常用的干燥排风热回收设备的捕热器有平板式、管式和洗涤式3种。前两种为干式气-气热交换,后一种为湿式气-水热交换。
加热热水的捕热式洗涤器热效高,但多数造纸厂的车间都有多余热水,它的能力往往受到制约。
(1)平板式捕热器的结构
平板式捕热器由多个捕热器单体组合而成,其单体结构如图5.4.7所示,规格尺寸详见表5.4.1所列。由图5.4.7可见,纸机干燥部排出的热湿空气走垂直通道,冷的新鲜空气走水平通道,通道的宽度一般是16~20mm。通道由0.7~0.8mm铝板制作,各片铝板之间用拉紧螺栓连接组装。为使板与板之间的间距固定不变,相互之间不透气,在长螺栓上串上管头(长度等于缝宽),然后从外面用螺栓固紧。新的平板式捕热器利用顺气流方向安装特制小型槽形铝条来保证铝板间间隙。槽形铝条每隔150~200mm间距安装1个。
图5.4.7 平板式捕热器单体详图
1—外框 2—铝板 3—拉紧螺栓 4—ϕ20mm×3 管头(长 18mm)5—废气通道 6—冷风通道
表5.4.1 平板式捕热器单体规格尺寸
平板式捕热器外壳做法与管式捕热器相同,也用厚1.5~2.0mm铝板制作,从前铝板间设硬木条,使之形成交错而不相通的垂直与水平通道。新的平板式捕热器则用槽形铝条取代硬木条,详见图5.4.8所示。
由工厂制造模板后下料现场装配,质量有保证。可按需要配置室内安装型和室外安装型两种,非常方便。对于室外安装型,吸风室、加热室、联箱等壳体保温可统一解决,外观十分漂亮。其技术性能见表5.4.2,构造见图5.4.9所示。
图5.4.8 平板式捕热器槽形铝条连接示意图
图5.4.9 RHS国产平板式热回收机组简图
1—百叶窗 2—吸风室 3—捕热器 4—连接管 5—加热室 6—空气加热器 7—联箱 8—送风机
表5.4.2 两种型号的热回收设备参数
注:热回收量、热回收率按室外气温-10℃计算。
我国造纸厂配置热回收设备多为平板式气-气热交换,早期工程均由设计院供图、安装公司现场制作,质量不稳定。进入20世纪80年代后,设计院和厂家合作推出表5.4.2所列的两种型号,该产品为两级串联型。
这种国产RHS型平板热回收机组曾在石岘造纸厂、上海宏文造纸厂等纸厂应用,但纸毛清理问题未获得解决。
(2)管式捕热器
管式捕热器用壁厚为0.5~0.7mm铝管、不锈钢管制成,近期也有用壁厚1mm玻璃管制作,管内径为25~32mm,管间叉排、顺排都有,间距60mm × 60mm,外板用2mm铝板制作。(www.daowen.com)
捕热器做成单元式,可按照需要进行多台组合,其构造如图5.4.10所示。
图5.4.10 管式捕热器结构图
1—外壳体 2—换热管 3—接管 4—底座 5—管板
从图5.4.10可看出,纸机干燥部排出的热湿气体自下而上流过,管内被加热空气在管间水平流动,这样可使热湿气体在内壁上冷凝,冷凝水下流有清洗纸毛的作用。图5.4.10管式捕热器结构图玻璃管与管板接合,有用玻璃胶和橡胶圈的。后者更换玻璃管,甚为方便。
(3)带喷洗的壳管式气-气捕热器
此种捕热器与前述管式捕热器不同之处在于增设了喷淋段和集水段。作为纸机排气第一级冷却放热非常合适。因设有定期喷淋,使换热管保持洁净,传热稳定,其安装位置不受限制。
这种新开发的设备由芬兰和我国湖南正大轻科机械有限公司研制生产。人工手动控制喷淋每日1次,每次10~15min。当纸机排气温度达80℃时,新风温升可达30℃左右,是一种有推广前途的设备,详见图5.4.11所示。图5.4.11带喷洗的壳管式气-气捕热器
图5.4.11带喷洗的壳管式气-气捕热器结构示意图
a—纸机排气入口 b—纸机排气出口 c—新风入口 d—热新风出口 e1、e2—喷淋水入口f1、f2—排污水口
(4)带喷淋的壳管式气-水捕热器
此种带喷洗的壳管式气-水捕热器可用于第二级热回收加热工艺生产用热水,因壳管式被加热水未污染,当进气温度60℃时,被加热水温升可达25℃左右。
设喷淋段可闭式循环,喷淋使换热水管保持外侧洁净,传热稳定,喷淋水泵装机容量约3kW,其控制可与排气风机联锁。由浮球阀控制水位,每日补水约0.1t。
这种新开发的设备也由芬兰和我国湖南正大轻科机械公司研制生产,详见图5.4.12所示。
图5.4.12 带喷淋的壳管式气-水捕热器示意图
a—纸机排气入口 b—纸机排气出口 c—喷淋水入口 d—补充水入口 e—循环水入口 f—溢流口 g—排污口 h1、h2—工艺水进出口
现代高速纸机普遍采用密闭罩配两级或三级热回收,为便于维修都采用分体组合方案,图5.4.13所示就是这种组合方案:一级气-气热回收装置与二级气-水图5.4.13一级气-气热回收装置与二级气-水热回收装置(壳管式)串联安装图热回收装置(壳管式)串联安装图。
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