氣流干燥機風機循環冷卻水系統研制

【摘 要】SH94型氣流干燥機風機運行時發熱量較大，需使用冷卻水進行冷卻。該設備自帶的冷卻水系統耗水量較大，且造成部分熱能損耗。對該冷卻水系統進行改造后，水消耗大幅減少，并節約部分熱能消耗，效果明顯。

【關鍵詞】冷卻；節水；減耗

一、生產現狀

SH94型氣流干燥機工作過程中，其風機高速運行，風機軸承箱內溫度較高，需使用冷卻水對軸承箱內的潤滑油進行冷卻。自來水流量為4000Kg/h，該系統工作過程中每千公斤煙絲耗水量為477.3Kg。由于自來水通過軸承箱后獲得了一定的熱量，其排放后也造成一定的熱能損耗。

圖1

二、設計思路

1.設計思路。將氣流干燥機模擬水罐作為儲水罐，在模擬水罐外增加循環水泵，為風機循環冷卻系統提供動力。為防止模擬水灌中水溫過高，在氣流回潮機主進水水管路上加裝冷卻水罐，使用氣流回潮機的主進水對風機循環冷卻水進行冷卻，經過換熱后的氣流回潮機主進水水溫升高，減少氣流回潮機用于熱水罐加熱的蒸汽消耗。

圖2

2.設計過程。一是確定傳熱任務，計算熱負荷。氣流干燥機風機軸承箱潤滑油的潤滑溫度上限為60℃～80℃，車間在生產過程中要求軸承箱溫度不超過50℃。利用原有管路對風機軸承箱熱負荷進行測定，在保證軸承箱溫度低于50℃的情況下，所需的最小冷卻水流量為550kg/h。而后測定冷卻水進水溫度和出水溫度最大溫差為5.8℃，通過熱量衡算方程式Q=Wc×（Ic-Ic）=Wc×Cpc×（t2-t1）求得最大熱負荷Q為3.7kw，（Cpc=4.18×103J/（kg×℃））。為保證整個循環系統工作穩定，要求換熱器熱負荷應大于3.7kw，在換熱器設計中，設定熱負荷量為3.8kw。二是冷卻水罐的設計。冷卻水罐熱負荷Q=3.8kw，冷卻水質量流量為550kg/h，通過通過熱量衡算方程式Q=Wh×（Ih–Ih）=Wh×Cph×（T1–T2）計算風機軸承箱冷卻水進出口溫度差△t2，△t2= T1–T2=Q/（Wh×Cph）=3.8×103×3600/（550×4.18×103）=5.95℃。氣流回潮機用水質量流量為700 kg/h，設其進出口溫度差為△t1，△t1=t2–t1=Q/（Wc×Cpc）=3.8×103×3600/（700×4.18×103）=4.68℃。計算兩流體平均溫度差（逆流，單殼程，多管程），△tm=（△t2 -△t1）/㏑（△t2/△t1）=1.27/㏑1.27=5.29℃。查相關資料可知水對水傳熱總傳熱系數K經驗值為850～1700，設定總傳熱系數K為850，計算傳熱面積S，S=Q/K△tm=3.8×103/（850×5.29）=0.85m2，計算換熱器內盤管總長L=S/（πd）=0.85/（3.14×0.025）=10.83m，冷卻水罐采用直徑為700mm的不銹鋼圓柱筒體，內部盤管環繞直徑為600mm，計算其管繞圈數。N=L/（πd）=10.83/（3.14×0.72）=5.74≈6圈。三是水泵選擇。由于冷卻水罐設置于車間網架上方，與模擬水罐高度落差約有10米，故加裝水泵的揚程應大于10米，換熱器冷卻水入口流量應大于550kg/h。故循環水泵選擇 KYLR25-125型水泵，其揚程為20米，流量為1m3/ h（998kg/h），滿足設計需要。

三、效益分析

氣流干燥機風機循環冷卻水系統的研制成功，解決了生產中冷卻水消耗大的實際問題，同時節約部分熱能損耗。其冷卻水消耗量由之前的每千公斤煙絲耗水477.3Kg，下降至每千公斤煙絲耗水50Kg以下，同時，該系統提高了氣流回潮機進水溫度，減少氣流回潮機蒸汽用量0.82m3/h，為企業節約了巨大的生產成本。

參 考 文 獻

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