■ 王殿欽 徐 捷

〔鄭州棉麻工程技術(shù)設(shè)計(jì)研究所，河南鄭州450004〕

棉花加工中籽棉烘干用熱源的選擇

■ 王殿欽 徐 捷

〔鄭州棉麻工程技術(shù)設(shè)計(jì)研究所，河南鄭州450004〕

鄭州棉麻工程技術(shù)設(shè)計(jì)研究所通過(guò)多年的研究和實(shí)踐與專業(yè)鍋爐生產(chǎn)廠家共同研制出了適合我國(guó)棉花烘干、加濕用的燃煤熱風(fēng)爐，即JDK系列臥式燃煤熱風(fēng)爐。下面筆者詳細(xì)介紹一下目前我國(guó)棉花烘干、加濕用的各種熱源，并解析使用JDK系列燃煤熱風(fēng)爐的優(yōu)勢(shì)。

文中的分析以籽棉烘干為例。因籽棉本身的特性，在對(duì)籽棉加熱烘干時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：1.烘干后不能被污染；2.烘干時(shí)的溫度不能太高以免破壞籽棉蠟層，降低等級(jí)或著火；3.干燥的籽棉易燃，烘干過(guò)程應(yīng)無(wú)明火。因?yàn)樯鲜鲞@些原因以及籽棉本身的吸濕、放濕特性，對(duì)籽棉的烘干選擇利用干凈的干熱空氣與籽棉接觸來(lái)形成高溫低濕環(huán)境，在短時(shí)間內(nèi)強(qiáng)制將籽棉中的部分水分子脫離到周?chē)h(huán)境中，所以目前使用的全是間接式換熱熱風(fēng)爐。

間接式換熱熱風(fēng)爐以燃料種類(lèi)不同可以分為燃煤熱風(fēng)爐、燃油熱風(fēng)爐與燃?xì)鉄犸L(fēng)爐。雖然燃油熱風(fēng)爐、燃?xì)鉄犸L(fēng)爐自動(dòng)化程度高、溫度易控制，但目前燃油、燃?xì)獾脑铣杀救找嬖龈?，大約是燃煤的10多倍以上。單純從設(shè)備投資角度比較，燃油熱風(fēng)爐、燃?xì)鉄犸L(fēng)爐較低，但是從運(yùn)行成本角度比較，一年使用下來(lái)多消耗的燃料費(fèi)比多投資的費(fèi)用還要多很多。以北疆為例，1條大型機(jī)采棉加工生產(chǎn)線，配2條10 t籽棉清理線，2道烘干每小時(shí)需用8.327×106J（200萬(wàn)大卡）的熱量，一天按加工20 h計(jì)算，一個(gè)軋季按70 d計(jì)算，使用各熱源熱風(fēng)爐運(yùn)行成本對(duì)比如表1。

表1 各熱源熱風(fēng)爐運(yùn)行成本對(duì)比

從表1對(duì)比可以看出柴油爐使用成本是燃煤爐的10.65倍，天然氣爐使用成本是燃煤爐的2.91倍，液化氣爐使用成本是燃煤爐的8.33倍，電熱爐使用成本是燃煤爐的8.3倍。相比其他熱源熱風(fēng)爐，燃煤熱風(fēng)爐一個(gè)軋季節(jié)約的燃料費(fèi)就可收回投資成本。

無(wú)論使用哪種爐子，都需要一定的動(dòng)力，燃油、燃?xì)鉅t相對(duì)消耗動(dòng)力稍小，也不需要司爐工，相對(duì)燃煤類(lèi)爐子每天可節(jié)省150元人工費(fèi)用。但燃?xì)忸?lèi)爐需要專門(mén)的氣站，并且配套設(shè)施要求較高，相對(duì)增加了其他方面的成本，綜上對(duì)比可以看出使用燃煤爐最經(jīng)濟(jì)。

燃煤爐是間接換熱式熱風(fēng)爐，間接換熱式熱風(fēng)爐的本質(zhì)是熱交換?？梢岳谜羝?dǎo)熱油、煙道氣作為載體，通過(guò)多種形式的熱交換器來(lái)加熱空氣，從這個(gè)意義上來(lái)講，所有的間接式熱風(fēng)換熱器均可稱之為熱風(fēng)爐。下面筆者就分析一下使用JDK系列燃煤熱風(fēng)爐的優(yōu)勢(shì)。

一、JDK系列燃煤熱風(fēng)爐與蒸汽爐及導(dǎo)熱油相比的優(yōu)勢(shì)

1.熱效率最高。

JDK系列燃煤熱風(fēng)爐是將煙道氣直接與熱交換器一次交換加熱空氣的，熱損耗最低。蒸汽爐與導(dǎo)熱油爐全是二次熱交換，熱能損耗相對(duì)較高。蒸汽爐先要將冷水加熱為蒸汽，然后蒸汽再與熱交換器交換加熱空氣，最終蒸汽變成冷凝水排出。導(dǎo)熱油爐則是先對(duì)熱介質(zhì)油先加熱，然后加熱后的熱介質(zhì)油再與熱交換器交換加熱空氣，形成回流循環(huán)加熱，與蒸汽爐相比熱損耗小一點(diǎn)，若距離過(guò)遠(yuǎn)需另加循環(huán)泵。

2.非壓力容器范疇，操作簡(jiǎn)單，使用安全，維護(hù)方便。

JDK系列燃煤熱風(fēng)爐不屬壓力容器范疇，屬常規(guī)壓力熱風(fēng)爐，不需要鍋爐檢測(cè)部門(mén)檢測(cè)，不需要辦理鍋爐登記證，司爐人員不需要到特定部門(mén)學(xué)習(xí)考核持證上崗，操作簡(jiǎn)單，使用安全，維護(hù)方便。蒸汽爐與導(dǎo)熱油爐是壓力容器爐，新?tīng)t安裝后應(yīng)經(jīng)當(dāng)?shù)劐仩t檢驗(yàn)所檢查驗(yàn)收合格，使用單位填好“鍋爐登記卡”，到當(dāng)?shù)刭|(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局鍋爐安全監(jiān)察部門(mén)辦理登記手續(xù)，領(lǐng)取使用登記證；無(wú)證爐不得投入運(yùn)行，需要專業(yè)司爐員，司爐員應(yīng)經(jīng)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門(mén)考核，持證上崗。特別是導(dǎo)熱油爐司爐人員除了符合工業(yè)鍋爐司爐工條件外，還應(yīng)經(jīng)過(guò)熱載體爐專門(mén)知識(shí)培訓(xùn)，持有《熱載體爐司爐操作證》才能上崗。使用上要求技術(shù)難度相對(duì)高，而且由于是壓力爐，使用時(shí)的危險(xiǎn)性也相對(duì)高。蒸汽爐要防止超壓、缺水、滿水、汽水共騰、爆管甚至爆炸。導(dǎo)熱油爐的使用則更為復(fù)雜，熱介質(zhì)油進(jìn)出爐壓力、溫度，過(guò)濾器前后壓力，循環(huán)泵進(jìn)出壓力，密封性問(wèn)題，超壓爆裂問(wèn)題，油位及冷卻水工作問(wèn)題，熱介質(zhì)油是否過(guò)溫、變質(zhì)，是否結(jié)焦或積碳等等。更危險(xiǎn)的是工作中的熱介質(zhì)油是高溫、滲透性極強(qiáng)的易燃物質(zhì)，要嚴(yán)防傷人及火災(zāi)發(fā)生。停電造成停爐后的緊急處理也極為復(fù)雜麻煩，再次開(kāi)爐升高油溫需要時(shí)間也較長(zhǎng)，造成耗能增加。

3.運(yùn)行及維護(hù)成本低。

JDK系列燃煤熱風(fēng)爐配件為普通鍋爐配件，全國(guó)通用，價(jià)格便宜。除設(shè)備自身動(dòng)力消耗外，使用普通沫煤做燃料后再無(wú)其他費(fèi)用。蒸汽爐除設(shè)備自身動(dòng)力消耗和用燃料費(fèi)用外，耗水量也很大，加入的水做為冷凝水就直接排放且對(duì)水質(zhì)要求較高，需要專門(mén)的水分析及處理人員。蒸汽爐運(yùn)行一段時(shí)期后還要按時(shí)排污，定期清洗，因?yàn)樗笗?huì)造成爐體導(dǎo)熱性能下降，浪費(fèi)燃料，增加運(yùn)行成本。蒸汽爐不用時(shí)還需要保暖保養(yǎng)，特別是天氣較冷的地區(qū)保養(yǎng)費(fèi)用更高。導(dǎo)熱油爐的使用運(yùn)行成本及維護(hù)成本相比之下則更高：濾油器要定時(shí)清洗；過(guò)濾器每月都要定時(shí)清洗或更換；爐子需定期清洗，而且清洗時(shí)需要專用的清洗劑；熱介質(zhì)油根據(jù)工藝要求需要專用油，要定時(shí)進(jìn)行成分分析，必要時(shí)需要補(bǔ)充，甚至一至兩年就需更換，更換一次油需要十幾萬(wàn)元甚至更多。導(dǎo)熱油使用幾年后，由于受熱分解、碳聚合形成爐管結(jié)焦，使管內(nèi)徑縮小而造成導(dǎo)熱油流量降低，循環(huán)泵克服的阻力增大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致堵塞爐管；另一方面生成的大分子縮合物使導(dǎo)熱油的黏度增高，爐管結(jié)焦，熱阻增大會(huì)導(dǎo)致?tīng)t管壽命降低。

二、JDK系列燃煤熱風(fēng)爐相比其他燃煤熱風(fēng)爐的優(yōu)勢(shì)

1.爐膛和換熱器為分體式聯(lián)接，避免了爐膛直燒換熱器高溫?fù)Q熱的缺陷，采用中溫?fù)Q熱，換熱器采用優(yōu)質(zhì)管材，延長(zhǎng)了爐子的使用壽命，而且不破壞棉花的品質(zhì)。

2.煙道氣在通過(guò)換熱器時(shí)走的是換熱器外面，采用氣流沖刷沉降技術(shù)把灰塵除在了換熱器下面，定時(shí)從掏灰門(mén)中掏出即可。煙道氣通過(guò)引煙風(fēng)機(jī)打入水箱或水池內(nèi)，使沒(méi)有沉降的煙塵排入水中，不會(huì)再飛揚(yáng)，最重要的是即便是帶出火星也會(huì)沉入到水中滅掉，既安全又環(huán)保。

3.換熱器采用列管除塵式，換熱面積大，熱效率更高。

4.熱風(fēng)不與煙氣接觸，杜絕了熱風(fēng)與棉花接觸后產(chǎn)生火情和污染棉花的可能。煙氣經(jīng)過(guò)除塵凈化及水池凈化和降溫后，再通過(guò)煙囪排入大氣，杜絕了貨場(chǎng)火災(zāi)隱患，并且符合環(huán)保要求。

5.自動(dòng)上煤、進(jìn)煤，鏈條爐排使煤層燃燒更均勻，加熱更穩(wěn)定。

6.PLC爐溫控制系統(tǒng)根據(jù)籽棉在線測(cè)水系統(tǒng)反饋的信息和設(shè)定的溫度值，自動(dòng)精確控制熱風(fēng)溫度，自動(dòng)顯示爐內(nèi)溫度、熱風(fēng)溫度和烘干溫度，既能達(dá)到烘干目的，又起到節(jié)能降耗的作用。

通過(guò)多年的實(shí)踐，JDK系列臥式燃煤熱風(fēng)爐的使用性能不斷地完善，成為棉花加工行業(yè)烘干與加濕的理想熱源。