饲料制粒蒸汽原理及应用.ppt

Steam for Feed Pelleting饲料制粒的蒸汽原理及应用饲料制粒的蒸汽原理及应用bybySimeon ChouSimeon ChouGinmaxGinmaxReference: Steam for Pelleting in Feed Mills, J. Graham S. Smith, Spirax Sarco Pty Ltd.蒸汽冷凝蒸汽冷凝n n蒸汽在降温之后会凝结成水蒸汽在降温之后会凝结成水, , 并且释出潜在的汽化热并且释出潜在的汽化热. .n n在降压的过程中在降压的过程中, , 冷凝水会吸收由蒸汽因为压力差所放出冷凝水会吸收由蒸汽因为压力差所放出来的热量而有机会再汽化来的热量而有机会再汽化. .n n让冷凝水积留在管路内会降低整个蒸汽系统的放热量让冷凝水积留在管路内会降低整个蒸汽系统的放热量, , 所所以一旦有冷凝水生成就要尽快的设法从管路中排除掉以一旦有冷凝水生成就要尽快的设法从管路中排除掉. .n n蒸汽在调质筒中跟物料产生热交换蒸汽在调质筒中跟物料产生热交换, , 造成物料昇温造成物料昇温. . 蒸汽分类蒸汽分类n n干蒸汽干蒸汽干蒸汽干蒸汽“ “干的饱和蒸汽干的饱和蒸汽” ”的简称的简称, , 完全不带雾滴的蒸汽完全不带雾滴的蒸汽. .n n濕蒸汽濕蒸汽濕蒸汽濕蒸汽 “ “干蒸汽干蒸汽” ”的反义词的反义词, , 指带有相当多雾滴的蒸汽指带有相当多雾滴的蒸汽. .n n饱和蒸汽饱和蒸汽饱和蒸汽饱和蒸汽在一定的压力下在一定的压力下, , 温度恰好是温度恰好是“ “饱和蒸汽表饱和蒸汽表” ”上的度数的蒸汽上的度数的蒸汽. . 这种蒸汽这种蒸汽稍一散热就马上冷凝成水稍一散热就马上冷凝成水. .n n过热蒸汽过热蒸汽过热蒸汽过热蒸汽过热蒸汽指的是在一定压力下过热蒸汽指的是在一定压力下, , 比饱和蒸汽热度还要高的蒸汽比饱和蒸汽热度还要高的蒸汽. . 这种蒸汽这种蒸汽在散热时在散热时, , 必须让温度先降到饱和温度之后必须让温度先降到饱和温度之后, , 才能够再进一步的把水放出才能够再进一步的把水放出来来. .蒸汽在制粒过程中扮演的角色蒸汽在制粒过程中扮演的角色n n加加 湿湿. .n n加加 热热 以提高物料的以提高物料的 温度温度. .n n以加热的方式以加热的方式, , 对物料进行蒸煮对物料进行蒸煮. .调质器里的压力与蒸汽温度调质器里的压力与蒸汽温度n n在调质器里是没有压力的在调质器里是没有压力的, , 其压力正好等于或者略高于其压力正好等于或者略高于外面的气压值外面的气压值. .n n在没有压力的情况下在没有压力的情况下, ,注入调质器里的饱和蒸汽注入调质器里的饱和蒸汽, , 从喷嘴从喷嘴喷出时的温度喷出时的温度, ,在理论上是正好在理论上是正好100100摄氏度摄氏度, ,实际上会稍实际上会稍高一两度高一两度, ,但是不应超过但是不应超过103103摄氏度摄氏度. . 用饱和蒸汽调质的加湿和昇温上限n n每每1%1%的蒸汽加湿的蒸汽加湿, , 可以为物料带来大约可以为物料带来大约1414摄氏度的昇温摄氏度的昇温. .n n物料太湿也不利于打粒物料太湿也不利于打粒, , 虽然理论上是说最高可以达到虽然理论上是说最高可以达到18%,18%,但是一般但是一般上到了上到了1616~ ~17%17%就开始会有当机的现象就开始会有当机的现象. .Example: Example: 调质后的料温以调质后的料温以8282摄氏度为上限摄氏度为上限, , 调质前的料温和含水率分别是调质前的料温和含水率分别是2525摄氏度和摄氏度和12%12%, , 可能的蒸汽加注量可能的蒸汽加注量=(82-25)/14=4%=(82-25)/14=4% 调质后可能的物料含水率调质后可能的物料含水率=12+4=16%=12+4=16%水份水份、、温度和热能的平衡温度和热能的平衡n n改变蒸汽的注入量改变蒸汽的注入量, , 将同时改变水份将同时改变水份、、温度和热能的平衡温度和热能的平衡. .n n不同压力的蒸汽带有不同的热含量不同压力的蒸汽带有不同的热含量, , 但是相差不大但是相差不大. . n n改变制粒机的产出量会影响到调质的滞留时间改变制粒机的产出量会影响到调质的滞留时间. .n n改变调质机浆轴的迴转数会影响到物料和蒸汽混合的均匀度改变调质机浆轴的迴转数会影响到物料和蒸汽混合的均匀度. .n n不同的配方不同的配方、、不同来源的原料不同来源的原料、、不同的原料储存状况不同的原料储存状况, ,甚至不同的生甚至不同的生产月份产月份, , 调质的条件都有差异调质的条件都有差异, ,没有所谓一成不变的法则没有所谓一成不变的法则. .n n是有许多其他的加湿的方法可以被考虑是有许多其他的加湿的方法可以被考虑, ,但是在进入调质时还是要加但是在进入调质时还是要加足蒸汽才能够达到制粒所需的温度足蒸汽才能够达到制粒所需的温度, , 而且不管是那种方法都不应该而且不管是那种方法都不应该妨害到应有的制粒产能妨害到应有的制粒产能. .饱和蒸汽和过热蒸汽饱和蒸汽和过热蒸汽在昇温效果上的差异在昇温效果上的差异n n饱和蒸汽饱和蒸汽饱和蒸汽饱和蒸汽: 100: 100: 100: 100 deg.C at 0 kPa deg.C at 0 kPa蒸汽由气态变回液态所释出的气化热蒸汽由气态变回液态所释出的气化热 ……… ………... ...2257 kJ/kg2257 kJ/kg水从沸点降到调质温度所放出的热含量水从沸点降到调质温度所放出的热含量………(100 - 82) x 4.19 = 75.42 kJ/kg………(100 - 82) x 4.19 = 75.42 kJ/kg蒸汽降到调质温度时所释放出来的总热量蒸汽降到调质温度时所释放出来的总热量……2332.42 kJ/kg ……2332.42 kJ/kg n n过热蒸汽过热蒸汽过热蒸汽过热蒸汽: : : : 120 deg.C at 0 kPa120 deg.C at 0 kPa蒸汽由气态变回液态所释出的气化热蒸汽由气态变回液态所释出的气化热………….2257 kJ/kg………….2257 kJ/kg水从沸点降到调质温度所放出的热含量水从沸点降到调质温度所放出的热含量………(120 - 82) x 4.19 = 159.22 kJ/kg………(120 - 82) x 4.19 = 159.22 kJ/kg蒸汽降到调质温度时所释放出来的总热量蒸汽降到调质温度时所释放出来的总热量……2416.22 kJ/kg……2416.22 kJ/kg n n谷物的比热谷物的比热1.55 + (0.0264 1.55 + (0.0264 n n每每1%1%蒸汽可能带来的实际昇温效果蒸汽可能带来的实际昇温效果: :- - 饱和蒸汽饱和蒸汽饱和蒸汽饱和蒸汽15.0 15.0 - - 过热蒸汽过热蒸汽过热蒸汽过热蒸汽15.6 15.6 过热蒸汽的调质问题n n过热蒸汽较慢冷凝过热蒸汽较慢冷凝, , 因为要先降温而后才会放水因为要先降温而后才会放水. .n n如果以过热蒸汽注入调质器如果以过热蒸汽注入调质器, , 加热和加湿的效果都会加热和加湿的效果都会不完全不完全. . 来不及冷凝的来不及冷凝的蒸汽会从调质器的开口冒出来蒸汽会从调质器的开口冒出来, , 或者上冲到喂料机之前的制粒前桶或者上冲到喂料机之前的制粒前桶. .n n唯有用加长型的调质容器唯有用加长型的调质容器, , 或採用多筒式的调质机或採用多筒式的调质机, , 甚至放慢制粒机的产出量甚至放慢制粒机的产出量, , 让调质的滞留时间有足够让调质的滞留时间有足够的延长的延长, , 才有可能使用过热蒸汽来调质才有可能使用过热蒸汽来调质. . 蒸汽的调控与运用蒸汽的调控与运用锅炉锅炉锅炉锅炉700~1000 kPa700~1000 kPa饱和蒸汽饱和蒸汽饱和蒸汽饱和蒸汽减压阀减压阀减压阀减压阀200 kPa200 kPa过热蒸汽过热蒸汽过热蒸汽过热蒸汽流量阀流量阀流量阀流量阀100 kPa100 kPa饱和蒸汽饱和蒸汽饱和蒸汽饱和蒸汽制粒机制粒机制粒机制粒机 0 kPa0 kPa饱和蒸汽饱和蒸汽饱和蒸汽饱和蒸汽蒸汽的调控与运用蒸汽的调控与运用1 1高压供气高压供气管管6 6压力表压力表1111安全阀安全阀2 2水汽分离器水汽分离器7 7减压阀减压阀1212凝气凝气瓣瓣3 3凝气凝气瓣瓣8 8低压低压管管1313真空制动器真空制动器4 4分离阀分离阀9 9压力表压力表1414流量控制阀流量控制阀5 5过滤器过滤器1010温度计温度计1515蒸汽喷嘴口蒸汽喷嘴口降压和散热n n在减压阀之后在减压阀之后, , 管路的设计着重于如何在蒸汽注入调质器管路的设计着重于如何在蒸汽注入调质器之前之前, , 把多余的热量拿掉把多余的热量拿掉. .n n在减压阀到制粒机之间必需有足够的散热面积在减压阀到制粒机之间必需有足够的散热面积, , 让这些热让这些热量能够直接的辐射到大气中量能够直接的辐射到大气中. .n n根据实际的经验根据实际的经验, , 减压阀到制粒机之间的管路至少要有六减压阀到制粒机之间的管路至少要有六米以上的长度米以上的长度, , 管径要按照在这一段管路上的最小压力的管径要按照在这一段管路上的最小压力的送气需要来设计送气需要来设计. .n n这一段管路绝对不要加以保温这一段管路绝对不要加以保温. . 基于工业安全上的考量基于工业安全上的考量, , 可以用栅栏網围住可以用栅栏網围住. .水汽分离器及过滤器n n水汽分离器及过滤器都是在减压阀之前的必要装置水汽分离器及过滤器都是在减压阀之前的必要装置. .n n水汽分离器可以确保通过减压阀的蒸汽品质都是一致的水汽分离器可以确保通过减压阀的蒸汽品质都是一致的, , 并且让蒸汽更为干燥并且让蒸汽更为干燥. .n n过滤器可以捕捉蒸汽中的异物过滤器可以捕捉蒸汽中的异物, , 防止对阀门的可能傷害防止对阀门的可能傷害. .距离和降压的关系n n在减压之后需要多少时间才能够让压力稳定下来也是一在减压之后需要多少时间才能够让压力稳定下来也是一个值得被考虑的问题个值得被考虑的问题. .n n蒸汽的流速在减压阀之后通常还有高达蒸汽的流速在减压阀之后通常还有高达2525~ ~4040米的秒速米的秒速. .n n假如减压阀到制粒机的管路距离太短假如减压阀到制粒机的管路距离太短, , 根本就来不及让根本就来不及让管内的蒸汽水份再度汽化管内的蒸汽水份再度汽化, , 或有效的透过管壁来散热或有效的透过管壁来散热. .n n就是已经有了足够的管径就是已经有了足够的管径, , 蒸汽也需要在走了相当的距蒸汽也需要在走了相当的距离之后离之后, , 才能够让压力降下来才能够让压力降下来. .流量阀到调质器之间的蒸汽管路流量阀到调质器之间的蒸汽管路n n从流量阀开始从流量阀开始, , 一直一直到调质筒之间的所有管路和阀门到调质筒之间的所有管路和阀门绝对不可以有任何的保温绝对不可以有任何的保温. .n n檢查檢查检查流量阀之后的管径和喷嘴前的阀门大小是否检查流量阀之后的管径和喷嘴前的阀门大小是否适当适当, , 流量阀之后的压力不应该比上游高出流量阀之后的压力不应该比上游高出25%25%以上以上. .流量阀的操作要领n n按照调质温度的需要按照调质温度的需要, , 配合喂料机的入料量配合喂料机的入料量, , 以及环模以及环模的传动马达的电流负荷来调整流量阀的蒸汽流量的传动马达的电流负荷来调整流量阀的蒸汽流量. .n n根据现场经验根据现场经验, , 如果蒸汽到达流量阀的压力只剩下如果蒸汽到达流量阀的压力只剩下100100 kPakPa, , 那么走到调质筒喷嘴的蒸汽温度就会是理想的那么走到调质筒喷嘴的蒸汽温度就会是理想的103103摄氏度摄氏度. .n n不必太挂虑喷嘴口的蒸汽流速不必太挂虑喷嘴口的蒸汽流速, , 縱使蒸汽到达喷口之前縱使蒸汽到达喷口之前只剩下只剩下6767 kPa kPa 的压力的压力, , 依然可以让蒸汽注入的瞬间流速依然可以让蒸汽注入的瞬间流速高达高达300300~ ~450450米每秒米每秒. .n n减压阀的压力调得越高减压阀的压力调得越高, , 到达流量阀的压力也相对的被到达流量阀的压力也相对的被提高提高, , 同时也会造成过热蒸汽注入调质筒中同时也会造成过热蒸汽注入调质筒中. .摘要摘要n n锅炉要以原厂所设计的最大出气量来送气锅炉要以原厂所设计的最大出气量来送气. .n n要有足够的送气管径和适当的管路配置要有足够的送气管径和适当的管路配置, , 到达减压阀之前的所有到达减压阀之前的所有管路和阀门一定要加以严密的保温管路和阀门一定要加以严密的保温. .n n管路上一定要有冷凝水排出装置管路上一定要有冷凝水排出装置, , 并且用凝气瓣来自动排出积水并且用凝气瓣来自动排出积水. . n n水汽分离器和减压阀的大小要合适水汽分离器和减压阀的大小要合适, , 减压阀到制粒机的调质筒之减压阀到制粒机的调质筒之间至少要有六米以上的距离间至少要有六米以上的距离. .n n在减压阀到流量阀之间的这一段管路在减压阀到流量阀之间的这一段管路, , 必须採用有足够管径的低必须採用有足够管径的低压管压管. .n n自行测量流量阀前后的压力差自行测量流量阀前后的压力差, , 确定有足够的管径以及适当的喷确定有足够的管径以及适当的喷嘴阀门嘴阀门. .n n不同的物料需要不同的调质温度不同的物料需要不同的调质温度, , 要根据配方中的原料特性和所要根据配方中的原料特性和所需的调质温度来调整蒸汽的注入量需的调质温度来调整蒸汽的注入量. .。