蒸汽管式回转干燥机不凝气的排放.pdf

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蒸汽管式回转干燥机不凝气的排放
中航黎明锦西化工机械(集团)有限责任公司(辽宁葫芦岛125001)王洪学
摘要】归纳整理了一些在蒸流管式回转干燥机中不凝气
在蒸汽冷凝传热过程,加热介质水蒸汽
排放结枃、并分析各结枃的优缺点,希望能够为用户或供应南提中或多或少的含有氯气、氧气等不凝气,在
供一些有价值的借鉴经验和参考意见。
干燥机开、停时也会有不凝气窜入,而不凝
关钱词】蒸汽管式回转干燥机不凝气传热
气对传热效果的影响很久以来有以下两种理
论
前
种理论是当蒸汽凝结时,不凝性气体
蒸汽管式回转干燥机传统传热結构如图1所示,加热蒸汽通过聚集在液膜附近,形成不凝结气体层,远处
旋转接头、气轴进人蒸汽分配室后直接分配到每根加热管内,加的蒸汽在抵达液膜表面进行凝结前必须以扩
热蒸汽由出料端流向进料端,冷凝水则逆蒸汽流向由进料端到出散方式穿过该气体层,于是,凝结换热过程
料端进入蒸汽分配室,通过汽轴、旋转接头排出。
增加了气相热阻。
此外,随着蒸汽的凝结,膜层表面的蒸
汽分压将低于远处蒸汽的分压力,导致相应
的液膜表面蒸汽的饱和温度降低,有效冷凝
温差下降,从而使凝结换热量和传热系数大
大减少
另一种理论是蒸汽在加热管入口至顶
端,发生等压相变释放潜热的过程,实际上
是一个加热介质体积减小的过程。即全充满
加热管的蒸汽膜状冷凝释放热量后会有
较大的空间容纳“不凝气”,“不凝气”也
只能分散于冷凝水表面以上。
由于加热所需的热量主要积聚在液态冷
图1传统传热结构
凝水内部,故不会对煅烧炉加热能力造成明
1.回水管2进水管3进料端端板4.加热管5.蒸汽分配宣
6.汽轴7.蒸汽人口8旋转接头9冷凝水排出ロ
显的影响。另外,进口蒸汽的压力路高于相
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变后冷凝水排放的压力(主要是阻力损失所致),随着蒸汽激荡,不凝气管在加热管中不停地振动支架,摩擦
炉体不断地醐转运动,气、液在管内混合搅动,在压差加热管,加热管管壁减薄,在蒸汽压力下破裂,另外还
及疏水位差的作用下,伴随冷凝水的不断排出,分散在存在着如上所述进枓端环管的优缺点。
其表面的“不凝气”也会被一同逐出,而不会积聚在加
热管顶端不动,影响传热效果。
正是由于上面两种理论的存在,也影响到了蒸汽
加热回转干燥机中传热系统结构的设计。一般说来,在
传热系统中都会采用排放不凝气结构。
二、进料端不凝气环管断续排放
毎根加热管的一端(进料端)焊有椭圆封头或球
形封头,如图2所示,在封头上焊有不凝气小管,这些
小管将收集到的不凝气排人到进料端环管中,进料端环
管上装有阀门来定期排放不凝气。
这种设计结构只要按周期加以维护即可使设备正
图3出料端环管不凝气排放示意
常运转,不凝气排放好,设备热效率高,并且成本低。
2.加热管3.蒸汽分配室4.不凝气集气环管5、6,不凝气小管
这种结构最大的缺点是由于加热管的热胀冷缩及振颤使
四、不凝气喷嘴连续排放
得众多的不凝气小管经常拉裂,常会导致蒸汽泄漏,从
如图4所示,每一根加热管都需要一个喷嘴,这种
而影响到进料端设备的运行,所以有的厂家用金属软管
结构安装很方便,但是缺点也很明显。喷嘴的结构和孔
螺纹联接来替代焊接结枃,但是简体的旋转与振颤使得径相对复杂,数量较多,材料一般选用硬质合金,因此
金属软管螺纹联接也不牢固
材料及加工成本很高。
喷嘴的使用会造成部分蒸汽外漏,孔径越大,泄
漏量越大,况且不凝气主要是刚开车阶段比较多,正常
运行时较少:如限制喷嘴的孔径,太小了容易堵塞,反
而使不凝气不能排放,起不到排放作用。由于喷嘴是
直排放的,喷出的蒸汽容易引起事故,且不利于进料侧
设备的维护。
图2进料端环管不凝气排放示意
1填料密封2不凝气小管3.不凝气集气环管4.转筒5、6.加热管
三、出料端不凝气环管斷续排放
不凝气由不凝气小管收集后从出料端的坏管经阀
门排出,不凝气小管由弓形支架或板状支架支撑在加热
图4喷嘴排放不凝气示意
管中,如图3所示,由于非固定连接,设备筒体旋转,
」进料端端板2.喷嘴3填料密封4转筒5、6.加热管
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五、特殊传热系统
质量很高,不凝气存在的量极少,从而不凝气对传热效
与传统加热系统相比,特殊传热系统改变了加热
果的影响很小,因此采用不排放不凝气结构,也就是将
蒸汽的流向。加热蒸汽在气室中分配到内、中排加热管
加热管的一端堵死(如图6所示)
中,由出料端流向进料端,通过内排与外排的连通管和
这种结构不仅让加热管结构简单,也使得加热管
中排与外排的连通管把蒸汽分配到外排加热管中,蒸汽
与筒体之间的结构得以简化,节约了制造成本及管理成
则从外排的进料端流向出料端。
本。但正是由于极少的厂家在使用,在使用效果方面不
加热蒸汽流向改变的同时也改变了冷凝水和不凝具有说服力。
气的流向。冷凝水的流向由逆加热蒸汽流向改成了与加
热蒸汽同向流动,冷凝水在内、中排由出料端流向进料
端,进入外排后由进料端流向出料端进人气室,经原设
计水路流向排出煅烧炉(如图5所示)。
不凝气被迫与加热蒸汽和冷凝水同向,由内排加
热管出料端流向进料端、再与加热蒸汽和冷凝水同向被
排挤到气室中,与冷凝水一起排放到贮水罐中,并定期
排放。
仅对传热来说这是一种十分合理的传热系统。
图6不设置排放不凝气结构
个加热系统同时实现了加热功能、排冷凝水功能和排不
进料端端板2.管支撑3.转简4,5.加热管
凝气功能。同时由于冷凝水和不凝气与加热蒸汽同向流
动,促进了冷凝水和不凝气的快速排出,所以同时强化
七、结语
了传热。
笔者针对蒸汽管式回转干燥机中几种不凝气排放
但是这种结构的缺点是在简体内加热管的制造难结构归纳整理,尽力分析总结以供制造厂及用户参考。
度增加,并且由于筒体的旋转以及热胀冷缩带来的交变
应力一旦使连通管、环管与加热管出了问题,处理起来
参考文献
非常麻烦。
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垂直圆管内表面冷凝换热的实验研究[].上海理工
大学学报,2005,27(2):120
2]刘惠风,韩光現.对蒸汽煅烧炉不凝气体释放问题的
浅见[们.纯碱工业,1997(4):33-34.CM
(收稿日期:2011/1130)
出料端
图5特殊传热系统
1.内排加热管2.外排加热管3环管4.气室
六、不设置排放不凝气结构
极少ー些国内厂商在传统加热系统中认可另一种
关于不凝气不会影响传热效果的理论、或者由于厂