淺談干混砂漿生產線的烘干系統

程建奎　楊森

摘? 要：砂是干混砂漿生產線的關鍵原料，烘干系統作為對砂初加工的設備，對干混砂漿生產線的連續、穩定運行起著關鍵作用。該文主要介紹了目前常用的烘干機結構以及影響烘干系統性能的關鍵點，通過對燃料燃燒程度、滾筒換熱性能、廢氣損失、烘干后砂子冷卻、烘干系統散熱5個部分的控制，使滾筒運行和耗能達到最佳狀態，有利于對干混砂漿生產線烘干系統在操作過程中進行節能減排，易于維護。

關鍵詞：干混砂漿生產線;烘干系統;熱力學過程

中圖分類號：U414? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

隨著國家“節能減排”要求日益嚴格，各地都陸續出臺了禁止現場攪拌的政策。干混砂漿生產線從此進入了快速發展階段。干混砂漿生產線烘干系統作為干混砂漿生產線中主要的能源消耗點，又是干混砂漿生產線中對關鍵原料初加工的設備，因此烘干設備選擇的好壞，對干混砂漿生產線有效運行起到了關鍵作用，對干混砂漿生產線烘干系統中的成本控制、工作效率產生了極大的影響。

1 干混砂漿生產線烘干系統及主要結構

烘干過程是一個將燃料燃燒產生的化學能轉變為熱能，通過火焰輻射和高溫煙氣與濕砂在烘干機中進行熱交換并除去水分的過程。已烘干好的高溫砂子一般會在110 ℃左右，對產品線后續的生產會有所影響。所以再通過自然冷卻或者通過外界空氣強制冷卻對已烘干的高溫砂子進行降溫。最后，合格的成品砂進入下一生產環節，廢氣在不達到露點的情況下經除塵器除塵后排入大氣中。

干混砂漿生產線成品砂既要滿足含水率在0.5 %以下，又需滿足砂子溫度在65 ℃以下。同時滿足這2個條件就很考驗烘干滾筒的能力，國內的烘干技術保證砂子含水率在0.5%以下已經比較成熟，但很多設備還做不到將烘干過的高溫砂子降溫到65 ℃以下，而市場上烘干機結構主要是雙筒烘干機和三筒烘干機結構。

雙筒烘干機如圖1所示。烘干筒有2層，內層用于烘干。通過熱源（爐子）產生的高溫煙氣與濕砂順流熱交換，將濕砂中的水去除。而外層用于冷卻，用常溫的空氣與已烘干的高溫砂子逆流熱交換，對高溫砂子進行降溫，以保證烘干筒出來的產品砂的溫度、含水率均能滿足要求。

三筒烘干機，如圖2所示。烘干筒共有3層，內層和中層用于烘干，烘干筒內層通過熱源（爐子）產生的高溫煙氣與濕砂順流熱交換，而中層可以再利用內筒外壁的熱量將濕砂中的水去除。外層則對已烘干好的高溫砂子自然冷卻。

2 影響烘干系統性能的因素

影響烘干系統的主要因素有5個熱力學過程，分別為燃料燃燒程度、滾筒換熱性能、廢氣損失、烘干后砂子冷卻、烘干系統散熱。對烘干系統的評價主要參考以上5個過程，這5個熱力學過程的優劣可基本判斷烘干系統的烘干能力、能耗大小、成品砂質量。

2.1 燃料燃燒程度

在燃料種類和質量確定的情況下，其熱值在充分燃燒時是個定值。此時影響供熱因素的就是燃燒效率，即燃料燃燒程度。燃燒過程不僅和燃料有關，還和環境相關。燃料是否完全燃燒，環境供氧及燃燒空間是否充分等，都是影響燃料燃燒程度的主要因素，從而影響提供給滾筒換熱的熱量。

2.2 滾筒換熱性能

三筒烘干機水平放置，濕砂在筒內運動靠筒內的葉片推動，當選用燃氣燃燒器時，三筒烘干機就需要增加爐膛結構，從而增加烘干系統的散熱及設備的采購費用和維護成本。而雙筒烘干機傾斜放置，濕砂隨筒體的旋轉在重力的作用下推動濕砂沿軸向運動，當選用燃氣燃燒器時雙筒烘干機通過調整滾筒內葉片形式，燃燒器直接對接滾筒而不用增加爐膛。

2.3 廢氣損失

煙氣與濕砂進行換熱后，會攜帶少部分熱量排出。此過程中，煙氣攜帶熱量越低，烘干系統熱損失也就越小。但因為烘干骨料的過程中，去除的水分會隨著煙氣一同排出。如果煙氣溫度過低，將導致在進入除塵器的過程中水分析出，達到煙氣露點，使除塵器無法正常工作。所以，廢氣損失是不可避免的一部分熱量損失，在保證不結露的情況下，降低尾氣溫度，達到最高效率熱系統的平衡。

2.4 烘干后砂子冷卻

雙筒烘干機外層的主要作用就是對已烘干好的高溫砂子進行逆流冷卻，通過常溫空氣與筒內的高溫砂子熱交換，將高溫砂子溫度降低。但是三筒烘干機外層在對已烘干好的高溫砂子自然冷卻，自然冷卻的效果比順流換熱冷卻效果還差很多，與雙筒采用的逆流冷卻方式相比效果就更差一些。而且三筒烘干機長度較短，冷卻時間很短，效果很差。

2.5 烘干筒散熱

高溫煙氣在烘干筒內與濕砂熱交換過程中會通過各種途徑將部分能量散失到大氣中，象進料口的耗散，從筒壁向大氣中的耗散以及尾氣溫度的耗散。這部分散失的能量對烘干筒的熱效率有一定影響，但又不可避免，所以應盡量保證滾筒保溫及密封性能較好。

2.6 其余因素

首先，烘干筒對工人制造水平要求較高，特別是滾圈、托輪的加工水平、裝配時的定位精確，決定了滾筒運行的平穩性。其次，烘干系統的整體布局在一定程度上會增加設備運行時的穩定性，一方面應觀察人工操作是否方便、易于維修等方面;另外烘干系統在運行時容易出問題的地方也需特別注意：象烘干筒進料位置是否容易積料，耐磨性能以及后期是否容易更換等細節。其次是可運輸性，烘干機制造要求較高，合理才能滿足以后穩定、連續地生產，需在廠裝配完成再運往工地;因此烘干筒結構必須滿足國家運輸要求的尺寸。最后，烘干系統是干混砂漿生產線的關鍵設備，不管是雙筒還是三筒，對筒的部件要做到可維護，可更換。

3 結語

干混砂漿生產線烘干系統作為整個干混站耗能最高的設備，根據目前的烘干機結構，只有熟悉影響烘干性能的關鍵點，通過對烘干系統的幾個熱力學過程進行考慮，并對其提前采取預防措施，才能使整體生產線成品砂質量優良，能耗更低，更加綠色環保。

參考文獻

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