高效节能型管束干燥机的技术创新

qimingxing

推广使用具有节能环保特性的间接式干燥设备是目前干燥技术发展的一个重要趋势。本文着重就高效节能型管束干燥机的工作原理、结构特点等技术创新点作了介绍。     东北大学沈阳一通创业科技公司研制的新型管束干燥机，大幅度地增加了热效率，比普通管束干燥机提高干燥强度30%，设备能耗达到国内同类产品先进水平，每蒸发1公斤水需要1.2-1.3公斤蒸汽。     干燥机核心部件管束由优质锅炉钢管（GB3087）制成，采用先进的胀接工艺，彻底解决了传统焊接工艺在焊缝处易产生断裂的缺陷。两端半轴整体车削加工，精确的同轴度极大地提高了管束主轴承的使用寿命及管束的运行平稳性。根据物料干燥特性曲线设计的升举均布式管束铲板，可以使不同物料达到最佳的干燥效果。 1 升举均布式铲板----完全混合状态     管束干燥机属于搅拌型传导换热干燥机，克服上述热阻，保证良好的干燥效果，关键因素是干燥过程中的搅拌混合程度。由于物料在干燥机内部运动的规律很难精确描述，颗粒覆盖系数fR一般要通过实际运行的干燥机的实测数据来确定。 普通管束干燥机——不完全混合状态     在普通管束干燥机中，沿长度方向分别分布着推料铲板、翻料铲板、卸料铲板，主要对混合状态起作用的是翻料铲板，类型为升举式铲板。物料在旋转120℃左右开始下落，与管束加热壁面接触，经过4次接触过程后，脱离加热壁面到干燥机底部料床。这种铲板会引起气体的分层现象，并随着转子转数的减少和转子直径的加大而增加。采用这种铲板的好处是干燥器内壁容易清洗，但干燥器的填充率较低，在0.1-0.2之间。 新型管束干燥机——完全混合状态     在新型管束干燥机中，升举均布式铲板根据物料的干燥特性曲线设计，能够使物料在旋转的各个角度下落，与管束加热壁面的接触在旋转的各个角度，从而使物料趋向完全混合状态。提高了管束表面利用率和颗粒覆盖系数 fR根据物料的干燥特性，在干燥过程中，由于含水量的变化，物料的状态和性质也会随之发生变化，因此，铲板的形式应沿着长度方向采取几种铲板形式。另外，同类型的铲板的形状和角度也应变化，最大限度保证物料在整个横截面上均布，破坏气体分层现象。     新型管束干燥机沿长度方向分别分布着推料铲板、翻料铲板和均布铲板、卸料铲板，主要对混合状态起作用的是翻料铲板和均布铲板，类型为升举式铲板。这种铲板能保证物料良好的倾撒和将其均匀地分散在转子的整个横截面上。     根据实测值，管束表面利用率比普通管束干燥机提高20%以上, fR 比普通管束干燥机提高30%以上。     此外，铲板的数量、形状和填充系数之间的关系，应该是在铲板上物料最多的时候，在干燥器内堆存的物料应该刚好遮盖铲板的裸露部分。 铲板的数量与转子直径有关，东北大学干燥所的研究表明：一般数量与转子直接的的关系是：n=(10~14)D （D为转子直径）。铲板半径方向的高度hR与转子直径的关系如下表： 2 虹吸戽----无冷凝水存留 接斗式勺型戽斗—适合高转速设备     在冷凝水的排出机构上，普通的管束干燥机采用的是勺型戽斗，这种戽斗随管束一起旋转，封头内的冷凝水进入斗口区域，当口面向上超过水平轴线后，落入戽斗内的冷凝水即经空心轴排出机外。     这种戽斗的缺点是：在管束的某个水平面内始终有水存在，蒸汽只存在其上部的管内，下部管内的冷凝水不能及时排出，影响了蒸汽利用率和热效率。同时在排出冷凝水的过程中，不可避免地带走部分蒸汽，增加了蒸汽损失。 虹吸戽--适合低转速设备     新型管束干燥机以虹吸戽取代了普通的勺型平铲式戽斗，它利用换热器内蒸汽压力与疏水器之间的压差，冷凝水经由换热器底部的管口连续排出，管口距离底壁的间隙一般控制在5-10mm，管径由冷凝水量决定，一般小筒体采用DN15mm、大筒体采用DN20-25mm的虹吸管；另一端管口固定在进汽头构件中。     虹吸管戽不仅减少了蒸汽的损失，更为重要的管束底部的排管中基本没有冷凝水存留，实际供热和干燥面积大大增加，提高了蒸汽的利用率。并且这种戽斗，在及时排出冷凝水的同时，基本没有蒸汽损失。 3 射流技术----进口段换热系数提高     蒸汽的进入方式由普通的充填式改进为射流进入方式，这是自由射流强化换热技术在蒸汽换热方面的应用。在湿物料的入口处，蒸汽的汽速比其他部位高，从而形成了蒸汽的局部脉冲流，一方面对端面管板形成射流，提高了端面管板的换热效果，同时将进口段的层流状态改变为紊流状态，就是说汽速的提高使局部传热系数提高。     对流传热速率方程:  牛顿冷却定律     根据“速率等于推动力除以阻力”，也等于某一系数乘以推动力。               热流体 dQ =ds α(T-TW )               冷流体dQ =ds α (tW-t)                  式中：α：局部对流传热系数；一般用平均对流传热系数                        Q= α S Δt m                        Δt m —  平均传热温差 由于局部射流的作用，局部换热系数相应提高，从而换热量增加。

——信息来源：沈阳一通创业科技公司

sjgdrying

不错，很有道理

lzwlmkb

学习了，有个照片或参考图就更好

qyongdai

学习一下，谢谢楼主，术语很多，不配图很难看懂。

zrm0806

是不是与说明书里面的管束干燥机比较相似？（可惜图粘贴不上）
               管束干燥机使用说明书
一、用途与性能特点
干燥机是间接加热接触式干燥机，按逆流原理工作。它广泛应用于化工、轻工、食品和粮食、饲料等行业的松散类物料的干燥。如轻工行业的白酒糟、肉联行业的猪毛、骨粉（去骨胶）及猪血发酵粉等，化工行业的颗粒、粉状类化肥和无机类矿物质等物料，淀粉行业的玉米胚芽、玉米纤维（玉米渣）、蛋白粉等，饲料工业的载体（麸皮、玉米碎粒大豆渣粒等），渔业方面的鱼、虾等的下脚料及油脂工业的油菜籽（非种子用）等。
干燥机吸收了国内、外同类产品的优点，并有了一定程度的提高。该机热耗低、干燥物料范围广、水分蒸发量大且可干燥高水分物料、干燥弹性大（能视不同物料物质、水分要求，对干燥时间进行调整）；即可连续生产（即自动化程度高），也可间歇生产（适合于特殊生产工艺）；配套设备少，在工艺设计上显得很紧凑，大大节省了土建费用；易损件少，维修费用低等。
二、主要规格和技术参数
1、管束干燥机已形成系列化生产，其适应的物料特性和技术指标见表一，其规格和技术参数见表二。
表一、物料特性及技术指标
常见物料类型        进机水分        出机水分        干燥强度（蒸发Kg水/m2小时）        能   耗             （KJ/蒸发Kg水）
胚芽        55%        3～5%        2.5～3        3500～3800［KJ/蒸发Kg水］｛［折合约1.45～1.5Kg标准饱和蒸汽］
玉米纤维        60%        10～12%        4.5       
蛋白粉        45%        12～13%        4.0       
薯类纤维        65%        10～12%        4.0       
酒糟        65%        10～12%        4.0       
油菜籽        60%        5～7%        2.5～3       
猪血发酵粉        35%        10%        4.0       
骨粉        40%        10%        4.0       
发酵饲料        40%        10%        4.5       
表二、规格与技术参数
型号        转速r/min        主机功率kw        换热面积(m2)        外型尺寸
210        5-8        11        210        8900×2200×2720
300        5-8        18．5        300        9300×2500×3000
400        5-8        30        400        9400×2760×2970
450        5-8        37        450        10000×2760×2970
500        5-8        37        500        10000×2990×3180
600        5-8        55        600        10500×30800×3400
650        5-8        55        650        10500×30800×3470
700        5-8        55        700        10610×3150×3730
750        5-8        55        750        11400×3200×3730
800        5-8        75        800        11270×3300×3820
三、主要结构和工作原理
3.1型管束干燥机主要由管束转子、两端轴承及轴承座、抄板及抄板梁、外壳、底座、大链轮（齿轮）、小链轮（齿轮）组件、圆柱齿轮减速机、电机等组成，其结构如图一所示。
3.2电机通过圆柱齿轮减速机（件1）和链（齿轮）传动系统（件4）带动管束转子（件9）旋转，物料通过进料绞龙（件2）从侧面进料口或自设备顶部落下进入机内，由装在管束外周的抄板（件8）把物料抄起的同时推动物料前进，直至从进料端推至出料端出料；此时，蒸汽从出料端轴孔以与物料运动相反的方向进入管束，而冷凝水则从进料端排出。两端均配备先进的蒸汽动密封装置。设备外壳有保温层，以避免蒸汽的无效逸出。如从节能途径考虑，可把冷凝水直接回入锅炉（该冷凝水均为软水，无须化验）使热能损失降到最低点。通过对抄板的自由调整，可随意调节物料在机内的停留时间，以适合不同物料的干燥。

                         图一
四、吊运和安装
4.1吊运
4.1.1用两个起重吊车起吊时，应将钢丝绳固定在底座四个吊耳上。用一个起重吊车起吊时，应使用一根横木，以避免损伤干燥机的外罩和在长度方向上使转子受到各种扭矩。
4.1.2在吊装、运输过程中，决不允许使干燥机翻转或倾斜。
4.2安装
4.2.1主机安装时，可直接在基础上一次性就位、校正、找平，再配管线，两端面水平差不得大于5mm。
4.2.2管束进汽端的安装
供汽管道必须固定或支撑（用支柱加固）在墙上或天花板上，或采用支承梁。非挠性的连接点应靠近干燥机蒸汽管连接处，这样蒸汽连接管线的线性移动（伸展）便不会影响干燥机与蒸汽管的连接。
管束进汽前应安装减压阀、安全阀、截止阀等，如图二所示：
管束进汽端安装说明
                                 图二

4.2.3管束疏水端的安装
管束疏水端应配置疏水阀及旁通管路，如图三所示。
管束疏水端安装说明
                                  图三
4.2.4旋转接头的安装。
（1）应避免输送流体钢管与旋转接头进、出口直接连接，中间应配置一段挠性软管（如金属软管）。配置金属软管时，其长度1寸（公称直径25mm）以下推荐长度为400-500mm，1寸（公称直径25mm）以上取500-700mm。
（2）旋转接头吊挂支承或导杆支承和止转结构安装使用时，不能刚性固结，应能保证其轴向移动（轴向移动量＞15mm），注意其本体重量不能由其配管承受。
4.2.5进气端金属软管安装
为消除管束热膨胀影响，应使软管处于一个预紧状态（实线部位），以免形成不必要的附加力，如图四所示。

图四
五、操作使用说明
5.1开机前的准备工作
5.1.1机器安装完毕后，检查主传动液力偶合器（配置时）、减速机、链轮（齿轮）、主传动轴承以及各辅机轴承、减速机的润滑油是否充足。
5.1.2点动主电机和各辅机电机，检查各电机转向是否正确，各转动件是否有卡阻及不正常噪声。
5.1.3启动干燥机运转30分钟，检查管束抄板是否与壳体相碰。相碰时停机调整抄板，调整时绝对禁止将头和手从检查窗伸入干燥机内部，以免发生生命危险！同时从门盖上或进料绞龙口倒入机内200-300Kg废稻壳，准备试运转，并打开底部清理口，清除机内一切杂物。
5.2试运行
5.2.1启动干燥机，检查各传动部分运转是否正常。
5.2.2打开干燥机出水端的旁通阀门，保持出水畅通，以免管束内部突遇蒸汽产生激振而损坏管束。
5.2.3关闭进气端阀门，开通分气缸管路上的总阀并逐步增加（从0～0.6Mpa需10分钟），调整安全阀的开启压力为0.6Mpa。
5.2.4缓慢打开管束进气阀，使进入干燥机的蒸汽压力按0Mpa→0.05Mpa→0.1Mpa---0.2Mpa→0.3Mpa---0.4Mpa的次序逐步增加，加压时间分别为20分钟―――10分钟―――20分钟―――20分钟―――10分钟，使管束缓慢加热，保证热量分配均匀，避免水震。
5.2.5对于封头与管板通过双头螺柱(件19)联接的管束干燥机,在初次使用或长期停用再次启用时，在蒸汽压力达到0.3Mpa时,管束各零部件因受热开始膨胀,此时应将管板与封头的双头螺柱进行热紧，紧固时用力要均匀，要对称紧固，以确保管束两端的金属缠绕垫不因膨胀而发生漏汽现象
5.2.6在蒸汽量逐步增大过程中，干燥机已有冷凝液从出水端排出，此时应检查疏水阀的工作情况，并逐步关闭出水的旁通阀。
5.2.7在通入蒸汽同时，从进汽端测量管束受热膨胀情况。
5.2.8在管束通入蒸汽前，必须打开下壳体检查，以清除可能从管束中落下的污物。
5.3带料运行
5.3.1按（4.1）和（4.2）进行操作后开启进料绞龙、乏气风机等。
5.3.2管束干燥机进料水分应符合技术特性表要求，当物料水分高于要求进机物料水分时，若机体内无干料，必须加入干料混合达到要求后方可进入干燥机，否则会造成粘管。
5.3.3开始进料要缓慢，并检查各运转部件是否正常，进满料需要1～2小时，因此开始不能排料，要回料。
5.3.4从抽样口检查成品出料含水率是否符合要求，并可适当调正抄板，在生产尚未稳定前必须每隔1～2小时取一次样，以密切注意物料情况。
5.3.5在预热干燥机的过程中，打开疏水器外的旁通管路，只有在蒸汽部分逸出时才关闭旁通管道。
若盛冷凝水容器的位置高于干燥机中心位置时，应在疏水器与冷凝水容器之间装一个止回阀，以防止冷凝水倒流。
5.3.6疏水器的效果取决于设备内的工作压力，其适用工作压力最小为3kgf/cm2，最大为6kgf/cm2。若工作压力太低，疏水器不能通过全部冷凝物，会使管束转子带水运行，从而造成严重后果。
注意：为了防止损坏转子，绝对不允许管束带水运行。
5.3.7对物料水分超过35%的较粘性湿料，禁止采用一次倒入机内过多湿料，然后进行间歇干燥的方法，必须采用一边加湿料一边出干料的连续干燥法，以免造成机内阻力过大，损坏换热管。
5.4 停机
5.4.1正常停机
①关闭螺旋输送机，停止进料，必须把物料全部排出机壳外，为下次开机提供不带负荷的条件。
②在内部无物料时，尽可能排出所有冷凝水，然后关闭蒸汽；约1小时后关闭主机。
5.4.2紧急事故停车
出现紧急事故时，应立即关闭螺旋输送机、风机及进气阀门，直到确认故障排除后，才能重新启动。
5.4.3蒸汽供应故障
出现蒸汽供应故障后，在蒸汽总压降至0.2Mpa时，停止进料。重新启动时，需人工尽可能地清除机内积存物料。
六、维修保养
对设备维护、保养的好坏，直接影响到设备的寿命及正常生产，因此必须做到如下几点：
6.1主要部件的拆装顺序和方法
按照图一所示，按以下顺序进行拆除：先拆除件15（出料斗）和与设备相连和的管路系统→拧开件12（上下盖连接螺栓）→起吊件11（上盖）→拆下件7（固铲角钢）和件8（抄板）组件→打开件5和件16（即两端轴承座）上盖→拆除件4（链传动系统）中的链条→拆除件3和件17（两端蒸汽接头）→起吊件9（内件管束）和件15（两端封头及其轴头系统）组件→拧开件19（封头人孔）。
安装顺序与拆装顺序相反。
6.2 设备各转动部位的定期润滑
转子两端轴承，用复合钙基润滑脂（ZFG-1、ZFG-2）润滑，每八小时润滑一次；传动链轮与链条啮合处，用齿轮油润滑，每八小时检查一次，根据具体情况进行润滑；所有螺旋输送机轴承及轴套用15号机油润滑，每八小时润滑1～2次；其它转动系统的轴承用钙基润滑脂润滑，每1-2周润滑一次；经常检查液力偶合器、各减速器的油位，发现缺油及时补加。
6.3经常察看疏水阀是否畅通，每1-2周将疏水阀拆开清理一次。
6.4做好设备的防寒防冻工作。在严寒季节，在室内无防寒措施停机时，应及时将转子两端封头的小法兰盖卸下，排净管束里的冷凝水，以防冻坏转子。
6.5如需长时间停机，应将机内物料及管束中的冷凝水排净。
6.6定期紧固转子上的螺栓、螺母，每隔2-3个月检查紧固一次。
七、故障排除
常见故障的原因及排除方法如下：
7.1物料干燥水分达不到出机水分要求
（1）、进料水分高于规定要求，需蒸发水量超过设备本身能力。
检查前段工序设备，特别是脱水情况是否良好，适当调整脱水机械，使之达到规定要求。
（2）、冷凝水排出受阻，导致管束内充满冷凝水，干燥效果大大降低，甚至不能干燥。
首先检查疏水器是否畅通，若有阻塞，应拆下疏水器进行清理；其次检查工作压力是否过低，此时可适当提高蒸汽压力（但不得超过最高工作压力6kgf/cm2）；再次检查冷凝水贮罐里的水是否倒流，如单向阀失灵，应更换单向阀。
（3）、物料在设备内停留时间不够，使物料内残存水分来不及蒸发。
打开门盖18，调整抄板8，方法是把成一定角度的抄板调成水平即可，其数量据实际情况现场确定。
（4）、乏汽无法从机内及时排出，造成物料内的水分蒸发困难；另外乏汽风机风量过大，也可造成热量散失，造成物料不干。
检查风机的风门是否调节适当，否则应进行调整；乏汽管路是否通畅，否则应进行清洗；风机皮带是否打滑，即风机风量不够，否则应采取更换皮带等措施；若风量过大，应更换风机或降低风机转速。
（5）、乏汽在管道中冷凝后回滴入干燥机内，使干燥机做无用功以致达不到干燥效果。
检查抽气管道保温情况，使抽气管不能处在过冷状况，以免使蒸汽冷凝。
（6）、换热管外壁沾有杂物，影响换热效果。
一般应进行清洗，管子成排排列易于清洗，但应绝对注意安全！在清洗过程中应有专人看管主机转动开关，以免旁人不小心触碰，造成死亡事故！必要时可切断主电机电源。
7.2主轴承转动不灵或过热。
（1）、润滑不良，或者轴承内进入杂物，使轴承损坏。
应清洗轴承或加润滑脂，并加强设备管理。
（2）、轴承寿命已到。
主轴承如果润滑良好，使用寿命一般在3-5年。若发现损坏，应采用上述拆装方法，把件9（内件管束）拆出来，然后采用从侧面拉或垫木块打击的方法卸下主轴承，安装主轴承应加热至一定温度。
7.3旋转接头漏蒸汽。
旋转接头采用自动补偿装置，能长期使用，不需加油，维修、保养简单方便，一旦发现泄漏，可把紧固螺栓拧开，换上新密封圈即可。
7.4乏气风机积水。
乏汽在风机内冷凝，可在风机蜗壳底部开两个直径20mm左右的小孔，将冷凝水排出。