工業(yè)原、燃材料、半成品、成品為了下道工序的更好制備、儲存，大多要進(jìn)行烘干，大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，必然采用烘干設(shè)備。
烘干系統(tǒng)使用效果的好壞，不僅體現(xiàn)在本體設(shè)計上的周密、統(tǒng)盤考慮，比如較低的熱損失、料氣的充分交換；還要考慮系統(tǒng)中的眾多因素，使之達(dá)到*結(jié)合。熱風(fēng)爐的選擇、設(shè)計、使用就是很重要的環(huán)節(jié)。
一、熱風(fēng)爐的選擇
熱風(fēng)爐是烘干系統(tǒng)的熱量來源。熱風(fēng)爐熱效率高低取決于熱煙氣的輸入量和介質(zhì)溫度，實際應(yīng)用中熱風(fēng)爐有多種形式。
手燒爐：由人工手動喂煤，可直接燃燒 50mm 以下的粒狀煤，需不斷的進(jìn)煤、清渣，工人勞動強(qiáng)度大，大量冷風(fēng)帶入爐內(nèi)，燃燒過程不穩(wěn)定、爐內(nèi)煙氣溫度低、不*燃燒損失大，造成煤耗高、熱效率低、供熱量小。
噴煤爐： 對火煙深度控制要求嚴(yán)格，火焰過深，則容易燒壞烘干機(jī)內(nèi)部筒體及揚料板，甚至改變物料的物性；過短，則煙氣進(jìn)入烘干機(jī)的溫度不足，烘干能力變差。此外，對煤質(zhì)及細(xì)度要求嚴(yán)格，燃燒不穩(wěn)定，操作難度大。
燃油（氣）爐：利用油、氣作為燃料，優(yōu)點是燃盡率高，易于操作。缺點是對操作的要求，優(yōu)其是對安全的要求*，嚴(yán)禁泄漏,，以防爆炸。
沸騰爐：它介于層燃和懸浮狀燃燒之間，燃燒時呈沸騰狀態(tài)，具有強(qiáng)化燃燒、傳熱效果好、結(jié)構(gòu)簡單、可燃燒劣質(zhì)燃料等優(yōu)點。但傳統(tǒng)沸騰爐由于局部結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，直角部分多，使用壽命短，爐內(nèi)易結(jié)渣，渦流現(xiàn)象嚴(yán)重，煤耗較高，燃燒溫度偏低。
節(jié)煤型高溫沸騰爐：是我所在傳統(tǒng)沸騰爐的基礎(chǔ)上進(jìn)行整體改型和優(yōu)化設(shè)計的一種KF新爐型。其采用小爐床整體框架結(jié)構(gòu)，爐床容積較常規(guī)縮小，爐體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，大大提高了爐體的使用壽命和單位容積熱強(qiáng)度；減少了尖銳直角，降低了結(jié)渣頻率，能夠在原有沸騰爐的基礎(chǔ)上節(jié)煤 40 ～ 60% ，爐溫大幅度提升并可自由控制，進(jìn)一步放寬了對劣質(zhì)煤的適應(yīng)程度。幾種爐型的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比見表 1 ，單位容積熱強(qiáng)度對比見表 2 。
表 1 不同燃燒方式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較
爐 型 | 煤低位 熱值 / c aγ/ kg | 燃燒 溫度 ℃ | 灰渣含 碳量 % | 煤耗 kg/t | 投資 / 萬元 |
層燃式手燒爐 | 5000 | 600 | 18 | 40 | 8 |
噴燃式煤粉爐 | 6000 | 900 | 12 | 30 | 12 |
普通沸騰爐 | 4500 | 700 | 8 | 28 | 16 |
節(jié)煤型沸騰爐 | 3000 | 1100 | 4 | 18 | 16 |
表 2 幾種爐型爐膛容積熱強(qiáng)度比較
爐 型 | q v （ kW/m 3 ） |
煤粉爐 | 175～233 |
拋煤機(jī)爐 | 233～291 |
普通沸騰爐 | 930～1170 |
節(jié)煤型沸騰爐 | 1350～1861 |
燃油爐 | 291～349 |
高爐煤氣燃?xì)鉅t | 233～349 |
節(jié)煤型高溫沸騰爐因?qū)θ济旱倪m應(yīng)性強(qiáng)，能燃燒劣質(zhì)煤，操作簡單，節(jié)煤顯著而為眾多企業(yè)所選用。
二、參數(shù)的選取
燃燒室的大小，即爐蓖面積、爐膛容積的計算選取。
1、 熱耗和耗煤量
熱耗和耗煤量按下列公式計算：
q=lc1t1/η
g= lc1t1/ηQDW
gc= lc1t1W1-W2/ηQDW100－W1
GC=Wg 或 GC=1000Ggc
式中 l----蒸發(fā)1 kg水需要的熱氣體量，Nm3/ kg水;
c1---- 進(jìn) 烘干機(jī)熱氣體平均比熱，kJ/（ Nm3?！妫?；
t1---進(jìn) 烘干機(jī)熱氣體的溫度，℃；
W1---進(jìn) 烘干機(jī)物料的初水份，%
W2---出烘干機(jī)物料的終水份，%
q----烘干機(jī)的熱耗，kJ/kg水；
g----烘干機(jī)的煤耗，kg煤/kg水；
gc-----烘干機(jī)的煤耗，kg煤/kg烘干物料
GC ---燃燒室 耗煤量， kg煤/h;
QDW----- 煤的低位熱值，kJ/kg煤
η-------燃燒室的熱效率，見下表3
項目 | 燃燒室形式 |
人工操作 | 回轉(zhuǎn)爐篦 | 傾斜推動爐篦 | 振動爐篦 | 煤粉燃燒室 | 沸騰爐燃燒室 |
熱效率η | 0．80 | 0．85-0．9 | 0．85 | 0．85-0．9 | 0．9 | 0．9-0．95 |
對煤的適應(yīng)性 | 適應(yīng)性廣 | 不適宜單燒無煙煤及結(jié)焦性強(qiáng)和高灰分的低質(zhì)煤 | 不適宜燒揮發(fā)份低的貧煤和無煙煤 | 燃用無煙煤及劣質(zhì)煤時效率下降 | 適應(yīng)性廣 | 可使用粒徑為0-10mm的劣質(zhì)煤和矸石 |
鼓風(fēng)風(fēng)壓Pa | 800-1000 | 900-1500 | 900-1500 | 900-1500 | 2000-3000 | 6000-9000 |
2、 燃燒室爐篦面積
F= GC QDW/qF
式中F----燃燒室爐篦面積包括爐條及通風(fēng)孔隙面積在內(nèi)，并按其在水平面上的投影面積計算，m2;
qF---- 爐篦面積熱強(qiáng)度，kJ/ m2.h或Kw/m2,見表4
通風(fēng)方式及煤種 | 燃燒室形式 |
人工操作 | 回轉(zhuǎn)爐篦 | 傾斜推動爐篦 | 振動爐篦 | 煤粉燃燒室 |
人工通風(fēng) | 煙煤 | 292×104 -335×104 | 335×104 -378×104 | 292×104 -335×104 | 335×104 -418×104 | 爐膛斷面熱強(qiáng)度 684×104 -828×104 |
無煙煤 | 335×104 -378×104 | 209×104 -292×104 |
自然通風(fēng) | 煙煤 | 126×104 -209×104 | | 187×104 -252×104 | - |
無煙煤 | 169×104 -252×104 | |
3、 燃燒室爐膛容積
V= GC QDW/qV
式中V--燃燒室爐膛空間容積，m3；
qv---- 爐膛容積熱強(qiáng)度，kJ/ m3.h或Kw/m3；見表5
| 爐膛容積熱強(qiáng)度kJ/ m3.h | 備注 |
層燃燃燒室 | 104×104--126×104 | 煙煤取低值，無煙煤取高值 |
煤粉燃燒室 | 50×104--83×104 | |
4、沸騰爐的一般技術(shù)參數(shù)：冷態(tài)沸騰風(fēng)速約1m/s；布風(fēng)板開孔率為2.2%~3%；風(fēng)帽的小孔風(fēng)速約30~45 m/s；各帽頭之間的間隙中斷面風(fēng)速約為2~2.5 m/s；懸浮段的熱態(tài)風(fēng)速約為0.8~1.2 m/s；布風(fēng)板下的斷面風(fēng)速小于或等于為1.5 m/s；風(fēng)箱進(jìn)口處的風(fēng)速小于5 m/s。
5、沸騰爐的鼓風(fēng)機(jī)壓力為6000—8000Pa較為適宜。
三、結(jié)構(gòu)設(shè)計的注意點
1、 為便于操作,爐篦深度不宜超過2mm；沿爐篦寬度1-1.5m設(shè)一個爐門。
2、 爐膛高度以易于操作為原則。
3、 爐膛長寬比宜選用3:1。
4、 爐膛應(yīng)成斷面放大式，與垂直面成22°。
5、 爐膛內(nèi)zui邊壁的風(fēng)帽與爐內(nèi)壁距離為20-30mm。
6、 筑砌內(nèi)、外層耐火磚、紅磚時磚縫要錯開，且之間要有搭接磚。
7、 外層磚筑砌完后，外圈要用鋼架拉起來，以增加其鋼性、整體牢固性。
8、 當(dāng)用煤量大于180kg/h時，加煤應(yīng)采用機(jī)械加煤、出渣。
9、 合理、合適的擋火墻高度有利于控制進(jìn)入烘干機(jī)的熱氣體溫度，避免燒壞烘干機(jī)筒體前端。
10、穿過沸騰爐的喂料管，要外敷耐熱混凝土或選用耐高溫的耐熱不銹鋼，并做好之間的密封。
11、沸騰爐出氣口附近要裝設(shè)測溫?zé)犭娕?，以利于控制出氣煙氣溫度?/DIV>
四、使用中應(yīng)注意的問題
1、 進(jìn)爐煤粒徑的控制
為滿足沸騰爐沸騰的要求，應(yīng)控制進(jìn)爐煤碳的粒徑在3 mm左右，zui大的不超過8 m m。
2、生產(chǎn)組織、熱風(fēng)爐的操作對煤耗影響較大。
煤耗的高低不僅受出口煙氣的溫度、系統(tǒng)的保溫減少熱散失、煤炭的燃盡度等有關(guān)，而且與生產(chǎn)組織、熱風(fēng)爐的操作有關(guān)。后者易忽略，有的廠家?guī)烊菪?，?jīng)常斷續(xù)生產(chǎn)，烘一個班停幾天，經(jīng)常熄爐、生爐導(dǎo)致煤耗高；也有的廠家對熱風(fēng)爐的操作掌握不得要領(lǐng)，要針對不同爐型（沸騰爐、噴煤爐、燃油爐等）采用不同的方法，抓住要點、盡量閉爐操作，提高煤炭的燃盡率，減少漏風(fēng)。
3、合理用風(fēng)，勤于操作，防止結(jié)焦。
操作人員要經(jīng)過嚴(yán)格培訓(xùn)，認(rèn)別火焰的顏色，以判斷爐內(nèi)的溫度，進(jìn)行針對性地調(diào)整，以保證爐內(nèi)正常煅燒。
