氣流干燥機(jī)風(fēng)機(jī)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)研制

【摘 要】SH94型氣流干燥機(jī)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)發(fā)熱量較大，需使用冷卻水進(jìn)行冷卻。該設(shè)備自帶的冷卻水系統(tǒng)耗水量較大，且造成部分熱能損耗。對(duì)該冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行改造后，水消耗大幅減少，并節(jié)約部分熱能消耗，效果明顯。

【關(guān)鍵詞】冷卻；節(jié)水；減耗

一、生產(chǎn)現(xiàn)狀

SH94型氣流干燥機(jī)工作過程中，其風(fēng)機(jī)高速運(yùn)行，風(fēng)機(jī)軸承箱內(nèi)溫度較高，需使用冷卻水對(duì)軸承箱內(nèi)的潤(rùn)滑油進(jìn)行冷卻。自來水流量為4000Kg/h，該系統(tǒng)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(shè)計(jì)思路

1.設(shè)計(jì)思路。將氣流干燥機(jī)模擬水罐作為儲(chǔ)水罐，在模擬水罐外增加循環(huán)水泵，為風(fēng)機(jī)循環(huán)冷卻系統(tǒng)提供動(dòng)力。為防止模擬水灌中水溫過高，在氣流回潮機(jī)主進(jìn)水水管路上加裝冷卻水罐，使用氣流回潮機(jī)的主進(jìn)水對(duì)風(fēng)機(jī)循環(huán)冷卻水進(jìn)行冷卻，經(jīng)過換熱后的氣流回潮機(jī)主進(jìn)水水溫升高，減少氣流回潮機(jī)用于熱水罐加熱的蒸汽消耗。

圖2

2.設(shè)計(jì)過程。一是確定傳熱任務(wù)，計(jì)算熱負(fù)荷。氣流干燥機(jī)風(fēng)機(jī)軸承箱潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑溫度上限為60℃～80℃，車間在生產(chǎn)過程中要求軸承箱溫度不超過50℃。利用原有管路對(duì)風(fēng)機(jī)軸承箱熱負(fù)荷進(jìn)行測(cè)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(cè)定冷卻水進(jìn)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(fù)荷Q為3.7kw，（Cpc=4.18×103J/（kg×℃））。為保證整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)工作穩(wěn)定，要求換熱器熱負(fù)荷應(yīng)大于3.7kw，在換熱器設(shè)計(jì)中，設(shè)定熱負(fù)荷量為3.8kw。二是冷卻水罐的設(shè)計(jì)。冷卻水罐熱負(fù)荷Q=3.8kw，冷卻水質(zhì)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(jì)算風(fēng)機(jī)軸承箱冷卻水進(jìn)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(jī)用水質(zhì)量流量為700 kg/h，設(shè)其進(jìn)出口溫度差為△t1，△t1=t2–t1=Q/（Wc×Cpc）=3.8×103×3600/（700×4.18×103）=4.68℃。計(jì)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(guān)資料可知水對(duì)水傳熱總傳熱系數(shù)K經(jīng)驗(yàn)值為850～1700，設(shè)定總傳熱系數(shù)K為850，計(jì)算傳熱面積S，S=Q/K△tm=3.8×103/（850×5.29）=0.85m2，計(jì)算換熱器內(nèi)盤管總長(zhǎng)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(nèi)部盤管環(huán)繞直徑為600mm，計(jì)算其管繞圈數(shù)。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(shè)置于車間網(wǎng)架上方，與模擬水罐高度落差約有10米，故加裝水泵的揚(yáng)程應(yīng)大于10米，換熱器冷卻水入口流量應(yīng)大于550kg/h。故循環(huán)水泵選擇 KYLR25-125型水泵，其揚(yáng)程為20米，流量為1m3/ h（998kg/h），滿足設(shè)計(jì)需要。

三、效益分析

氣流干燥機(jī)風(fēng)機(jī)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的研制成功，解決了生產(chǎn)中冷卻水消耗大的實(shí)際問題，同時(shí)節(jié)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(shí)，該系統(tǒng)提高了氣流回潮機(jī)進(jìn)水溫度，減少氣流回潮機(jī)蒸汽用量0.82m3/h，為企業(yè)節(jié)約了巨大的生產(chǎn)成本。

參 考 文 獻(xiàn)

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