先进高效的燃气烘缸干燥技术

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1、先进高效的燃气烘缸干燥技术先进高效的燃气烘缸干燥技术先进高效的燃气烘缸干燥技术先进高效的燃气烘缸干燥技术帝壳开发Research&Deveh先进高效的燃气烘缸干燥技术AdvancedHigh—EfficiencyandLow—EmissionGas-FiredDrum-DryingTechnology孙京丹(SunJillan

2、)王正顺(wangZhehgShun)编译曩i,_:0摘要:干燥是工业生产过程中能量最集中的过程常用的烘缸干燥利用冷凝蒸汽对烘缸表面进行加热?该方法蒸汽的使用需要烘缸的压力管道能达到

3、美国机械工程师协会(ASME)标准,但这却限制了蒸汽压力及烘缸外壳温度,从而降低了干燥能力气体技术协会(GTI)与其生产合作伙伴将低排放带状燃烧器和一种先进的传热增强技术相结合,研发了一种先进的高效燃气烘缸干燥技术.这种新方法可显着提高烘缸表面温度,从而提高干燥速率纸张干燥需要在生产每公斤纸或纸板时蒸发掉l～2kg的水传统的十燥技术使川一系列的金属烘缸,每个烘缸的直径约1.5～1.8m,长9.1m烘缸由内部的冷凝蒸汽加热?蒸汽的使片j需要烘缸的压力管道达到美同机械T程师协会(ASME)标准,即将蒸汽压力限制到1.1

4、MPa左右.【六l此,烘缸表面温度与十燥能力受到限制.在实际生产中,大部分烘缸存更低的压力千兀温度下T作,这就进一步降低了f燥能力纸张十燥是造纸过程中热量最集中,温度要求最高的部分据估计,干燥过程所需热量约占造纸过程中所需全部热量的67%,【大]而,纸机车速的提高就会受剑十燥效率的影响,从而影响纸张产量.近期有大量研究专注于发展新型,高效,高性能的纸张干燥设备和技术气体技术协会(GTI)与其生产合作伙伴(BoisePaperSolutions,GroupeLapperierre&Verreault,theF

5、lynnBurnerCorporation)在美国能源部和美国天然气产业的基金支持下,将一种低排放带状燃烧器和一种先进的传热增强技术相结合,研发了一种高效燃气纸张干燥烘缸(GFPD)=这项新技术可使烘缸表面温度明显提高(接近315),进而提高新式设备的十燥效率:由热量效率从60%～65%(蒸汽)增长到75%～80%(燃气)来看,GFPD的合理配置会为工厂节约很大一部分能量.另外,它有助于纸厂提高产量,比干燥受限的纸3O机产量预计能提高10%～20%,为设备更新和新增效益节约大量投资费用?1干燥理念近l0年,Brit

6、ishGas,ABBDrying和GastecNV等公司研究了若十种燃气鼓式干燥的理念.GTI研究出2种创新型的燃气理念(见同1),完成了大量的实验室规模的评估,形成了GFPD理念.加鉴墨【ll}I1GFPD埋念,J葸陶(茭l~1J6887979)本研究选用低NO弗林带状燃烧器作为燃烧装置,其型号为T一534,为烘缸表面提供均匀的燃烧页流.本研究还采用了有吸引力的涡流传热增强(VHTE)技术,提高从燃烧处到旋转的烘缸及纸张的热传递.使用一种特殊的偏转器可把部分燃烧产物传递回燃烧火种,这样可以改进燃烧稳定性,同样也可

7、以进一步减少NO.在此理念发展过程中,为了明显提高GFPD的总WorldPulpandPaperVo1.28,No.2誊热效率,充分考虑了废热回收.在烘缸设计中,把回收装置合成一体,以提供废气热量的回收.2设计与安装在工厂合作伙伴的大力支持下,设计与安装了中试规模的试验装置.中试规模的GFPD是由固定的燃烧系统和滚动外壳组成(见图1),其中燃烧系统包括燃烧器,点火/火焰安全阀和热量回收装置.所有上述装置都反映了GFPD的设计理念:平面火焰,传热的增强,部分燃烧热量的内部再循环和废气回收.装置【]i,,一冷却空气和水

8、n冷却空滴量计I_l—L酬.I天然气◇一.合器叫废气二空气流量计I.』.4同』J巽鼓风扭.奉:],)收装置空气进回收器._上l.f一■●?-_一古7了-『1GFPD的边沿是绝缘的,使热量流失达到最小,并且在侧面上有2个观察火焰的观察口.带状燃烧器安装在烘缸内部,固定在支架上,这个支架是绝缘的,可以把烘缸的加热区域与废热回收区域隔开.旋转的烘缸外壳设计成凹纹形状,以提高从燃烧点到旋转表面的热传递.圆环,混合气供给管道和排气管的尺寸,以及导向板的几何形状,都是根据液压和预计的损耗计算得出的.3实验室模拟GFPD的烘缸外

9、壳和大部分内部构件都由GL&V公司制造和安装,并且得到GTI的大力支持.图2为安装好的GFPD和进行实验室评定用的模拟装置.注为lr模拟现实,天然气的供给压力为1.99—2.49kPa.冈3实验室模拟装置的管道和仪器安装图水在室内评价时,GFPD的燃烧范围5.86～43.96Mw,通过一块约占烘缸表面面积1/3的用胶布做成的湿外壳来控制烘缸表面冷却.