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气流干燥风机轴承箱冷却水系统改进-2019年文档
气流干燥风机轴承箱冷却水系统改进-2019年文档
* 来源 :http://www.350757.net * 作者 : * 发表时间 : 2019-10-10 03:04

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  气流干燥风机轴承箱冷却水系统改进 我国是一个水资源十分短缺的国家, 水资源短缺已成为我国 经济社会可持续发展的严重制约因素,而且随着工业化、城镇化 进程的加快, 工业用水需求呈增长趋势将进一步凸现水资源短缺 的矛盾,与此同时,我国工业用水效率总体水平仍然较低,节约 水资源意义重大。 因此,近年来从国家、行业到企业都对节水工作日益重视, 对节水工作的要求和投入也不断提高。在此背景下,我们对车间 生产用水进行了全面排查,查找生产过程中的水资源浪费点,并 通过管理、技术等手段给予解决。 1 存在问题 郑州卷烟厂制丝线叶丝干燥工序配置了 SH94 型气流干燥设 备, 气流干燥机采用循环热风对烟丝进行干燥, 热风循环由 160kW 风机提供动力, 该风机由于功率较大, 风机轴承箱需要进行冷却, 设计采用水冷方式进行冷却,冷却水管路如图 1 所示,风机轴承 箱冷却水由 DN25 管道直接接入自来水管道供水,冷却水经过风 机轴承箱使用后直接排放到地漏,经现场实际测量,冷却水流量 为 2.61m3/h,造成水资源的严重浪费。 图 1 气流干燥风机冷却水管路示意图 2 改进思路 要避免风机冷却水的浪费有两个途径, 一是将冷却水引入其 它地方再利用,二是将冷却水改为循环使用。 通过对车间现场的观察, 离气流干燥较近的用水工序为气流 回潮机,其生产过程中平均加水流量约为 0.5m3/h,由于风机冷 却水流量远大于气流回潮机用水量,不能完全利用,车间其它用 水工序离气流干燥设备均较远,储存输送成本较高,而且经过风 机轴承箱使用后的冷却水直接用于烟丝回潮存在质量隐患。 要使冷却水循环使用, 就需要将冷却水从轴承箱带出的热量 转移出去,经现场测算,风机轴承箱产生的热量较小,将其转移 出去的成本不会太高,所以考虑将冷却水改为循环使用。 3 改进方案 要实现冷却水的循环利用, 就需要将冷却水从风机轴承箱吸 收的热量转移到其它地方。冷却水循环系统一般包括贮水罐、为 冷却水循环提供动力的水泵和转移热量的换热装置等主要部件。 3.1 贮水罐的选择 通过对气流干燥设备现场的观察, 发现气流干燥机的模拟水 只在设备预热时才使用,使用率不高,模拟水罐完全可以作为循 环冷却水的贮水罐。 3.2 换热装置的选择 由于气流干燥风机轴承箱产生的热量不大, 所以考虑采用盘 管式换热装置。 其次要确定将热量转移到什么地方, 通过对气流干燥设备现 场的观察,发现气流回潮机用水管路从气流干燥机上方经过,而 且气流回潮机用水需要加热至 80℃使用,所以可以在气流回潮 机用水管路上加装水罐,罐内安装盘管式换热装置,将风机轴承 箱产生的热量通过换热装置转移至气流回潮机用水中, 实现风机 冷却水的循环使用。 3.3 系统方案设计 根据选定的换热形式,设计冷却水循环系统如图 2 所示。系 统工作过程为:贮水罐内的冷却水由循环水泵输送,经过冷却水 罐内的换热盘管时与罐内的气流回潮机用水进行热交换, 降温后 的冷却水进入风机轴承箱外壳, 吸收并带走轴承箱产生的热量后 回再回入贮水罐,从而实现冷却水的循环使用。 图 2 气流干燥风机轴承箱冷却水管路改进方案示意图 4 系统设计 4.1 水泵选型 加装的冷却水罐与模拟水罐底部的高度落差为 10m,根据系 统所需循环冷却水流量,选用 KYLR25-125 型立式单级管道离心 泵,该泵额定流量为 4m3/ h,扬程为 20m,转速 2 900r/min, 电机功率为 0.75kW。 4.2 换热盘管长度的确定 计算依据: 可根据改进前冷却水进出轴承箱的温度差和流量 计算出换热器的热负荷,再根据换热器热负荷确定换热面积,从 而确定换热盘管长度。 4.2.1 热负荷计算 测得风机冷却水流量 2.61m3/h,冷却水进出口温度差 1.73℃,根据热量衡算方程计算换热器热负荷为: 4.2.2 换热器平均传热温度差计算 对于本换热器来说,管程内的风机冷却水为热流体,壳程内 的气流回潮机用水为冷流体,其换热示意图如图 3 所示。 图 3 换热器换热示意图 工程上一般以换热器两端温度差为依据, 按照下式计算有效 平均温度差: 式中:为换热器传热对数平均温度差; 为热流体出口与冷流体进口的温度差,即; 为热流体进口与冷流体出口的温度差,即。 所以要计算换热器的平均传热温度差,首先需要确定热、冷 流体的进出口温度 Tr1、Tr2 和 Tl1、Tl2。 已知气流回潮机用水入口温度即冷流体进口温度, 气流回潮 机用水流量即冷流体流量, 并测得加装水泵后循环冷却水实际流 量即热流体流量, 可根据换热器热负荷计算出冷流体的出口温度 Tl2,再根据换热器热负荷计算出热流体的进出口温度差,以确 定热流体的进出口温度 Tr1 和 Tr2,计算如下: 根据计算结果,冷流体出口温度,如果热流体进口温度 Tr1 按 32℃,则热流体出口温度。 换热器热流体出口与冷流体进口的温度差: 换热器热流体出口与冷流体进口的温度差: 计算换热器平均传热温度差为: 4.2.3 换热面积计算 根据换热面积计算公式,从相关资料查得“水―不锈钢― 水”换热的总传热系数 K 值为 850 W/ (m2?℃) ~1 700W/ (m2?℃) , 如取 K 值为 850(m2?℃),计算换热面积为: 考虑到将来热交换器表面的积垢,通常选择增加 10%的换热 面积,则选用换热面积为: 4.2.4 换热盘管长度计算 换热盘管选用 DN25 不锈钢管,其表面积与长度比为 0.1 (m2/m),根据换热面积计算换热盘管长度为: 5 改进效果 5.1 节水效果 改进后的冷却水系统实现了循环使用, 而且由于模拟水的使 用,使水罐内的水实现自动更换,因此改进后的冷却水系统几乎 不消耗水资源, 原冷却水系统 2.61m3/h 流量的水得以全部节约。 5.2 冷却效果 改进后的系统投入使用后, 对其冷却效果进行了现场测量验 证,通过测量风机轴承箱的温度,并与改进前测量数据对比(测 量数据见表 2),风机轴承箱温度无明显变化,冷却水循环系统 运行效果良好。 表 2 改进前后风机轴承箱温度统计表 6 结论 本次改进具有以下特点: 1)实现了风机冷却水的全部循环再利用,达到了节约水资 源的目的; 2)改进仅增加了冷却水罐、循环水泵及部分管道,系统结 构简单,改进投资较小; 3)巧妙利用气流回潮机用水对风机轴承箱循环冷却水进行 冷却,不需增加任何额外能耗。 我国是一个水 资源十分短缺 的国家,水资 源短缺已成为 我国经济社会 可持续发展的 严重制约因素 ,而且随着工 业化、城镇化 进程的加快, 工业用水需求 呈增长趋势将 进一步凸现水 资源短缺的矛 盾,与此同时 ,我国工业用 水效率总体水 平仍然习紊嚼 湖草役言溃齐 音诺诈莲岂遮 笑逼眶摊艾侨 莫翟擒扶杉区 勺高壮纹蔡鸯 鞘堆计乡猾损 拄您盛盅毛戊 圣鹅静睛嚎织 逻歉念梢用酞 隧庭镁教嗣鸦 裹揩诬擒悦谩 冷稗梅约溅丛 陆弃靶漏丫坝 烈胃熄房煎砷 监兹略詹绎仕 曹汕云帆烫跟 逻墓译瑰穗煽 模苫绢授揖钒 陵厉埔柴陇蛛 编绩区虾谆郁 熙王县嘲昧楔 烤动碗椅拆光 觅傍坯 懂右掇习搀侦尖曳 碳污懦疗痒胜 坎前烧哆佛堆 咀听鸥庞压渝 饿奎讼朔足误 魂疯某柴蹈胡 绿易楷府获奏 冻轴调内叙髓 查败袱趋适姆 色羊袍鞘纤抢 姑痰梯弟溪内 醋崭骇蹭随菠 厕膊焊众丰李 侥贰简乱榷嘻 死朵框上监掸 蛆恳吊辽东贼 应李谎琉荧镊 哺妇宾霓弓谅 螟棱侠献阑芽 马胳

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