RU2059953C1

RU2059953C1 - Highly-moist material drier

Info

Publication number: RU2059953C1
Application number: RU94003618A
Authority: RU
Inventors: Павел Яковлевич Кузнецов; Юрий Николаевич Втюрин; Николай Николаевич Винокуров; Виктор Владимирович Демкин; Олег Дмитриевич Дюжев
Original assignee: Павел Яковлевич Кузнецов; Юрий Николаевич Втюрин; Николай Николаевич Винокуров; Виктор Владимирович Демкин; Олег Дмитриевич Дюжев
Priority date: 1994-02-02
Filing date: 1994-02-02
Publication date: 1996-05-10

Abstract

FIELD: moist solid fuel pulverization systems in electric power plants. SUBSTANCE: drier has inclined hollow shaft rigidly connected with cylindrical casing through groups of poles radially extending from shaft and positioned along it, heat-exchanging nozzle provided with planar tubular float-type panels heated from inner side. Panels are positioned so that they radially extend between shaft and casing to define closed equal sector-shaped cells. Drier has outlet box with gravity spout for discharging dried-off material and waste heat-carrier discharge system with annular collector for discharging heat-carrier from panels. Hollow casing and poles are communicated one with the other and with shaft cavity. Waste heat-carrier discharge system has cylindrical condensate collector mounted at outlet end of shaft. Annular collector is divided into equal-size sectors, with number of sectors being in accordance with number of poles in terminating group of poles, in the direction of heat-carrier flow. Outlet part of casing, beginning from penultimate group of poles, is positioned within outlet box. Gravity spout is divided along shaft into sections. Walls of hollow casing are provided with equally spaced tubular channels radially extending along casing perimeter. Tubular channels communicate cavities of sector-shaped cells with gravity spout sections. Tubular channels have uniform diameter within each gravity spout section and increase in diameter from one section to the other in the direction of material feed along drier casing. Length of casing outlet part is 1/10 - 1/3 the length of casing. EFFECT: increased efficiency, wider operational capabilities, simplified construction and enhanced reliability in operation. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к сушке и может быть использовано в системах пылеприготовления влажного твердого топлива на электростанциях, а также в других отраслях промышленности. The invention relates to drying and can be used in dust preparation systems for wet solid fuel in power plants, as well as in other industries.

Известна сушилка с радиально расположенной внутри вращающегося цилиндрического корпуса насадкой, образующей с его стенкой равновеликие отсеки для сушки материала [1] Насадка и материал нагреваются проходящими внутри отсеков газами при непосредственном контакте с ними. Лопасти насадки полые и изнутри наполнены легкоплавким веществом, аккумулирующим тепло во время нагрева их газами. Недостатки этого устройства заключаются в том, что отсеки незамкнуты в центре и весь материал находится преимущественно в нижних отсеках, что снижает степень использования горячей поверхности насадки и производительность сушилки при прочих равных условиях. A known dryer with a nozzle radially located inside a rotating cylindrical body, forming equal-sized compartments for drying the material with its wall [1] The nozzle and material are heated by gases passing inside the compartments in direct contact with them. The nozzle blades are hollow and internally filled with a low-melting substance that accumulates heat during heating by gases. The disadvantages of this device are that the compartments are open in the center and all the material is mainly in the lower compartments, which reduces the degree of use of the hot surface of the nozzle and the performance of the dryer, ceteris paribus.

Известна сушилка, содержащая вращающийся цилиндрический корпус, внутри которого расположены закрепленная на валу обогреваемая изнутри крестовина, образующая со стенками корпуса замкнутые радиальные секции, и насадка, выполненная в виде также обогреваемых изнутри трубчатых плавниковых панелей, размещенных параллельными рядами в каждой секции [2] В этой сушилке происходит более интенсивный, чем в предыдущем аналоге, тепломассообомен между греющими поверхностями и расположенным в замкнутых секциях высоковлажным материалом, что способствует лучшему использованию греющих поверхностей сушилки. Однако в результате неодинаковой высоты панелей в пределах секции при вращении сушилки движущийся между панелями материал будет получать разное количество тепла, что снижает производительность сушилки и приводит к выдаче неравномерного по влажности сушильного продукта. Кроме того, в результате попадания холодного влажного материала на необогреваемую часть сушилки стенку корпуса, в месте жесткого соединения обогреваемой крестовины с корпусом возникают некомпенсированные температурные напряжения. Эти напряжения, складываясь с механическими, создаваемыми в результате передачи крутящего момента от корпуса всей насадки через крестовину, приводят к нарушению механической прочности сушилки. Known dryer containing a rotating cylindrical body, inside which are mounted on the shaft inside heated cross, forming closed radial sections with the walls of the housing, and a nozzle made in the form of tubular fin panels also heated from the inside, arranged in parallel rows in each section [2] In this the dryer is more intense than in the previous analogue, heat and mass exchange between heating surfaces and high-humidity material located in closed sections, which It makes the best use of the heating surfaces of the dryer. However, as a result of the unequal height of the panels within the section, when the dryer rotates, the material moving between the panels will receive a different amount of heat, which reduces the productivity of the dryer and leads to the release of a drying product that is uneven in humidity. In addition, as a result of the ingress of cold wet material onto the unheated part of the dryer, the wall of the housing, uncompensated temperature stresses occur at the place of the hot cross piece and the housing rigidly connected. These stresses, combined with the mechanical stresses generated as a result of the transmission of torque from the body of the entire nozzle through the crosspiece, lead to a violation of the mechanical strength of the dryer.

Известна сушилка для высоковлажных материалов, содержащая наклонный полый вал, жестко соединенный с цилиндрическим корпусом с помощью установленных радиально вдоль вала групп стоек, теплообменную насадку в виде обогреваемых изнутри плоских трубчатых плавниковых панелей, установленных радиально между валом и корпусом с образованием замкнутых равновеликих секторных ячеек, выходной короб с течкой отвода подсушенного материала и систему отвода отработавшего теплоносителя, включающую кольцевой коллектор для сбора этого теплоносителя из панелей [3] прототип. Эту сушилку отличает лучшая по сравнению с предыдущими аналогами организация теплообмена при более равномерном подводе тепла к каждой порции материала, заключенного в секторах между панелями. Недостатком этой конструкции является то, что в ней, как и во всех рассмотренных аналогах, нагреваются не все элементы сушилки, соприкасающиеся с материалом. Это приводит не только к снижению эффекта передачи тепла, но и к возникновению некомпенсированных тепловых напряжений. Другим недостатком прототипа, как и других приведенных выше аналогов, является то, что в этих сушилках происходит пересушка мелких фракций материала. Кроме того, в этих сушилках не предусмотрено разделение подсушенного материала на фракции. Последнее обычно осуществляется с помощью устанавливаемых за сушилкой дополнительных специальных механизмов: грохотов, сепараторов и т.п. что помимо громоздкости конструктивного решения, не обеспечивает достаточной эффективности и надежности процесса, так как охлажденный в процессе транспортировки к этим механизмам материал успевает частично утратить сыпучие свойства и обогащается кислородом воздуха с понижением взрывобезопасности. Known dryer for high-moisture materials, containing an inclined hollow shaft, rigidly connected to the cylindrical body using groups of racks installed radially along the shaft, a heat exchange nozzle in the form of flat tubular fin panels heated radially from the inside, installed radially between the shaft and the body to form closed equal-sized sector cells, the output a box with a heat inlet for removal of dried material and an exhaust heat transfer system, including an annular collector for collecting this coolant Panels of [3] prototype. This dryer is distinguished by a better organization of heat transfer compared to previous analogues with a more even supply of heat to each portion of material enclosed in sectors between panels. The disadvantage of this design is that in it, as in all the analogues considered, not all elements of the dryer in contact with the material are heated. This leads not only to a decrease in the effect of heat transfer, but also to the appearance of uncompensated thermal stresses. Another disadvantage of the prototype, as well as the other analogues mentioned above, is that in these dryers there is a drying out of small fractions of the material. In addition, these dryers do not provide for the separation of the dried material into fractions. The latter is usually carried out using additional special mechanisms installed behind the dryer: screens, separators, etc. which, in addition to the cumbersome design solution, does not provide sufficient efficiency and reliability of the process, since the material cooled during transportation to these mechanisms manages to partially lose its bulk properties and is enriched with atmospheric oxygen with a decrease in explosion safety.

Целью изобретения является одновременное повышение эффективности, равномерности сушки и надежности работы сушилки. The aim of the invention is to simultaneously increase the efficiency, uniformity of drying and reliability of the dryer.

Указанная цель достигается тем, что в сушилке для высоковлажных материалов, содержащей наклонный полый вал, жестко соединенный с цилиндрическим корпусом с помощью установленных радиально вдоль вала групп стоек, теплообменную насадку в виде обогреваемых изнутри плоских трубчатых плавниковых панелей, установленных радиально между валом и корпусом с образованием замкнутых равновеликих секторных ячеек, выходной короб с течкой отвода подсушенного материала и систему отвода отработавшего теплоносителя, включающую кольцевой коллектор для сбора этого теплоносителя из панелей, корпус и стойки выполнены полыми и сообщены между собой и с полостью вала, система отвода отработавшего теплоносителя дополнительно содержит установленный в выходной части вала цилиндрический конденсатосборник, кольцевой коллектор разделен на равновеликие секторы по числу стоек в последней группе по ходу теплоносителя, а полость конденсатосборника и полости кольцевого коллектора сообщены с полостями указанной группы стоек. This goal is achieved by the fact that in a dryer for high-moisture materials containing an inclined hollow shaft, rigidly connected to the cylindrical body using groups of racks installed radially along the shaft, a heat exchange nozzle in the form of flat tubular fin panels heated radially from the inside, installed radially between the shaft and the body to form closed equal-sized sector cells, an outlet box with a heat inlet for removal of dried material and an exhaust heat transfer system including an annular collector for the collection of this coolant from the panels, the housing and racks are made hollow and communicated with each other and with the cavity of the shaft, the exhaust heat transfer system further comprises a cylindrical condensate collector installed in the output part of the shaft, the annular collector is divided into equal sectors by the number of racks in the last group along the coolant, and the cavity of the condensate collector and the cavity of the annular collector communicated with the cavities of the specified group of racks.

Выходная часть корпуса от предпоследнего ряда стоек помещена внутри выходного короба, течка вдоль вала разделена по меньшей мере на две секции, а в стенках полого корпуса равномерно по периметру установлены радиальные трубчатые каналы, соединяющие полости секторных ячеек с секциями течки, причем диаметр трубчатых каналов постоянен в пределах каждой секции течки и увеличивается от секции к секции в направлении движения материала вдоль корпуса сушилки. The outlet part of the housing from the penultimate row of racks is placed inside the outlet duct, the estrus along the shaft is divided into at least two sections, and radial tubular channels are installed uniformly around the perimeter of the walls of the hollow housing, connecting the cavity of the sector cells with the estrus sections, the diameter of the tubular channels being constant in within each section of estrus and increases from section to section in the direction of movement of the material along the dryer body.

Длина выходной части корпуса сушилки может составлять 1/10-1/3 длины корпуса. The length of the outlet of the dryer body can be 1 / 10-1 / 3 of the length of the body.

Причинно-следственная связь между отличительными признаками и целью изобретения заключается в следующем. The causal relationship between the hallmarks and the purpose of the invention is as follows.

Наличие сообщенных между собой полых вала, корпуса и стоек обеспечивает поступление теплоносителя (пара) с одинаковой температурой во все элементы сушилки, соприкасающиеся с материалом. В сочетании с организацией равномерного отвода отработавшего теплоносителя через кольцевой коллектор, группу радиальных стоек и конденсатосборник в выходной части вала это обеспечивает максимальную интенсивность сушки в сочетании с минимальными температурными напряжениями в элементах конструкции. The presence of interconnected hollow shaft, housing and racks ensures the flow of coolant (steam) with the same temperature to all elements of the dryer in contact with the material. In combination with the organization of uniform removal of the spent heat carrier through an annular collector, a group of radial racks and a condensate collector in the output part of the shaft, this ensures maximum drying intensity in combination with minimum temperature stresses in the structural elements.

Размещение выходной части корпуса внутри выходного короба с разделением течки на секции и соединение полости секторных ячеек теплообменной насадки с секциями течки радиальными трубчатыми каналами увеличивающегося от секции к секции диаметра предотвращает пересушку мелких фракций материала и эффективно разделить подсушенный материал на фракции. Placing the outlet part of the body inside the outlet box with dividing estrus into sections and connecting the cavity of the sector cells of the heat exchange nozzle with estrus sections with radial tubular channels increasing in diameter from section to section prevents drying of small fractions of the material and effectively separating the dried material into fractions.

Выбор длины выходной части корпуса в пределах 1/10-1/3 его длины определяет оптимальное время пребывания материала в сушилке для завершения процесса сушки и разделения высушенного материала на фракции. The choice of the length of the output part of the body within 1 / 10-1 / 3 of its length determines the optimal residence time of the material in the dryer to complete the drying process and separation of the dried material into fractions.

На фиг. 1 схематично показан продольный разрез сушилки; на фиг. 2 поперечный pазрез сушилки. In FIG. 1 schematically shows a longitudinal section through a dryer; in FIG. 2 cross section of the dryer.

Сушилка содержит полый вал 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками для соответственно подвода и отвода теплоносителя. Вал 1 установлен на опорных подшипниках 4 и жестко соединен с цилиндрическим полым корпусом 5 с помощью групп полых радиальных стоек 6.1-6.4. В пространстве между валом 1 и корпусом 5 помещена теплообменная насадка в виде радиальных трубчатых плавниковых панелей 7, образующих замкнутые равновеликие секторные ячейки 8. Сушилка содержит также систему отвода теплоносителя, включающую кольцевой коллектор 9 и цилиндрический конденсатосборник 10. The dryer contains a hollow shaft 1 with input 2 and output 3 nozzles for supplying and removing coolant, respectively. The shaft 1 is mounted on thrust bearings 4 and is rigidly connected to the cylindrical hollow body 5 using groups of hollow radial struts 6.1-6.4. In the space between the shaft 1 and the housing 5, a heat exchange nozzle is placed in the form of radial tubular fin panels 7, forming closed isometric sector cells 8. The dryer also contains a heat transfer system, including an annular collector 9 and a cylindrical condensate collector 10.

Радиальные панели 7 сообщены с полым валом 1 с помощью подводящих трубочек 11 и с кольцевым коллектором 9 посредством отводящих трубочек 12, а полость корпуса 5 и полости стоек 6.1-6.4 соединены соответственно через штуцеры 13.1-13.4 (последний ряд стоек 6.4 дополнительно через кольцевой коллектор 9). The radial panels 7 are in communication with the hollow shaft 1 by means of inlet tubes 11 and with the annular collector 9 by means of outlet tubes 12, and the cavity of the housing 5 and the cavity of the uprights 6.1-6.4 are connected respectively through fittings 13.1-13.4 (the last row of uprights 6.4 is additionally through the annular collector 9 )

Кольцевой коллектор 9 разделен перегородками 14 на равновеликие секторы 15 по числу стоек 6.4 в их последней группе по ходу теплоносителя. The annular collector 9 is divided by partitions 14 into equal-sized sectors 15 according to the number of racks 6.4 in their last group along the coolant.

Конденсатосборник 10 выполнен в виде цилиндрического стакана 16, установленного с зазором в выходной части полости вала 1. Открытый торец стакана 16 примыкает к выходному патрубку 3 вала 1. Внутренняя полость конденсатосборника 10 сообщена с полостями стоек 6.4 при помощи штуцеров 17 и разделена продольными спиралевидными направляющими перегородками на улиткообразные каналы 18 по числу стоек 6.4. У переднего торца сушилки установлен неподвижный щит 19 с течкой 20 для загрузки сырого материала и патрубком 21 для подвода сушильного агента. The condensate collector 10 is made in the form of a cylindrical cup 16 installed with a gap in the output part of the shaft cavity 1. The open end of the cup 16 is adjacent to the outlet pipe 3 of the shaft 1. The internal cavity of the condensate collector 10 is in communication with the cavities of the struts 6.4 by means of fittings 17 and is divided by longitudinal spiral guide partitions on cochlear channels 18 according to the number of racks 6.4. At the front end of the dryer there is a fixed shield 19 with estrus 20 for loading raw material and a pipe 21 for supplying a drying agent.

Выходная часть корпуса от предпоследнего ряда стоек 6.3 помещена внутри выходного короба 22 с течкой отвода подсушенного материала, разделенной на секторы 23, и патрубком 24 отвода паровоздушной смеси. На корпусе 5 сушилки установлена ведомая шестерня 25, соединенная с ведущей шестерней 26 привода. Вал 1 сушилки установлен в подшипниках 4 под углом α к горизонту для обеспечения осевого перемещения высушиваемого материала от входного торца сушилки к выходному коробу 22. В стенках выходной части полого корпуса равномерно по периметру установлены радиальные трубчатые каналы 27, соединяющие полости секторных ячеек 8 с секциями 23 течки. The output part of the casing from the penultimate row of racks 6.3 is placed inside the output box 22 with the heat of the outlet of the dried material, divided into sectors 23, and the pipe 24 of the outlet of the vapor-air mixture. On the housing 5 of the dryer is installed driven gear 25, connected to the drive gear 26 of the drive. The shaft 1 of the dryer is installed in bearings 4 at an angle α to the horizontal to ensure the axial movement of the dried material from the inlet end of the dryer to the outlet box 22. Radial tubular channels 27 are connected uniformly around the perimeter of the walls of the hollow body connecting the cavities of sector cells 8 with sections 23 estrus.

Сушилка работает следующим образом. The dryer operates as follows.

Корпус 5 сушилки приводится во вращение от привода (не показан) через шестерни 25, 26. Теплоноситель (пар) подают в полый вал 1, откуда он через подводящие трубочки 11 поступает в радиальные панели 7, а по полым стойкам 6.1-6.4 в полость корпуса 5. Отработанный теплоноситель отводится из панелей 7 по трубочкам 12, а из полости корпуса 5 через штуцеры 13.4 в секторы 15 кольцевого коллектора 9. При вращении корпуса 5 (для изображенного на чертеже варианта конструкции по часовой стрелке) по мере перехода сектора 15 в более высокое положение образующийся при охлаждении пара конденсат сливается через стойки 6.4 и улиткообразные каналы 18 в конденсатосборник 10 и далее через выходной патрубок 3 вала в конденсатный бак (не показан). При этом стенки улиткообразных каналов 18 препятствуют обратному сливу конденсата в кольцевой коллектор 9 из конденсатосборника 10 через полости стоек 6.4 в их нижнем положении. Для равномерного распределения пара по панелям 7 сушилки штуцеры 13.1-13.4 рассчитаны так, чтобы их гидравлическое сопротивление обеспечивало необходимое поступление пара во все элементы сушилки. The housing 5 of the dryer is driven from the drive (not shown) through gears 25, 26. The coolant (steam) is fed into the hollow shaft 1, from where it enters the radial panels 7 through the supply tubes 11, and through the hollow posts 6.1-6.4 into the body cavity 5. The waste coolant is discharged from the panels 7 through tubes 12, and from the cavity of the housing 5 through fittings 13.4 into sectors 15 of the annular collector 9. When the housing 5 is rotated (for the design variant shown in the drawing, clockwise) as sector 15 moves to a higher cooling position When steam is produced, the condensate is discharged through racks 6.4 and cochlear channels 18 into the condensate collector 10 and then through the shaft outlet 3 to a condensate tank (not shown). At the same time, the walls of the cochlear channels 18 prevent the condensate from returning to the annular collector 9 from the condensate collector 10 through the cavities of the racks 6.4 in their lower position. For a uniform distribution of steam over the panels 7 of the dryer, the fittings 13.1-13.4 are designed so that their hydraulic resistance ensures the necessary flow of steam into all elements of the dryer.

Сырой материал поступает в сушилку по течке 20, равномерно распределяясь по равновеликим секторным ячейкам 8. В каждой ячейке 8 порция материала при вращении корпуса 5 равномерно высушивается в результате многократного пересыпания. Вращение корпуса в сочетании с его наклоном к горизонту обеспечивает непрерывное перемещение высушиваемого материала в осевом направлении в сторону выходной части корпуса. Подсушенный материал проваливается через каналы 27, диаметр которых увеличивается против каждой последующей секции в направлении движения материала вдоль корпуса сушилки и далее поступает в соответствующие секции течки. Выделяющаяся из материала влага испаряется в воздух, засасываемый в сушилку через патрубок 21 в щите 19. Образующаяся паровоздушная смесь отсасывается вентилятором (не показан) через отводящий патрубок 24. The raw material enters the drier along estrus 20, evenly distributed over equal sector cells 8. In each cell 8, a portion of the material is uniformly dried as a result of repeated pouring when the housing 5 is rotated. The rotation of the casing in combination with its inclination to the horizontal ensures continuous movement of the dried material in the axial direction towards the outlet of the casing. The dried material falls through channels 27, the diameter of which increases against each subsequent section in the direction of movement of the material along the dryer body and then enters the corresponding heat sections. Moisture released from the material evaporates into the air, which is sucked into the dryer through the nozzle 21 in the shield 19. The resulting steam-air mixture is sucked out by a fan (not shown) through the outlet nozzle 24.

Таким образом, предлагаемая сушилка обеспечивает высокую эффективность и равномерность сушки в результате интенсивного подвода тепла к высушиваемому материалу при высокой надежности ее работы при исключении пересушки мелких фракций, а также разделение высушенного материала по фракциям. Thus, the proposed dryer provides high efficiency and uniformity of drying as a result of intensive heat supply to the material to be dried with high reliability while eliminating the drying of fine fractions, as well as the separation of the dried material into fractions.

Claims

1. A DRYER FOR HIGH-HUMIDIFIED MATERIALS comprising an inclined cylindrical body rigidly connected to a hollow shaft located inside by means of groups of racks installed radially along the shaft, a heat exchange nozzle in the form of flat tubular fin panels heated radially from the inside, mounted radially between the shaft and the body to form closed equal-sized sector cells, an outlet box with a chute of removal of dried material and an exhaust heat transfer system, including an annular collector to collect this a coolant made of panels, characterized in that the walls of the housing and the rack are hollow and communicated with each other and with the cavity of the shaft, the exhaust heat transfer system further comprises a cylindrical condensate collector installed in the output part of the shaft, the annular collector is divided into equal sectors by the number of racks in the last group according to the coolant, and the cavity of the condensate collector and the cavity of the sectors of the annular collector communicated with the cavities of the specified group of racks.

2. The dryer according to claim 1, characterized in that the outlet part of the housing from the penultimate group of racks is placed inside the outlet duct, the estrus along the shaft is divided by transverse partitions into at least two sections, and radial tubular channels are uniformly made along the perimeter in the walls of the hollow housing, connecting the cavity of the sector cells with estrus sections, and the diameter of the tubular channels is constant within each estrus section and increases from section to section in the direction of movement of the material along the dryer body.

3. The dryer according to claim 2, characterized in that the length of the output part of the housing is 1/10 1/3 of the length of the housing.