先进高效的燃气烘缸干燥技术.doc

先进高效的燃气烘缸干燥技术 帝壳开发Researchamp;Deveh 先进高效的燃气烘缸干燥技术 AdvancedHigh—EfficiencyandLow—EmissionGas-FiredDrum-DryingTechnology 孙京丹(SunJillan|)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1.1MPa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(Boise PaperSolutions,GroupeLapperierreamp;Verreault,the FlynnBurnerCorporation)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,BritishGas,ABBDrying和Gastec NV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}I 1GFPD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-『1 GFPD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的烘缸外壳和大部分内部构件都由GLamp;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