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浅析隧道干燥室运行过程中的十对矛盾【麟工窑炉】
时间:2020年06月17日    点击:次    来源:窑炉

在隧道干燥室的运行过程中,会出现各种各样的矛盾。操作的过程,就是妥善处理解决这些矛盾的过程。归纳起来,主要矛盾有以下十对:隧道窑

 

1、加热与冷却

湿坯体进入干燥室,从常温逐步加热,其中的水分也逐步被蒸发出来,直到出干燥室,已成了干坯体。在这个过程中,坯体按照既定的温度曲线升温。升温所需的热量一般由焙烧窑的余热或烟热提供。送入热风的目的是提供热量,使坯体升温。在坯体干燥过程中,在正常情况下,应执行既定温度曲线,不要随意变动。

 

在加热过程中,要高度重视如何传热。热风放出了热量,如何用好这些热量,使热量很好的传给坯体,这里面是有学问的。弄得不好,会造成大量热能浪费。要提高传热效果,就应在调整热风流速、风压大小、坯垛稀密、干燥车进干燥室间隔时间等上面下功夫。

 

“热干风”从出车端进入干燥室,和坯体进行热、湿交换,到达进车端时,已成了“冷湿风”,最终被排潮风机排出干燥室外。

 

坯体的加热和风的冷却是对立的统一,只有加热效果好了,坯体中的水分才能得到高效蒸发,风被冷却才具有意义。如果加热坯体不符合既定要求,风冷却再好,从干燥室内出来的可能是大量废品(例如:不均匀干燥等)。而加热坯体获得的水分蒸发的效果也要靠风的冷却来进一步得到保证,没有合理的风的冷却过程,加热的成果也会前功尽弃。

总之,坯体加热必然导致风的冷却,而风的冷却是为了巩固和发展坯体加热效果。

 

2、正压与负压

压力制度的合理与否对坯体在干燥室内的干燥效果产生较大的影响。干燥室的零压点是干燥室内正压和负压的过渡点。零点压的位置主要由送排风机的风量、风压和干燥室内的阻力及坯体的干燥性质决定的。逆流隧道式干燥室一般正压段约占长度,负压段约占长度。

 

零压点的位置确定后,在正常生产时不要变动,因为零压点的变动,就标志着干燥室内温、湿度及风量的变动,影响干燥质量。如当零压点向进车端移动(负压段缩短,正压段增长)时,有两种情况,其一是排风量减少,这时进车端干燥介质相对湿度增大,潮气排不出去,严重时坯体不干且产生裂纹;其二是送风量增大,这时进车端干燥介质温度升高、相对湿度降低,坯体进干燥室后表面急速脱水形成硬壳,致使坯体产生裂纹。

 

当零压点向出车端移动(负压段增长,正压段缩短)时,也有两种情况,其一是送风量减少,使干燥室进车端温度降低,相对湿度升高,造成坯体不干及产生裂纹;其二是排风量增大,造成进车端干燥介质相对湿度降低,致使坯体产生风裂。因此,在正常情况下,零压点一定要保持稳定,即保持既定的正、负压制度。

 

3、层流与湍流

隧道干燥室是平流式干燥室,气体在干燥室内总的流动方向是水平向前的。因此,很容易造成层流,造成气体分层,致使干燥室内的横段面温差增大。这是隧道干燥室的弱点之一。要解决气体分层问题,就应千方百计使层流向湍流转化。

采取各种空气动力措施,扰乱气流可以促使温度均匀。例如,安装若干个循环风机,使气流发生局部横向循环等。

另外,适当延长正压段也可促使干燥室内的横断面温度趋于均匀。

 

4、车上与车下

车上和车下是互相渗透、互相制约、互相影响的。如果这对矛盾处理不好,会给坯体干燥带来不良后果。例如,某干燥室长度为60m,零压点距离进车端为20m,为负压状态;零压点距离出车端为40m,为正压状态。车上处于负压状态的一段,车下的冷风极易被吸入车上,导致增加排潮风机的负担,削弱排潮风机对车上的有效抽力,造成湿气体在进车端集积、饱和,坯体极易湿塌;车上处于正压状态的一段,车上热风极易窜入车下,不但浪费热能,而且造成坯体干燥效率下降。

 

为了使干燥室能够正常运转,确保有较高的热能利用率和较好的坯体干燥质量,就必须使车上的车下分隔开来,尽量减少互相干扰。办法有两种:①加强密封;②实行车上、车下均压,造成车上、车下压头对抗。也就是说,在车下创造一条与车上相近的压力曲线,使上下压差,这样做被人们称之动态平衡。实行动态平衡后,就可以有效阻止负压段车下冷风被吸入车上,同时也避免正压段车上热风窜入车下。实践证明,只要均压曲线控制得当,就可以避免上述不良后果。

 

5、进车与出车

在进车与出车这一对矛盾中,进车是矛盾的主要方面,进车的快慢,直接影响出车上干坯体的质量。进车快慢决定于干燥室结构、坯体干燥工艺要求、干燥制度、操作是否合理等。进车速度一旦确定要严格执行,决不能随意加快或减慢。否则,会造成干燥热工制度的紊乱,影响出车上的干坯体质量。

 

要缩短干燥周期,实行快速干燥,就应积极创造条件:采取各种措施缩小干燥室的各横断面温差,不要随意破坏干燥制度(如在出车端一次拖出几辆车等)。

 

大多数干燥室在进车端和出车端各设一道门(有的出车端未设门),一道门关闭后难以严密不漏气,进车端由门的不严密处吸入外界的冷风,出车端由门的不严密处将窑内热风窜到外界(如无门更有大量热风窜出)。减少门漏风的最好办法是:在干燥室的进车端和出车端均设置双层门。

 

6、进风与出风            

进干燥室的风量多少?出干燥室的风量多少?必须搞清楚。只有这样,才能设法维持干燥室内风量相对平衡,从而达到稳定干燥室内压力制度和温度制度的目的。

 

进干燥室的风量、热量应与坯体蒸发水量相适应。如果热量不足,则坯体烘不干,而且易形成网裂。如果热量过多,不但增加能耗,而且易造成坯体风裂或龟裂。因此,必须根据坯体的水分蒸发量计算所需热风量。

 

出干燥室的风量中,除了要排出进入的风量外,还要排出坯体蒸发的水汽量。

 

7、传热与传湿

热气体(介质)的运动,使之与坯体进行热、湿交换,从而达到坯体脱水的目的。干燥过程是一个传热与传湿的过程。

 

热气体将热量传给坯体,使坯体中的水分蒸发,在热气体降温的同时,接受了坯体蒸发出的水汽,增加了湿度。

 

理论上讲,介质的温度越高,干燥速度越快,介质的相对湿度越低,干燥速度越快;介质的流速越快,干燥速度越快;介质与坯体接触面积越大,干燥速度越快。

 

但是由于坯体已经成型(不是散状体),要使它在不变形、不开裂、不湿塌、不产生较大内应力的前提下,以尽可能快的速度安全脱水,热气体(介质)的各项传热技术参数应根据坯体干燥各阶段允许的最大蒸发(传湿)强度等因素确定。传热与传湿之间是有一定学问的。

 

8、叠码与单码

我国的隧道干燥室内的坯垛一般采用5层或5层以上叠码。也有一些干燥室采用单码(单层)的。

和单码相比较,叠码的主要优点:⑴相同长度和宽度的干燥室,可以容纳数量为若干倍的坯体。虽然在同样情况下,干燥周期长于单码,但产量仍高于单码;⑵建设资金较少。叠码的主要缺点:⑴由于采用多层叠码,很难保证坯体(尤其位于底层坯体)不被压变形、开裂。干燥出来的坯体质量一般低于单码的,故不宜用于干燥高档坯体,例如清水墙装饰砖坯等;⑵由于干燥室的内高较高,很难使各部位坯体获得均匀一致的干燥。

和叠码相比较,单码的主要优点:⑴由于单层码放,坯体无被压变形、开裂之虞,干燥出来的坯体质量好,故宜用于干燥清水墙装饰砖坯等高档坯体;⑵由于干燥室的内高较低,各部位坯体可以获得均匀一致的干燥。被干燥的坯体处于较均匀的气体(介质)环境中,故能够在更高的温度下运转,可以快速干燥。通常采用叠码在干燥室内需要12h干燥时间的多孔砖坯,采用单码时只需要约4h。单码的主要缺点:⑴相同长度和宽度的干燥室,容纳坯体的数量少。在同样情况下,虽然干燥周期短于叠码,但产量仍低于叠码;⑵建设资金较多。

 

9、余热与烟热

当前大部份砖厂的干燥室的热源来自焙烧窑的烟热。烟气是从焙烧窑的哈风流入烟道的热量。烟热的抽出方向是与焙烧窑的气流方向一致的,故不会牵制焙烧窑的火行速度。只要控制得当,其热量能够满足干燥室的需求。在使用烟气时,应注意其中的含硫量。硫的氧化物的存在,不但要腐蚀干燥车、风机及金属管道等,而且从干燥室内排出的湿气中含有污染物质,需要净化处理。

 

当前还有一部份砖厂的干燥室的热源来自焙烧窑冷却带的余热。余热的抽出方向是与焙烧窑的气流方向相反的。如果不能及时补充同等的被抽出的风量,会牵制焙烧窑的火行速度。如果不采取其它补充措施(如:在允许的情况下,抽取一些保湿带尾部温度较高的热气等),其热量难以满足干燥室的需求。焙烧窑冷却带的余热属于一种清洁能源,在一般情况下,干燥室内排出的湿气中含污染物质很少。不但不易腐蚀金属物件,而且无须净化处理,可以直接排放。

 

无论是焙烧窑头烟热,还是焙烧窑尾余热,实际上都是窑的余热。如何将这些热量充分利用起来,是一个值得研究的课题。

 

10、产量与质量

坯体叠码有利于提高产量,但干燥质量往往不能令人满意;而单码可以确保有较高的干燥质量,但产量往往低于叠码。如何解决这对矛盾,使之产量又高、质量又好?我认为:应发展大块空心薄壁制品,并将坯体单层码放,进行快速干燥。促使快速干燥的主要方法是迫使热气体在每块坯体上循环;使空心坯体的孔洞内表面积最大程度地暴露在热气体中。这样做可大大缩短干燥周期。将叠码干燥周期为12h,采用单码的干燥周期缩短为2h,只有叠码的六分之一,故必然超过叠码6层的产量。

 

有些人把坯体裂纹归咎于快速干燥,须知,坯体裂纹并不是快速干燥的直接结果。干燥裂纹出现的原因是由于坯体本身收缩不一致造成的。而收缩的差异则取决于坯体内部含湿量的分布。

 

在快速干燥过程中,坯体周围和孔洞内均匀地受到热风的吹拂,产生的湿度差很小。加之适当地提高气体的流速,有效地克服了气体分层现象。

 

尤其是大块空心薄壁坯体,由于孔洞内表面积大,故促使气体在孔洞内流通显得特别重要。这就有了环流和穿流的概念。所谓环流是指坯体外围的气体流量和流速,而穿流是指穿过坯体孔洞的流量和流速。

 

成功的快速干燥室应具备的条件是:

⑴各个横断面上的气体流速和温度相同;

⑵在条件允许的情况下,适当提高气体的流速;

⑶每块坯体上的环流和穿流速率趋于一致,以确保坯体内外收缩也一致。

 

对于每一种坯体而言,都有一个最佳干燥曲线,采用的干燥曲线应力求向最佳干燥曲线靠近。为了保证长期稳定地执行既定的干燥曲线,应对干燥室内气体流速和流量、温度分布、排潮湿度和温度实现自动控制。只有这样做,才能使干燥出的坯体不但质量好,而且产量高。来源:砖瓦行业网络平台 


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