浅谈干混砂浆生产线的烘干系统

程建奎　杨森

摘  要：砂是干混砂浆生产线的关键原料，烘干系统作为对砂初加工的设备，对干混砂浆生产线的连续、稳定运行起著关键作用。该文主要介绍了目前常用的烘干机结构以及影响烘干系统性能的关键点，通过对燃料燃烧程度、滚筒换热性能、废气损失、烘干后砂子冷却、烘干系统散热5个部分的控制，使滚筒运行和耗能达到最佳状态，有利于对干混砂浆生产线烘干系统在操作过程中进行节能减排，易于维护。

关键词：干混砂浆生产线;烘干系统;热力学过程

中图分类号：U414            文献标志码：A

0 引言

随着国家“节能减排”要求日益严格，各地都陆续出台了禁止现场搅拌的政策。干混砂浆生产线从此进入了快速发展阶段。干混砂浆生产线烘干系统作为干混砂浆生产线中主要的能源消耗点，又是干混砂浆生产线中对关键原料初加工的设备，因此烘干设备选择的好坏，对干混砂浆生产线有效运行起到了关键作用，对干混砂浆生产线烘干系统中的成本控制、工作效率产生了极大的影响。

1 干混砂浆生产线烘干系统及主要结构

烘干过程是一个将燃料燃烧产生的化学能转变为热能，通过火焰辐射和高温烟气与湿砂在烘干机中进行热交换并除去水分的过程。已烘干好的高温砂子一般会在110 ℃左右，对产品线后续的生产会有所影响。所以再通过自然冷却或者通过外界空气强制冷却对已烘干的高温砂子进行降温。最后，合格的成品砂进入下一生产环节，废气在不达到露点的情况下经除尘器除尘后排入大气中。

干混砂浆生产线成品砂既要满足含水率在0.5 %以下，又需满足砂子温度在65 ℃以下。同时满足这2个条件就很考验烘干滚筒的能力，国内的烘干技术保证砂子含水率在0.5%以下已经比较成熟，但很多设备还做不到将烘干过的高温砂子降温到65 ℃以下，而市场上烘干机结构主要是双筒烘干机和三筒烘干机结构。

双筒烘干机如图1所示。烘干筒有2层，内层用于烘干。通过热源（炉子）产生的高温烟气与湿砂顺流热交换，将湿砂中的水去除。而外层用于冷却，用常温的空气与已烘干的高温砂子逆流热交换，对高温砂子进行降温，以保证烘干筒出来的产品砂的温度、含水率均能满足要求。

三筒烘干机，如图2所示。烘干筒共有3层，内层和中层用于烘干，烘干筒内层通过热源（炉子）产生的高温烟气与湿砂顺流热交换，而中层可以再利用内筒外壁的热量将湿砂中的水去除。外层则对已烘干好的高温砂子自然冷却。

2 影响烘干系统性能的因素

影响烘干系统的主要因素有5个热力学过程，分别为燃料燃烧程度、滚筒换热性能、废气损失、烘干后砂子冷却、烘干系统散热。对烘干系统的评价主要参考以上5个过程，这5个热力学过程的优劣可基本判断烘干系统的烘干能力、能耗大小、成品砂质量。

2.1 燃料燃烧程度

在燃料种类和质量确定的情况下，其热值在充分燃烧时是个定值。此时影响供热因素的就是燃烧效率，即燃料燃烧程度。燃烧过程不仅和燃料有关，还和环境相关。燃料是否完全燃烧，环境供氧及燃烧空间是否充分等，都是影响燃料燃烧程度的主要因素，从而影响提供给滚筒换热的热量。

2.2 滚筒换热性能

三筒烘干机水平放置，湿砂在筒内运动靠筒内的叶片推动，当选用燃气燃烧器时，三筒烘干机就需要增加炉膛结构，从而增加烘干系统的散热及设备的采购费用和维护成本。而双筒烘干机倾斜放置，湿砂随筒体的旋转在重力的作用下推动湿砂沿轴向运动，当选用燃气燃烧器时双筒烘干机通过调整滚筒内叶片形式，燃烧器直接对接滚筒而不用增加炉膛。

2.3 废气损失

烟气与湿砂进行换热后，会携带少部分热量排出。此过程中，烟气携带热量越低，烘干系统热损失也就越小。但因为烘干骨料的过程中，去除的水分会随着烟气一同排出。如果烟气温度过低，将导致在进入除尘器的过程中水分析出，达到烟气露点，使除尘器无法正常工作。所以，废气损失是不可避免的一部分热量损失，在保证不结露的情况下，降低尾气温度，达到最高效率热系统的平衡。

2.4 烘干后砂子冷却

双筒烘干机外层的主要作用就是对已烘干好的高温砂子进行逆流冷却，通过常温空气与筒内的高温砂子热交换，将高温砂子温度降低。但是三筒烘干机外层在对已烘干好的高温砂子自然冷却，自然冷却的效果比顺流换热冷却效果还差很多，与双筒采用的逆流冷却方式相比效果就更差一些。而且三筒烘干机长度较短，冷却时间很短，效果很差。

2.5 烘干筒散热

高温烟气在烘干筒内与湿砂热交换过程中会通过各种途径将部分能量散失到大气中，象进料口的耗散，从筒壁向大气中的耗散以及尾气温度的耗散。这部分散失的能量对烘干筒的热效率有一定影响，但又不可避免，所以应尽量保证滚筒保温及密封性能较好。

2.6 其余因素

首先，烘干筒对工人制造水平要求较高，特别是滚圈、托轮的加工水平、装配时的定位精确，决定了滚筒运行的平稳性。其次，烘干系统的整体布局在一定程度上会增加设备运行时的稳定性，一方面应观察人工操作是否方便、易于维修等方面;另外烘干系统在运行时容易出问题的地方也需特别注意：象烘干筒进料位置是否容易积料，耐磨性能以及后期是否容易更换等细节。其次是可运输性，烘干机制造要求较高，合理才能满足以后稳定、连续地生产，需在厂装配完成再运往工地;因此烘干筒结构必须满足国家运输要求的尺寸。最后，烘干系统是干混砂浆生产线的关键设备，不管是双筒还是三筒，对筒的部件要做到可维护，可更换。

3 结语

干混砂浆生产线烘干系统作为整个干混站耗能最高的设备，根据目前的烘干机结构，只有熟悉影响烘干性能的关键点，通过对烘干系统的几个热力学过程进行考虑，并对其提前采取预防措施，才能使整体生产线成品砂质量优良，能耗更低，更加绿色环保。

参考文献

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