1、烘干滾筒
烘干滾筒根據布置及應用區別很大,因此,蒸汽耗量差別也很大。
根據尺寸、蒸汽壓力、運行速度和工藝要求的不同,烘干滾筒可以在機器框架邊疏水,如紡織印染行業的干燥機;也可以通過像高速造紙機械那樣利用吹通系統疏水。相反的,膜式干燥機和低速的造紙烘干機通常在每臺烘筒上配備疏水閥來疏水。
正因為如此,精確的蒸汽耗量需要通過流量計計量才能得到。下面,我們介紹一些經驗公式來計算蒸汽耗量:
工業箱體類或滾筒類濕物料干燥設備,蒸汽耗量(即冷凝水排量)的計算:
Q=蒸汽流量 (kg/h); Mw=濕布的產量 (kg/h);Md=干布的產量 (kg/h);
(注意:一般工廠只能給出濕物料或干物料的其中一個質量流量,進料的含水比例和出料的含水比例,我們需要據此算出實際的物料質量流量)
T2=物料離開機器的溫度 (℃);
T1=物料進入機器的溫度 (℃);
hfg=烘筒中蒸汽的蒸發焓 (kJ/kg);
以上公式中的系數根據經驗取以下常數:
1.5 = 烘筒干燥設備的平均系數;
2590 = 平均加熱水焓+蒸發掉水分的蒸發焓=4.19*(100-20)+2256=2590;
(這個數據是指在大氣壓下蒸發,且假設物料初始溫度為20℃,若負壓下蒸發,小于2590)
1.26 = 物料的平均比熱容。KJ/kg·K
烘干滾筒的啟動負荷很大,這是因為蒸汽空間的體積很大,需要加熱的金屬滾筒質量很大,所以選擇疏水閥時應根據3倍的運行負荷來選型。需要提醒的是,空氣的存在會造成很大的問題,如延長暖機時間并造成表面溫度不均勻,因此必須采取措施排除烘筒中的空氣。
2、平板硫化機和壓延機
平板硫化機、壓延機、壓燙機等設備像烘干滾筒一樣,形狀、尺寸和工作壓力差別很大,可應用于多種用途,如橡膠行業的硫化工藝,輪胎塑料粉末的澆模、預碾壓,制造膠合板,陶瓷行業的模具成型等制程。
這類設備一般分為上下模具,上下模具分開時,對環境輻射散熱;上下模具閉合時,模具兩個加熱表面之間被產品隔離開。所以只有部分熱量被產品吸收了,并且模具在開關過程中蒸汽消耗也會有一些波動。設備在工作和停用時的蒸汽消耗量基本上是一樣的。
正因為如此,精確的蒸汽耗量需要通過流量計計量才能得到。下面,我們介紹一些經驗公式來計算蒸汽耗量:
可以用傳熱基本公式來計算:
Q(w)=UAΔT
式中:
Q(W)=單位時間傳熱量(W);
U=總的傳熱系數 (W/(m2·K)或W/(m2·℃));
A=傳熱面積 (m2);
ΔT=蒸汽和產品之間的溫度差 (K或℃)。
Q(kg/h)= Q(w)*3.6/hfg hfg—蒸汽熱焓值kJ/kg
此中的U值可以借用水箱散熱時,鋼板與空氣之間的傳熱系數,取23 W/(m2·℃),這些數據用于大的平板硫化機和平板壓燙機時比較合理,但是用于小型的、結構復雜的設備就不夠精確,這主要因為很難估算其表面面積。
這種設備的特點是蒸汽空間很小,冷態加熱的時候蒸汽負荷很大。為了適應這種工況和負荷波動,蒸汽疏水閥必須按照2倍的運行負荷來選型。進汽管道上可以使用先導式減壓閥來提供穩定的蒸汽壓力,保證換熱面溫度穩定并均勻。