导热油烘干机在淀粉烘干应用中的节能分析
随着改革开放的不断深入,近年来,乡镇企业、个体企业的中小型淀粉厂发展较快,由于受资金、能源的限制,烘干系统成了亟待解决的问题。根据这一特定情况,1994年我们研制成功了高温导热油烘干机,使用在淀粉行业的烘干工艺上。并同时申报了国家新型实用专利(专利号:ZL94244634-8),同时也为烘干条状、片状、颗粒状的设备提供了理想的热源。
该机使用的导热油具有无毒、热传导好,闪点高(≥205℃)、凝点低(≤-20℃),对设备无腐蚀,并起保护作用,使用寿命长。年损耗≤7%左右。热油炉是一种新型供热设备,它以煤为燃料,导热油为传热介质,利用耐高温油泵,使导热油液相循环,输送给用热设备热量转换后再返回油炉加热循环使用。
导热油炉与目前普遍使用的蒸汽锅炉相比有以下优点。
①设备造价低辅助设备少
油炉本身的造价只是锅炉的1/8~1/5,热油泵的用电量只有0.75~2.2KW/h。该设备属于常压设备,易操作,安全系数高,油炉房不需远离车间,降低了输送管道的投资。蒸汽锅炉有庞大的水软化处理、储水、供水、排污、引风、除尘等设备,并且要定期检修、除垢和劳动部门的鉴定等。而导热油对设备无腐蚀,在内部液相循环,对设备起保护作用,使用寿命是锅炉的数倍。
②低压运行安全系数高
导热油在供热系统采用液相闭路循环,使用温度为270~300℃,工作压力仅为系统循环的阻力降,一般为0.3MPa,系统内设有高位膨胀槽,温度升高,压力不会上升。而蒸汽锅炉要达到190~220℃,则工作压力为1.2~2.3MPa,若再提高温度,蒸汽压力相应上升,设备受压等级也要提高,不但投资大,而且不安全因素也大。
③节约能源热稳定性好
导热油经用热设备热量转换后,温度仅下降20℃左右,返回油炉加热后循环使用,余热基本全部回收。因油温啊循环系统温差小,燃煤也就大大减少,而且温度可保持稳定,不会出现温度过高或过低的现象。由于热源稳定,为操作人员提供了方便,易掌握。烧煤烘干系统只需两人就能完成烘干任务。
导热油的使用温度根据用热系统的需要而定,最高温度可达350℃,而热量转换后温度降差很小,再升温很容易控制。在烘干系统中为了充分利用热能,我们把温度相对高的炉身和出烟口外壁,设计成空气预热器,可使预热温度达到60℃以上,这样充分利用炉自身热量,降低了热交换器的体积和制造成本。
中小型企业的脱水设备一般都很简陋,有些厂家还采用兜包淋水的方式,湿淀粉的含水率极不稳定,烘干时的进料量很难控制。为解决这一问题,我们在干热风与物料混合后的扬升处,安装一只双金属温度计,湿淀粉输送机采用无级变速,这样根据不同湿度的物料,调整进料量,使物料与热空气混合后的温度稳定在65~75℃,就可得到合格产品。烘干塔采用三级脉冲式,人工看表操作,十分方便。
风机是烘干系统很关键的设备。风压和风量匹配很重要,中小型烘干行业所用的风机很不好选择。我们把风机、风叶适当加宽,叶片采用后向微弯形式,扬送效果好,风量足,也解决了卡滞物料现象,从而大大降低了轴功率,总装机容量(包括供热系统):日烘干10t干淀粉成套设备动力为16.5KW,日烘干5t干淀粉成套设备动力为10KW。
导热油烘干机与蒸汽烘干机的对比见附表。
附表 导热油烘干机与蒸汽烘干机比较
对比内容 |
单位 |
导热油烘干机 |
蒸汽烘干机 |
烘干小麦淀粉生产能力 湿淀粉水份 干淀粉水份 水份蒸发量 700kg蒸汽锅炉平均耗煤 200000*4.186kJ导热油炉平均耗煤 总装机动力 |
t/h % % kg/h kg/h kg/h |
0.4 43 13 210.5 40 |
0.4 43 13 210.5 100 |
通过附表的分析对比可以看出,导热油烘干机的节能效果非常显著,与蒸汽锅炉相比仅节约的费用两年内就可把导热油烘干机成套设备投资成本收回。所以导热油烘干机在价格、节能、安全、操作等方面具有很大的优势和广泛的市场。
国家劳动部关于《有机热载体炉安全技术监察规程及有关条款说明〈1993〉356号》指出:有机热载体炉在运行中危险性不在于爆炸,而在于有机热载体的泄露,导致火灾事故……虽然,液相炉本身不承压,仍需按压力容器制造设计。根据以上要求,我们在制作中,无论是用材料还是焊接,都严格按标准执行。每台炉或换热器都以0.5~0.6MPa进行压力实验。把高位膨胀槽的容积加大到总装积油量的2/3以上,避免突然停电油不循环时溢出油的可能性。在输送管道上尽量少用法兰连接,有时法兰的部位采用不锈钢石墨垫片。通过以上措施,有效的避免了油的蒸发和渗漏,所以该导热油烘干机投放市场五年来,从未发生过火灾事故,当然与操作人员严格按操作程序操作也有关。
导热油烘干机因用煤加热导热油,煤烟分离净化是下一步需解决的问题。