为了实现物料的干燥脱水,除了干燥外,还需要一系列辅助设备,包括燃烧炉、鼓风机、除尘器、引风机、给料机和排料机等。其中除尘器在此不作介绍,这里主要介绍其余几种辅助设备。 一、燃烧炉 燃烧炉是使燃烧充分燃烧产生高温烟气的设备。根据燃烧不同,将燃烧炉分为燃煤炉、燃油炉、烯气炉。在燃煤炉中按燃烧方法的不同,可分为火床炉、煤粉炉、旋风炉、沸腾炉等。在选煤厂热力干燥中,除沸腾床层式干燥机外,大部分使用火床炉。火床炉内具有金属格栅——炉排,燃料置于格栅上,形成均匀的、有一定厚度的燃料层,因此也称层燃炉。按照燃料层相对炉排的运动方式,火床炉呆分为三种:燃料层不移动的固定炉排炉;燃料层沿炉排移动的倾斜推饲炉及振动炉排炉;燃料层随炉排一起运动的链条炉排炉。 1.火床炉的基本构造 火床炉的基本构造如图1所示。炉墙内层砌耐火砖,外层砌红砖,中间填有隔热材料,为了提高炉墙的强度,在外墙外部有金属型钢围成的框架,前炉墙上有炉门和检查孔。炉顶砌成拱形,既可提高炉体强度,又可合理的反射热量,改善燃烧状态。由于一次鼓风是由炉排下进入燃烧室的,所以灰仓需密闭。降尘室利用惯性分离和重力沉降原理,将高温烟气中夹带的粗粒烟尘积下来,以免进入干燥机增加精煤灰分。 2.炉排 炉排是火床炉的重要工作部件,用铸铁铸造。炉排的作用是:支承燃烧层,通过炉排进行一次鼓风,使燃料层在炉排上充分燃烧,燃烧后生成的炉渣也通过炉排清除。为了支承燃烧层,且炉排是在高温下工作的,故炉排要有一定的强度。为了进行一次鼓风,炉排应有一定孔隙,通过给风可冷却炉排,改善炉排工作条件。 根据炉排的运动方式,可分为以下两种结构。 ①翻转炉排——翻转炉排构造如图2所示,一般由两组炉排组成,每组炉排有单独的连杆传动机构,可以带动炉排,使炉排片由水平位置翻转至直立,炉渣从真立的炉排片之间排出。翻转炉排的燃烧和排灰是间歇进行的,由两组炉排交替工作。图1 燃烧炉1、炉排;2、炉顶;3、降尘定;4、给料箱;5、灰仓;6、燃烧炉;7、炉排;8、炉排;9煤斗[next]图2 翻转炉排1、抛煤机;2、播煤风口;3、翻转炉排;4、炉门;5、进风口;6、看火门;7、飞灰回收复燃烧装置 ②链条炉排——链条炉排片的形状似链节,整个炉排由许多个链节串联而成,形成一个宽阔的环形链带,并绕在前后轴的链轮上,如图3所示。整个炉排在传动装置带动下移动。像一个运输机,燃料在炉排上边随炉排移动,经完全燃烧后就移动到炉排末端,并从末端排除。 除以上两种结构外,还有振动炉排和倾斜炉排。图3 链条炉排1、链轮;2、煤斗;3、闸门;4、前拱吊转架;5、链条炉排;6、隔风板;7、老鹰铁;8、主动链环;9、炉排片;10、圆钢拉杆 3.抛煤机 抛煤机是将燃料均匀地抛进燃烧室形成燃烧层的设备,按工作原理的不同可分为机械抛煤机、风力抛煤机和风力机械抛煤机三种,其工作原理如图4所示。图4 抛煤机工作原理示意图(a)、(b)机械抛煤机,(c)风力抛煤机;(d)风力机械抛煤机1、给煤装置;2、击煤机构;3、倾斜板;4、风力播煤装置[next] 机械抛煤机:用旋转的叶片[图4(a)]或摆动刮板[图4(b)]抛散燃料,粗粒抛在炉排长度方向的远处,细粒于近处;风力抛煤机:用气播散燃料[图4(c)],其粒度分布情况与机械抛煤机相反,粗粒落于炉排前端,细粒落于炉排后端;风力机械抛煤机:兼顾了风力、机械两种抛煤机的特点[图4(d)],燃料在火床上粒度分布相对比较均匀。 二、给料机和排料机 给料机和排料机是湿精煤和干燥后产品进出干燥机的控制设备。给料机作用有两个:其一,将湿精煤均匀地给入干燥机,并控制精煤的给料量;其二,起封闭作用,防止冷空气由入料端进入干燥机,以封闭为主。排料机作用也有两个:其一,将干燥后产品给入下一道工序;其二,起封闭作用,防止冷空气从排料端进入干燥机,也是以封闭为主。因为干燥机是在负压下工作,干燥机内热烟气的压力略小于大气压力,由于给料机和排料机在干燥机两端起封闭作用,可以防止外部冷空气进入干燥机降低干燥温度,从而减少热量损失,保证产品水分。 1.给料机 选煤厂热力干燥采用的给料机有星形给料机和SG型给料机等。 ①星形给料机——星形给料机也称滚筒给料机,或称鼓形给料机,构造如图5所示。机壳由铸铁铸造而成,上面连接湿精煤仓,如用在滚筒式干燥机前;下部接密封的给料溜槽,如用在管式干燥机前,下部接散煤器,向干燥管抛煤。转子在传动装置带动下旋转,当湿精煤进入星形给料机后,存于转子的弧形空间时,并随转子旋转从机壳下端靠自重排出。传动装置并带动清扫器旋转,但旋转速度和转子不同,转子每转过一个弧形叶片,清扫器旋转一周,并将粘在转子上的湿精煤刮掉。 散煤器[图5(b)]由机壳、转子和传动装置三部分组成。机壳为铸铁件,转子由20个节片组成,每个节片上有8个叶片,可在传动装置带动下旋转。湿精煤经星形给料机进入散煤器,存于叶片之间的空间,并随转子旋转近半周,在离心力作用下由出料口甩进干燥机,并可将大块浮选精煤团球打碎,有利于湿精煤的干燥。 星形给料机常用于滚筒式干燥机管式干燥机的给料。优点是密封性能好。缺点是给料空间小,易粘结物料,减少给料容积;如湿精煤仓中浮选精煤量多或分布不均匀,则卸料困难;煤仓装料过多时,对转子压力较大。 ②SG型给料机——SG型给料机的构造如图5所示。SG型给料机的重要工作部件为给料辊2,分别为主动辊和从动辊,并由传动装置带动转动,两辊之间通过联动齿轮传动。湿精煤给到给料辊上,由于辊子旋转,由下部排出。为了防止湿精煤在给料辊上方“棚住”,其上方装有破拱装置1。为预防浮选精煤打团,增加湿精煤在干燥机中的汽化面积,在给料辊下方设有松散轮4,将湿精煤打成10mm大小的颗粒给进干燥机。在每个给料辊下方还装有清扫装置3,将粘附辊上的湿精煤刮掉。在SG型给料机工作时,应使给料机内保持少量存煤,以密封给料辊与外壳间的间隙。SG型给料机的处理量通过调速器控制给料辊的转速来调整。图5 星形给料机及散煤器(a)星形给料机,(b)散煤器1、机壳;2、叶轮转子;3、清扫器;4、叶片转子轴;5、叶片[next] 2.排料机 选煤厂热力干燥采用的排料机有轮叶式排料机和锁气器等。 ①轮叶式排料机——轮叶式排料机的构造如图7所示,机壳由铸铁铸造而面,上端与干燥机排料箱连接,下端通过溜槽给到下一道工序。机壳内装有叶牌或转子,叶片上安有橡胶条4,橡胶条与机壳接触起封闭作用。经干燥后产品由上端给入轮叶式排料机,随转子旋转,将产品带到下部靠自重落下。由于干燥后产品水分为8%-10%,不至于粘在叶片上,故不用清扫装置。图6 SG型给料机1、破拱装置;2、给料辊;3、清扫装置;4、松散轮;5、驱动装置图7 轮叶式排料机1、机壳;2、转子轴;3、叶片;4、橡胶条 ②锁气器——锁气器的用途较广,适于各种类型的干燥机,一般装在除尘器排料管上。形式有多种,其中无动力锁气器具有构造简单、工作可靠运转费用低、维修方便等优点,较有力锁气器使用更为广泛。 在无动力锁气器中,根据构造特点不同,分为旋转阀式和活门式两种。活门式锁气器,又分为平板活门式和锥形活门式两种,图8为锥形活门式锁气器。 锥形活门式锁气器直接装在排料管上,由支撑架、杠杆、得锤、锥形活门和外壳组成。由于重锤2的作用,锥形活门3处于关闭位置,此时不排料,并起密封作用。当精煤进入排料管4时,落在锥形活门上,由于重锤的重量大于物料重量,活门仍处于关闭状态。随排料管中精煤增多,其重量大于重锤的重量时,锥形活门打开,将精煤排掉。精煤排出后,在重锤的作用下锥形活门又关闭。图8 锥形活门式锁气器[next]1、支撑架;2、重锤形活门;4、排料管;5、杠杆;6、外壳
为了更好地起封闭作用,在一个管道中,最好安装两个锁气器,由两个锁气器活门分别开闭而起封闭作用。 三、鼓风机和引风机 由燃料燃烧过程和热力干燥原理可知,为了使不断进入燃烧室的燃料充分燃烧,必须合理地送风;为使燃料所产生的高温烟气能干燥精煤,必须组织好排风。 实现各种气流的流动,必须依靠外界作用力来克服流动阻力。外界作用力称为通风力。 设置高烟囱和安装风机两种方法均可使空气和烟气获得通风力。因此有两种不同的通风方式,只需烟囱产生的通风力叫自然通风;除了烟囱之外,还使用风产生的通风力为人工通风,又称机械通风或强制通风。人工通风分为压送鼓风式、抽吸引风式和平稳通风式三大类。压送鼓风和抽吸引风联合使用即为平衡通风,选煤厂热力干燥均采用平衡通风。平衡通风是最理想的通风方式,即使系统内通风阻力很大,燃烧室、干燥机、除尘器和烟道等各处的压力仍可自由方便地调节,以便充分发挥燃烧炉的热效率。 压送通风是利用鼓风机将压力比大气压高的空气从炉排下面或从燃烧室墙壁上的风口强行送入燃烧室,鼓风机设在燃烧室空气进口处。为了便于操作,应使炉内压力与大气压力相仿或略低一些,即炉内保持极微负压,打开炉门时火焰不外喷。因此要求鼓风机和引风机匹配相当。 鼓风机的作用是供给燃料燃烧所必需的氧气,促使燃料充分燃烧。根据给风的位置和作用不同,燃烧炉供风可分两种:一次鼓风和二次鼓风。一次鼓风从炉排下将空气送入燃烧室,提供燃料燃烧所必需的氧气,并在通过炉排时被加热和使炉排冷却,改善炉排的工作环境。二次鼓风,从火床上方送入空气,提供一部分氧气,还可扰乱炉内气流,使之自相混合,从而保证炉膛内过量空气系数和降低化学不完全燃烧损失。二次鼓风的给入方式、位置和风量与炉型和燃料有关,一般占总风量的5%-10%。 鼓风机的风量与燃料种类、单位时间内燃料消耗量和空气用量系数有关。鼓风机的风压庆能克服风道、闸门、炉排和燃料层的阻力。 引风机装在除尘器和烟囱之间,有一定的吸力,克服烟气经由燃烧炉、干燥机、除尘器、烟道和各种控制闸门的阻力,使之以一定速度从烟囱排出。因此,引风机的风压要大于烟气通过燃烧室、降尘室、给料箱、干燥机、排料箱、除尘器、烟道和各种控制闸门的阻力。引风机的风量与单位时间内燃料燃烧产生的烟气量和湿精煤汽化的水分量有关。 选煤厂力干燥所用的鼓风机引风机多数采用离心式风机,其构造如图9所示。主要是由叶轮和机壳组成。叶轮由叶片3和连接叶片的前盘2、后盘4组成,并通过后盘装在转轴上(图中未画出),电动机带分理处旋转。机壳一般是用钢板制成阿基米得螺线状箱体,在出风口6处装有截流板7,以控制风量。图9 离心式风机的主要结构分解示意图1、入风口;2、前盘;3、叶片;4、后盘;5、机壳;6、出风口;7、截流板;8、支架 当叶轮旋转时,气体随叶片旋转获得离心力,从叶片间的开口处甩出挤入机壳,使机壳内气体压强增高,并由导向出风口排出。气体被甩出后,叶轮中心部分的压强降低,小于大气压,从而使外部的气体能源不断地进入机内。