热管式燃煤粮食干燥热风炉的研究.pdfVIP

1996 年 9 月 农 业 机 械 学 报 第 27 卷 第 3 期 热管式燃煤粮食干燥热风炉的研究 苏俊林　许思传　王震坤　郝玉福 　　【摘要】　研制了一种新型燃煤热风炉。它采用了当今高效传热技术——热管, 积木组合式结 构及强化燃烧、强化传热和热补偿等措施。理论与实验表明, 它具有热效率高、寿命长、煤种适应性 强、劳动强度小和污染小等优点。这种新炉型可较好地用于粮食和其他农副产品的干燥过程。 叙词: 热风炉　热管　燃烧　干燥　传热 1　引言 粮食贮存或其他农副产品的加工大都需经过干燥, 尤其对于玉米等高水分粮食的干燥是 一个非常重要的问题。产生干燥热介质的方法有数种, 采用锅炉产生蒸汽再经换热器加热空气 的系统存在造价高、结构复杂、热风温度低等缺点, 采用燃烧烟气与空气直接混合的系统存在 对粮食污染的问题, 近些年采用热风炉间接加热空气的干燥系统愈来愈受到青睐。目前使用的 不同型式的热风炉, 如卧式烟管型热风炉、圆套筒式热风炉等, 它们普遍存在一些缺点: 易烧 坏, 热效率低, 不能燃用劣质煤, 劳动强度大, 污染环境。 本文所述的热风炉是一种新研制的燃煤粮食干燥热风炉, 它具有先进的机械化燃烧设备 及强化燃烧措施, 克服了手烧炉燃烧不稳定、冒黑烟、不完全燃烧损失大和劳动强度高的弊病; 采用新型高效传热元件——热管及传热强化技术, 大幅度地提高了使用寿命和热效率, 降低了 流阻; 它采用了“积木”组合型结构, 便于制造、安装和维护; 它具有实用性强、使用寿命长、高效 节能、能燃用劣质煤、污染小和机械化程度高等特点。此炉型的开发应用具有很大的经济效益 和社会效益。 2　结构设计特点 新型热风炉的结构如下页图所示。它由炉体、热管换热器和列管式换热器 3 部分组成。其 工作过程为: 在机械炉排上的煤燃烧后形成高温烟气, 通过沉降室重力除尘后进入热管换热器 的加热段, 热量通过热管上部的冷凝段将新鲜空气加热。在热管换热器中把烟气温度降到对碳 钢管的安全温度后, 烟气又进入列管式换热器, 在此换热器中将空气进一步加热供干燥设备使 用。 此炉型的设计特点和结构特点如下。 2 1　积木组合式结构 为了便于制造、安装、使用和维护, 热风炉采用积木组合式结构, 即炉体、热管换热器、列管 　　收稿日期: 苏俊林　吉林工业大学热能工程系　副教授, 130025　长春市 许思传　吉林工业大学热能工程系　副教授 王震坤　吉林工业大学热能工程系　助教 郝玉福　吉林工业大学热能工程系　教授 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 第 3 期　　　　　　　　　　苏俊林 等: 热管式燃煤粮食干燥热风炉的研究 93 换热器各成一体, 根据不同情况、不同条件组合安装。 2 2　采用热管新技术 大多数热风炉存在炉膛出口段换热 面易被烧坏致使炉龄短的缺点。这是因 为 炉 膛 出 口 烟 温 高 达 1 200℃～ 1 400 ℃, 而烟气与空气的传热系数又很 低, 高温换热面的壁温可达 600 ℃～ 700 ℃以上, 普通碳钢禁不住这么高的温 度, 如采用耐热合金钢作换热面, 价格又 太贵。许多炉子采用掺入过量冷空气的 办法降低炉膛出口温度, 但这会导致热 热风炉结构简图 风炉热效率大大降低。 1 往复炉排　2 前拱　3 炉膛　4 后拱　5 沉降室　6 热管 本文采用热管解决这一技术问题。 7 热管换热器　8 碳钢管　9 列管式换热器 热管是一种高效传热的新技术, 近些年 它在能源利用和节能技术方面发展迅速。热管是在管内抽真空后充入工质的传热元件, 工作 时, 工质以蒸发—冷凝过程在管内反复循环, 不断将热量从加热段传给冷凝段。由于热管内部 工质是以传热最强的相变过程工作的, 因此它几乎是在等温下传递极高的热流