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回转式烘干机新型组合式扬料板的设计及应用
发布时间：2013-10-19 08:58 来源：未知
长期以来，用于建材工业及矿物烘干的回转烘干机一直沿用L型扬料板结构，这种烘干机产量低、热耗高、热效率低、出料水分高且难以控制，一直处于低效工作状态。针对目前回转式烘干机存在的问题，我们设计出新型组合式烘干机扬料板，解决了传统烘干机存在的问题。
1、传统扬料板结构形式及存在问题
回转式烘干机的L型扬料板均布于筒体圆周上，沿筒体轴向L型扬料板呈螺旋分布。烘干机筒体圆周扬料板的分布，如图1所示。
装有L型扬料板的烘干机由于风洞1及风洞2的存在，工作效率低，物料难以烘干，热交换差。若提高L型扬料板烘干机的产量，常引起出料水分提高，超出控制指标，所以产量达到某个数值后，很难再提高。L型扬料板烘干机工作效率低的主要原因，有以下几点。
1.1 物料在筒体横截面上分散度低如图1所示，烘干机安装L型升举式扬料板，在筒体截面上形成风洞1及风洞2，物料只分布于部分空间；另外，物料落下后有一段时间堆积于L型扬料板之上，在断面上分散度低，只有在表面物料才与热空气接触，料堆内部不能充分与热空气接触。
1.2存在由前至后的风洞 筒体内装有由前至后的同一规格的L型升举式扬料板，风洞1及风洞2将从进料端延伸到尾部，部分热空气来不及进行热交换，直接通过风洞排走。
1.3 传质传热时间短 L型扬料板将物料提到空中后，物料马上抛落，在空气中停留时间也短，因而与热空气接触时间也短。此外，由于L型扬料板轴向阻力小，物料在筒体内停留时间短，也缩短了料与热空气的接触时间。
1.4 热烟气与物料接触面小 由于物料堆积于L型扬料板上，在空中抛落时飞行时间短，所以烟气与物料接触面小，传质传热难以进行。
1.5烘干机传导传热极小 转筒烘干机主要以烟气的对流方式传热，但L型扬料板烘干机由于扬料板装在筒体上和物料较长时间堆积在扬料板上，扬料板温度接近于筒壁温度，传导传递的热量极小。
由于上述几个因素的影响，降低了物料与热空气的传质传热，使烘干机处于低效工作状态。
2、新一代组合式扬料板结构及原理
在现实生产中，影响烘干机效率的因素有很多，为提高烘干机在筒体截面上的分散度，延长传质传热时间，消除由前至后的风洞，使烘干机处于高效传热状态，我们设计了新一代组合式扬料板，并将其用于黏土烘干，取得了较好的效果。
2.1总体结构方案 在∮2.2×12m的烘干机中，采用的扬料板情况如图2所示。
在筒体内，共布置有圆弧形扬料板、弧齿形扬料板及Z形扬料板，圆弧形扬料板单独作为一组安装，弧齿形扬料板和Z形扬料板配合呈组合式安装。为方便起见，组合式与圆弧形扬料板交替安装，即沿轴向组合式之间安装两段圆弧形的。安装新结构的烘干机改变了L型扬料板扬料的低效状态，提高了热效率，实现了强力烘干。
2.2圆弧形扬料板工作原理 图3所示为圆弧形扬料板零件图，图4为其安装布置及工作原理图。圆弧形扬料板零件为半圆形，沿半圆的周向，撒料边FD为斜边。在∮2.2×12m烘干机内，圆弧形扬料板环向布置12块，相邻二块圆弧形扬料板固定于同一支座上；在筒体轴向，相邻二排圆弧形扬料板相互错开。
随着筒体的旋转，物料从起始点A处被带起。由于圆弧形扬料板上斜边的作用，使物料在被带起后，从圆弧形扬料板上逐渐溢出。在环向旋至B点约125°时，物料开始依次不断地被抛撒下来，至转到C点约大于250。时撒料才基本结束。在筒体的轴向，圆弧形扬料板随筒体的旋转，物料首先在D点开始撒料，撒料点从D点扩展到F点，如图3所示；D、E、F各点的切线与径向线OH的夹角分别为其中e1接近180°，在实验室中我们已经得出。，起始扬料角l3随L形扬料板两边夹角e的增大而减小，终止扬料角a随L形扬料板两边夹角e的减小而增大，所以，D点撒料状态接近直边扬料板，有效缩小风洞1；F点撒料状态比直角边扬料板的撒料状态，更能缩小风洞2，故圆弧形扬料板有效缩小了风洞1及风洞2，消除单独使用一种角度的L形扬料板出现的问题。
在筒体圆截面，瞬间每块圆弧形扬料板撒料是在一个撒料区域，而不是L形扬料板的线状撒料，这也增大了瞬间物料与热空气的传热面积和物料在筒体截面的分散度。由于二排圆弧形扬料板交错排列，从筒体轴向看，物料呈较完整的致密的雨状料幕，风洞小，分散度大，从而增加了物料与热风的热交换面积。
2.3组合式扬料板工作原理 每一组合式扬料板周边有弧齿形扬料板，中间有9个Z形扬料板。Z形扬料板用槽钢固定于筒体上，随着筒体一起回转。
组合式扬料板工作原理，如图5所示。每个Z形扬料板的效果相当于两块L形举升式扬料板，在筒体截面上9个Z形扬料板就等于增加了18个L形举升式扬料板，从而极大地增加了筒体截面上扬料板的数目。
筒体上的弧齿形扬料板将物料提起抛落到Z形扬料板上，每个Z形扬料板又将物料抛落到相邻的Z形扬料板上。随着筒体的回转，物料在空中被反复扬起且曲折而缓慢下降，提高了物料的分散度和在空气中的停留时间。
图6所示的弧齿形扬料板，缺口处物料的撒料情况与直边型扬料板撒料时相同，圆弧处物料的撒料终止位置接近于直角型扬料板。随着筒体的旋转，物料从筒体低点被带起，缺口处物料在约125°的起始扬料角时开始抛撒，至转到约等于250°时，圆弧段上的物料抛撒结束，撒料区域较大。另一方面，由于有齿形结构，每块扬料板在筒体截面上瞬间撒料呈两条线状料，改变了单一角度扬料板在筒体截面上瞬间撒料为一条线状的状态。以上二个方面可有效提高物料在筒体截面上的分散度，使物料较均匀撒落在中间的9个Z形扬料板上。
图7为Z形扬料板工作原理图。Z形扬料板用槽钢固定于旋转的筒体内腔，从运动学角度来讲，每个Z形扬料板的运动，分解为Z形扬料板中心绕筒体截面中心O的转动和Z形扬料板绕自身中心的O’自转，自转转速等于筒体的转速。0′为Z形扬料板中心，O'A为Z形扬料板上一端的起始扬料位置，此时料面与水平面成休止角，物料开始抛落；O'B为Z形扬料板上该端的终止位置，这时L形扬料板短边与水平面成休止角，物料抛落结束。随着Z形扬料板的自转，Z形扬料板的每块板依次重复抛料运动。由于Z形扬料板中心点绕筒体截面中心O旋转，每块板在转到的位置上抛出己载物料和接受相邻其它扬料板抛落的物料，在筒体的旋转中Z形扬料板有二次撒料，筒体截面上物料的分散度高。此外，由于Z形扬料板在筒体内阻碍了物料下落，物料在空中有循环，且在筒体中间停留时间长，从而避免了加速抛落现象，加之路线曲折，延长了传质传热时间。
综上所述，圆弧型扬料板和组合式扬料板的应用，克服了单独使用L形扬料板所带来的问题，物料在筒体截面上分散度高，风洞小，热烟气与物料接触面积大。由于相邻Z形扬料板距离较小，路线曲折，物料在空中停留时间长，延长了传质传热时间；扬料板轴向阻力大，降低了物料轴向流速，也延长了传质传热时间。组合式扬料板还增强了Z形扬料板对物料的热传导。由此可见，采用组合式扬料板后，传热面积增大，传热时间延长，加强了热交换，可有效提高热效率，减少煤耗，提高烘干机的产量。
此外，由于大部分物料均布于筒体横截面上，还缩小了物料的偏心距，使烘干机动力消耗降低。
3、使用效果
新型组合式扬料板安装于∮2.2×12m的烘干机上，用于烘干黏土。进料黏土含水量约14%，运转结果如表1所列。由表1可知，在同等入口水分的情况下，改造后的∮2.2×12m烘干机平均台时产量由10. 5t/h提高到14. 9t/h;物料的平均煤耗由46 kg煤／t下降到32.2 kg煤/t;黏土终水分由7%下降到3%。生产中采用组合式扬料板后，出料水分低且易于控制，烘干机的性能有较大提高。
4、结论
1．组合式扬料板可提高物料在筒体横截面上的分散度，缩小由前至后的风洞，延长传质传热时间，增加热烟气与物料的接触面积及传导传热。
2．组合式扬料板可加强热交换，减少煤耗，提高热效率及回转烘干机的产量，降低其出料水分。
