在空气中所占百分数而求 出的所需空气量。经计算整理 ,理论空气量 (V0 ) 表 达式如下 :
V0 = 0 . 088 9 ( Cy + 0 . 375Sy ) + 0 . 265 ( Hy - 0 . 126 0y ) = 4 . 18 (m3 / kg) (代入上述代 表性煤种的成分组成)
1-3 理论烟气量:1 kg 燃料完全燃烧时 ,理论上所产生的烟气量 叫理论烟气量。理论烟气量 (VO) 的表达式如下 :
1-4 空气系数 为使燃料在炉内能完全燃烧,考虑炉内的燃烧不均性和不稳定性,送入炉内的实际空气量必须大于理论空气量,两者之比称为空气系数(α)。热风炉设计时其空气系数一般取α=1.5~2.0。
1-5实际烟气量
实际烟气量(Vy)是理论烟气量与过剩空气量之和,即 Vy=V0y+1.0161(α-1)V0 = 5.22+1.061(2-1)×4.81=10.11(m3/kg)(α=2时) 根据上述计算的空气量、烟气量可选择确定热
风炉的鼓风机和引烟风机。
2 热风炉主要参数选择计算
2-1炉排面积
决定炉排面积大小的主要指标是炉排热负荷 (也称炉排热强度),单位是kJ / (m2·h)。热风炉的 炉排热负荷一般按工业锅炉的炉排热负荷取偏小
值,即炉排面积较锅炉偏大。热风炉的炉排面积用
下式表示:
F =BQdw/qp(m
式中:B—每小时耗煤量,kg/ h
Qdw—煤的应用基低位发热值,kJ / kg
q —炉排热负荷,kJ / (m2·h)
2-2  炉膛容积
决定炉膛容积大小的主要指标是炉膛热负荷(也称炉膛热强度)单位是 kJ /( m3 •h) 。热风炉的炉膛热负荷一般按工业锅炉的炉膛热负荷取偏小 值 ,即炉膛容积较锅炉偏大。热风炉的炉膛容积用 下式表示 ;炉排和炉膛热负荷见表 2 。
VT=BQydw/qT(m3 )式中:B—每小时耗煤量,kg/h Qy dw—煤的应用基低位发热值,kJ/kgqT—炉膛热负荷,kJ/(m3・h)
粮食烘干机高效节能热风炉设计与计算
2-3热风炉的能力
反映热风炉能力大小的主要指标是热风炉的换 热量或供热量。环境温度在 0 ℃以下时 ,换热量大于供热量 ;环境温度在 0 ℃以上时换热量小于供热 量。为了与烘干机配套方便 ,公司以供热量表示热风炉的能力。因为供热量是热风炉纯输出的即烘干 机所需要的热量。有些热风炉厂家以换热量表示热风炉的能力 ,容易使烘干机配套产生误解 ,使热风炉 选用偏小 ,不能满足烘干工艺要求。热风炉的常用 规格、能力见表 3 。
热风炉的换热量(Hh)表示如下:
Hh=GzCg(T2-  T1) ( kJ / h)
式中:G —空气质量流量,kg/ h
Cg—干空气比热,kJ / (kg·℃)
T2—热风温度,℃ T —环境温度,℃ 热风炉的供热量(Hg)表示如下: Hg=GzCgT2 (kJ / h)
式中:G —空气质量流量,kg/ h
Cg—干空气比热,kJ / ( kg·℃)
T2—热风温度,℃
热风炉的换热量 (Hh )与供热量(Hg)的关系表 示为:
Hh=  Hg-  GzCgT1
例如 :热风炉设计环境温度为 - 20 ℃, 换热后 的热风温度为 150 ℃,则热风炉换热量的温升为 170
℃,而供热量的温度为 150 ℃,比值 170/ 150 = 1 . 13 ,
即此时换热量与供热量的比例系数为 1 . 13 。同理 ,
可求得任意温度下换热量与供热量的比例系数。
2-4  热风炉的换热面积
热风炉的换热面积取决于热风炉的能力及换热 器的综合传热系数。影响综合传热系数的因素较多
(烟气、空气的合理流速 ,换热器的结构及材质等) 。 一般热风炉均采用列管式换热器 ,如不采取特殊措 施 ,其传热系数为 50~70kg/ ( m•℃•h) ,而采用螺旋管加烟气再循环技术后其传热系数可提高 30 %~
50 % ,从而减少了换热面积。换热面积由下式求得 :
F = Hh/ KΔT  (m2) 式中 :ΔT —两种流体的温差 (ΔT =   T2 - T1) , 
K —综合传热系数 ,kg/ (m•℃•h)
K = 1/ (1/ α1 + δ/ λ+ 1/ α2)
式中 :α1 —烟气侧对流传热系数 ,kJ / α2 —空气侧对流传热系数 ,kJ / δ—换热器管壁厚 ,m    λ—换热器管壁的导热系数,kJ / (m2·℃·h)
2-5  热风炉的热效率
设备热效率计算通则 ( GB 258881) 中规定 : 有效 能量占供给能量的百分比称为热设备的热效率 ,用 η表示 ,它反映了能量利用的有效程度。
η= (有效能量/ 供给能量) ×100 %
对于热风炉而言 ,忽略其它带入炉内的热量 ,其 供给热量为煤的总发热量 ,即Qg = BQy
式中 : Qg —热风炉的供给热量 ,kJ / h
B —小时耗煤量 ,kg/ h
Qy    —煤的应用基低位发热值 ,kJ / kg
有效热量就是被工质吸收的热量 ,对热风炉而 言是加热空气所需的热量 ( 不是热风炉的输出热 量) ,即 Qy = GCg ( T2 - T1)
式中 : Qy —热风炉的有效热量 ,kJ / h
G —热风质量流量 ,kg/ h
Cg —空气比热 ,kJ / ( kg•℃)
T2 —热风温度 , ℃
T1 —环境温度 , ℃
2-6  热风炉的耗煤量
热效率确定后 , 耗煤量就是个定值。即 B =100 Qy/ ηQy   ( kg/ h)
实际耗煤量 Qy   按 Ⅱ类烟煤选取。为了统一比 较 ,标准耗煤量 Qy 按标煤( Qy    = 29 308 kJ / kg) 选取。
dm dm
2-7  热风炉换热器的烟气、空气流速
烟气流速一般取 9~13 m/ s ,因采用了螺旋管技 术 ,烟速高达 15~20 m/ s 。空气流速是烟气流速的0 . 5 倍。通过上述选择计算 ,就可对热风炉及换热器的具体结构进行优化设计 ,以取得最佳 效果。

相关阅读

您可能对以下信息感兴趣?

粮食烘干塔 | 卧式烘干机 | 小型烘干机 | 移动烘干机 | 配套设备