平板烘干机工作原理及改造方案

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1 引言
    利用好宝贵的煤泥资源,使之变废为宝,不仅能产生可观的经济效益,还解决了煤泥堆放占用土地和污染环境等一系列问题。煤泥如直接用于锅炉燃烧和发电,既有利于缓解我国煤炭供应的紧张局势,又能降低热电企业燃料成本。
    正常情况下,煤泥含水率高(20 %～30 %) 则无法直接使用。煤泥去除水分有两种方法:一是晾晒,但所需场地面积较大,且受天气、季节影响较大;二是烘干。目前用于煤泥烘干的设备主要有回转式烘干机和螺旋烘干机两种,前一种设备结构简单,使用可靠,适应性较强,但其存在热效率低、设备体积大而笨重、需配置一台热风炉、占地面积大、污染较大等缺点;后一种设备的体积较小,密封性较好,但由于煤泥在螺旋片挤压推进过程中吸热烘干,容易结块,其干燥度也很难均匀,且设备磨损大,还需配套加热设备等。上述烘干装置不但产量不高,而且还需要较多的配套设备,不利于在现有的电厂或热电厂中推广使用。
    为此,宝应协鑫生物质环保热电有限公司针对煤泥的特性及应用烘干的机理,利用电厂具有蒸汽的优势,对烘干设备的结构进行了反复研究和设计,联合制造厂家对平板烘干机进行改造用于煤泥烘干并取得了成功,并已顺利用于正常生产。此套设备价格适中,自动化程度较高,运行平稳,可保证小型热电行业掺烧60 %煤泥的需要。
2 平板烘干机
    平板烘干机广泛应用于粮食、饲料等加工行业,是对物料进行烘干的热交换设备。该产品为接触传热,刮板链条传动,使用的传热介质为蒸汽(或导热油) 。
2.1 改造前结构与工作原理
    平板烘干机由机架、进料斗、加热部件、传动部件等组成。结构见图1 。
   

                               
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    在加热钢板下侧焊接角钢做蒸汽腔室,并通入蒸汽来加热钢板,蒸汽放热后通过自动疏水器进行疏水(也可进行回收,该公司蒸汽疏水回收至热水箱作为热水售出) 。
    物料由进料斗进入到加热钢板(1) 上,随着链条刮板的运动,依次经过(1) 、(2) 、(3) 、(4) 、(5) 、(6) 加热片,物料被加热烘干,经出料口进入下一道工序。
2.2 平板烘干机改造方案
    由于湿煤泥特性与粮食、饲料有很大的区别,煤泥水分较大,粘性较强且煤泥中含有较多的杂质如石块等,不能直接使用平板烘干机来进行烘干。为了适应煤泥烘干,该公司与平板烘干机制造厂家共同进行以下改造:
    (1) 在进料处配置双轴搅拌机,采用螺旋叶片,起破“桥”防进料堵塞作用,并保持物料定向流动;叶片间距设计为100mm ,并在料斗侧壁上焊接静叶片,使煤泥通道间隙在100mm 以下,以防止较大石块通过而损坏设备。此双轴搅拌机采用变频调速,一可根据水分大小控制给料速度;二由于变频器保护齐全并可正反转,可防止煤泥中石块卡住损坏设备并可反转取出石块。
    (2) 烘干机动力装置采用变频调速,根据出料水分大小控制链条转动速度,来调整煤泥在烘干机内烘干时间,并设置完善的电气及机械保护装置,确保设备正常运行。
    (3) 在第二层与第三层之间增加双轴搅拌机,此双轴搅拌机配置单独动力并采用较高的转速(750r/min) ,高速旋转的叶片可将预热过的煤泥进行破碎,以利于煤泥进一步烘干。
    (4) 采取强迫通风将烘干机内的湿空气排出,并在排汽总管上安装<800 除尘器一台,以除去废气中所含粉尘。
    (5) 在出料处配B500 皮带输送机(因出料温度较高,使用阻燃皮带) 及时将干煤泥输出并储存。改造后平板烘干机结构见图2 。
   

                               
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3 改造后平板烘干机运行情况
    改造后的煤泥烘干机自安装调试后经过一段时间的完善,设备能够连续长周期稳定运行,烘干性能完全达到了预期的目标。

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煤泥烘干前后的参数及产量见表1 。
   

                               
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    未使用烘干机之前,掺烧的煤泥主要靠晾晒或采购干煤泥,由于晾晒受场地及天气限制,水分较大,而采购的干煤泥水分也较大,造成上煤系统及入炉系统经常堵塞,锅炉负荷不稳定,工作强度加大,严重影响电厂的安全经济运行。使用烘干机后,由于煤泥水分控制在12 %以下,上煤系统及入炉系统堵塞情况大为好转,对安全运行也不构成威胁。
4 经济效益分析
4.1 成本分析
4.1.1 投资情况(见表2)
4.1.2 成本概况
    (1) 产量:20t/ h ,每月运行25d ,每天运行20h ,则月烘干煤泥10 000t 。
    (2) 总成本费用:64.417 元/ 月。
    (3) 热源成本:根据实践表明,烘1t 煤泥所消耗的蒸汽量约为0106t ,每吨蒸汽以65 元计算(汽机一抽蒸汽) ,蒸汽疏水回收至疏水箱再利用或作为热水销售,其每吨价格按10 元计算,则每吨蒸汽实际成本为55 元,故月总耗热成本为
    10 000 ×0106 ×55 = 33 000 元/ 月。
    (4) 单位烘干成本:64417 ÷10000 = 6. 44 元/ t 。
   

                               
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4.2 经济分析
    根据目前国内的煤炭市场行情,低位发热量为4 200kcal/ kg、全水为10 %的干煤泥,价格在336 元/ t左右;而低位发热量3 500kcal/ kg、全水为20 %的湿煤泥价格约在245 元/ t 左右,转运费为4.5 元/ t 。
    由此可见,烘干1t 湿煤泥可节约成本为:
    [336 ÷4200 - ( 245 + 6.44 + 4.5) ÷3500 ] ×3500 = 24.06 元/ t 。
    以月烘干煤泥10000t 计算,月节约成本24 多万元,年节约成本288 万元,三个月不到即可收回投资。
    由于煤泥掺烧,每月均能达到电厂认定的综合利用要求,增值税可减半征收,同时由于掺烧干煤泥大大减少锅炉及上煤系统断煤及堵煤现象,确保了锅炉安全运行。
5 结论
    平板烘干机经过改造后,完全适合煤泥的烘干,整个烘干过程机械化程度高,结构紧凑,占地面积小,成本低,能满足电厂或热电厂掺烧煤泥降低燃料成本的需要。随着国家综合利用政策的深入贯彻和实施,煤泥综合利用工作不断推进,煤泥的需求量越来越大;干煤泥与湿煤泥的价格差异和企业利益的最大化,必将导致对煤泥干燥的需求越来越迫切。而作为电厂或热电厂,具有很好烘干热源,加之使用过的蒸汽疏水又能回收利用,进一步降低了煤泥烘干成本,从而获得更大的效益。

tutoulaoli

确实是好书，值得收藏