棉花加工中籽棉烘干用热源的选择

■ 王殿钦 徐 捷

〔郑州棉麻工程技术设计研究所，河南郑州450004〕

棉花加工中籽棉烘干用热源的选择

■ 王殿钦 徐 捷

〔郑州棉麻工程技术设计研究所，河南郑州450004〕

郑州棉麻工程技术设计研究所通过多年的研究和实践与专业锅炉生产厂家共同研制出了适合我国棉花烘干、加湿用的燃煤热风炉，即JDK系列卧式燃煤热风炉。下面笔者详细介绍一下目前我国棉花烘干、加湿用的各种热源，并解析使用JDK系列燃煤热风炉的优势。

文中的分析以籽棉烘干为例。因籽棉本身的特性，在对籽棉加热烘干时应注意以下几个方面：1.烘干后不能被污染；2.烘干时的温度不能太高以免破坏籽棉蜡层，降低等级或着火；3.干燥的籽棉易燃，烘干过程应无明火。因为上述这些原因以及籽棉本身的吸湿、放湿特性，对籽棉的烘干选择利用干净的干热空气与籽棉接触来形成高温低湿环境，在短时间内强制将籽棉中的部分水分子脱离到周围环境中，所以目前使用的全是间接式换热热风炉。

间接式换热热风炉以燃料种类不同可以分为燃煤热风炉、燃油热风炉与燃气热风炉。虽然燃油热风炉、燃气热风炉自动化程度高、温度易控制，但目前燃油、燃气的原料成本日益增高，大约是燃煤的10多倍以上。单纯从设备投资角度比较，燃油热风炉、燃气热风炉较低，但是从运行成本角度比较，一年使用下来多消耗的燃料费比多投资的费用还要多很多。以北疆为例，1条大型机采棉加工生产线，配2条10 t籽棉清理线，2道烘干每小时需用8.327×106J（200万大卡）的热量，一天按加工20 h计算，一个轧季按70 d计算，使用各热源热风炉运行成本对比如表1。

表1 各热源热风炉运行成本对比

从表1对比可以看出柴油炉使用成本是燃煤炉的10.65倍，天然气炉使用成本是燃煤炉的2.91倍，液化气炉使用成本是燃煤炉的8.33倍，电热炉使用成本是燃煤炉的8.3倍。相比其他热源热风炉，燃煤热风炉一个轧季节约的燃料费就可收回投资成本。

无论使用哪种炉子，都需要一定的动力，燃油、燃气炉相对消耗动力稍小，也不需要司炉工，相对燃煤类炉子每天可节省150元人工费用。但燃气类炉需要专门的气站，并且配套设施要求较高，相对增加了其他方面的成本，综上对比可以看出使用燃煤炉最经济。

燃煤炉是间接换热式热风炉，间接换热式热风炉的本质是热交换。可以利用蒸汽、导热油、烟道气作为载体，通过多种形式的热交换器来加热空气，从这个意义上来讲，所有的间接式热风换热器均可称之为热风炉。下面笔者就分析一下使用JDK系列燃煤热风炉的优势。

一、JDK系列燃煤热风炉与蒸汽炉及导热油相比的优势

1.热效率最高。

JDK系列燃煤热风炉是将烟道气直接与热交换器一次交换加热空气的，热损耗最低。蒸汽炉与导热油炉全是二次热交换，热能损耗相对较高。蒸汽炉先要将冷水加热为蒸汽，然后蒸汽再与热交换器交换加热空气，最终蒸汽变成冷凝水排出。导热油炉则是先对热介质油先加热，然后加热后的热介质油再与热交换器交换加热空气，形成回流循环加热，与蒸汽炉相比热损耗小一点，若距离过远需另加循环泵。

2.非压力容器范畴，操作简单，使用安全，维护方便。

JDK系列燃煤热风炉不属压力容器范畴，属常规压力热风炉，不需要锅炉检测部门检测，不需要办理锅炉登记证，司炉人员不需要到特定部门学习考核持证上岗，操作简单，使用安全，维护方便。蒸汽炉与导热油炉是压力容器炉，新炉安装后应经当地锅炉检验所检查验收合格，使用单位填好“锅炉登记卡”，到当地质量技术监督局锅炉安全监察部门办理登记手续，领取使用登记证；无证炉不得投入运行，需要专业司炉员，司炉员应经质量技术监督部门考核，持证上岗。特别是导热油炉司炉人员除了符合工业锅炉司炉工条件外，还应经过热载体炉专门知识培训，持有《热载体炉司炉操作证》才能上岗。使用上要求技术难度相对高，而且由于是压力炉，使用时的危险性也相对高。蒸汽炉要防止超压、缺水、满水、汽水共腾、爆管甚至爆炸。导热油炉的使用则更为复杂，热介质油进出炉压力、温度，过滤器前后压力，循环泵进出压力，密封性问题，超压爆裂问题，油位及冷却水工作问题，热介质油是否过温、变质，是否结焦或积碳等等。更危险的是工作中的热介质油是高温、渗透性极强的易燃物质，要严防伤人及火灾发生。停电造成停炉后的紧急处理也极为复杂麻烦，再次开炉升高油温需要时间也较长，造成耗能增加。

3.运行及维护成本低。

JDK系列燃煤热风炉配件为普通锅炉配件，全国通用，价格便宜。除设备自身动力消耗外，使用普通沫煤做燃料后再无其他费用。蒸汽炉除设备自身动力消耗和用燃料费用外，耗水量也很大，加入的水做为冷凝水就直接排放且对水质要求较高，需要专门的水分析及处理人员。蒸汽炉运行一段时期后还要按时排污，定期清洗，因为水垢会造成炉体导热性能下降，浪费燃料，增加运行成本。蒸汽炉不用时还需要保暖保养，特别是天气较冷的地区保养费用更高。导热油炉的使用运行成本及维护成本相比之下则更高：滤油器要定时清洗；过滤器每月都要定时清洗或更换；炉子需定期清洗，而且清洗时需要专用的清洗剂；热介质油根据工艺要求需要专用油，要定时进行成分分析，必要时需要补充，甚至一至两年就需更换，更换一次油需要十几万元甚至更多。导热油使用几年后，由于受热分解、碳聚合形成炉管结焦，使管内径缩小而造成导热油流量降低，循环泵克服的阻力增大，严重时会导致堵塞炉管；另一方面生成的大分子缩合物使导热油的黏度增高，炉管结焦，热阻增大会导致炉管寿命降低。

二、JDK系列燃煤热风炉相比其他燃煤热风炉的优势

1.炉膛和换热器为分体式联接，避免了炉膛直烧换热器高温换热的缺陷，采用中温换热，换热器采用优质管材，延长了炉子的使用寿命，而且不破坏棉花的品质。

2.烟道气在通过换热器时走的是换热器外面，采用气流冲刷沉降技术把灰尘除在了换热器下面，定时从掏灰门中掏出即可。烟道气通过引烟风机打入水箱或水池内，使没有沉降的烟尘排入水中，不会再飞扬，最重要的是即便是带出火星也会沉入到水中灭掉，既安全又环保。

3.换热器采用列管除尘式，换热面积大，热效率更高。

4.热风不与烟气接触，杜绝了热风与棉花接触后产生火情和污染棉花的可能。烟气经过除尘净化及水池净化和降温后，再通过烟囱排入大气，杜绝了货场火灾隐患，并且符合环保要求。

5.自动上煤、进煤，链条炉排使煤层燃烧更均匀，加热更稳定。

6.PLC炉温控制系统根据籽棉在线测水系统反馈的信息和设定的温度值，自动精确控制热风温度，自动显示炉内温度、热风温度和烘干温度，既能达到烘干目的，又起到节能降耗的作用。

通过多年的实践，JDK系列卧式燃煤热风炉的使用性能不断地完善，成为棉花加工行业烘干与加湿的理想热源。