申请日2014.12.30
公开(公告)日2015.04.22
IPC分类号G01M99/00
摘要
一种桨叶式污泥干燥机性能判定方法，包括如下步骤：结合干燥效率、总传热系数、蒸发速度及单位污泥干燥成本四项性能参数判定污泥干燥机的性能。本发明填补了市场上污泥干燥机性能判定方面的技术空白，为判定污泥干燥机性能提供了依据;本发明使客户可以根据自己的需求，准确选择出最适合自己的污泥干燥机，并总能选择出结构特性及传热特性都较好的污泥干燥机。
摘要附图
权利要求书
1.一种桨叶式污泥干燥机性能判定方法，其特征在于，包括如下步骤：结 合干燥效率、总传热系数、蒸发速度及单位污泥干燥成本四项性能参数判定污泥 干燥机的性能。
2.根据权利要求1所述的桨叶式污泥干燥机性能判定方法，其特征在于， 所述结合干燥效率、总传热系数、蒸发速度及单位污泥干燥成本四项性能参数判 定污泥干燥机的性能，具体包括如下步骤：
1)获取不同干燥机进行相同干燥污泥实验后的所述四项性能参数;
2)以总传热系数为横坐标，干燥效率为纵坐标，绘制污泥干燥机结构特性 离散点图，选取所述结构特性离散点图右上方一定区域内的离散点所代表的污泥 干燥机，即选择具备较好的结构特性及传热特性的污泥干燥机;
3)给步骤2)中选出的污泥干燥机编号，以编号为横坐标，分别以蒸发速 度和单位污泥干燥成本为纵坐标绘制蒸发速度离散点图和单位污泥干燥成本离 散点图;
4)根据不同需求选择步骤3)中不同的离散点图作为主要的参考依据选取 合适的污泥干燥机。
3.根据权利要求1或2所述的桨叶式污泥干燥机性能判定方法，其特征在 于，所述干燥效率、总传热系数、蒸发速度及单位污泥干燥成本四项性能参数分 别通过如下步骤获取：
设定污泥干燥机的蒸汽流量及桨叶轴的转速均为某一定值，且保持污泥干燥 机进口污泥流速不变，在规定时间内测量相应参数分别求出：
a)蒸发速度
测量在所述规定时间内污泥干燥机进口的污泥量及进、出口污泥的含水率， 根据公式(1)求出蒸发速度：
式中，M为蒸发速度，m1为污泥干燥机进口的污泥量，x1、x2分别为进、 出口污泥的含水率，S为污泥干燥机的换热面积;
b)干燥效率
b-1)测量在所述规定时间内污泥干燥机进、出口的污泥量和环境温度，根 据公式(2)得到干燥过程中污泥的吸热量Q1：
Q1=(m1-m2)×[c×(100-T)+γ] (2)
式中，m1和m2分别为污泥干燥机进、出口的污泥量，c为水的比热容，T 为环境温度，γ为气化潜热;
b-2)测量在所述规定时间内污泥干燥机蒸汽进、出口的蒸汽温度和干燥过 程中蒸汽的消耗量，根据公式(3)得到干燥过程中蒸汽的放热量Q2：
Q2=m×cp×(t1-t2) (3)
式中，m为蒸汽进口的蒸汽量，cp为蒸汽的定压比热，t1和t2分别为蒸汽进、 出口的蒸汽温度;
b-3)根据公式(4)计算干燥效率η：
c)总传热系数
测量在所述规定时间内污泥干燥机进、出口的污泥温度及蒸汽进、出口的蒸 汽温度，求出干燥机总传热系k：
式中，Q2为蒸汽的放热量，S为污泥干燥机的换热面积，Δtmax、Δtmin分别 为污泥干燥机进、出口的污泥温度之差和污泥干燥机蒸汽进、出口的蒸汽温度之 差两温度差中的较大值和较小值，Δt为此传热过程中的温差;
d)单位污泥干燥成本
根据公式(7)得到单位污泥干燥成本：
式中，A为单位污泥干燥成本，A1为在所述规定时间内干燥污泥的运行电 费，A2为人工费用，A3为水费，A4为蒸汽或导热油费用，A5为干化污泥价值， m2为污泥干燥机出口的污泥量。
4.根据权利要求3所述的桨叶式污泥干燥机性能判定方法，其特征在于， 所述桨叶轴的转速设定在一较小数值，所述较小数值是指取值范围介于污泥干燥 机最小转速和中间转速之间的数值，以保证出口污泥含水率在合格范围内。
说明书
桨叶式污泥干燥机性能判定方法
技术领域
本发明涉及一种桨叶式污泥干燥机性能判定方法。
背景技术
随着我国社会经济及城市化的发展，城市污水不断增多，而污泥作为污水处 理后的副产品，如何处理已成为当今社会面临的一大难题。由于我国污泥处理处 置技术起步较晚，目前我国大部分污泥均直接倾倒，没有采取其它处理方式，不 仅严重污染土壤环境，同时也对人民的身体健康产生了严重威胁。
目前世界上常用的污泥处理方式主要有：卫生填埋、农用堆肥、污泥干化焚 烧等。在这些处理方式中，污泥干燥可以大幅度减小污泥体积，便于运输及储存， 因此污泥干燥成为各国处理污泥的关键步骤，污泥干燥设备也应运而生，其中， 桨叶式污泥干燥机因设备结构简单，操作方便，污泥与干燥介质不直接接触等特 点备受市场欢迎。
但国内外市场上桨叶式污泥干燥机性能良莠不齐，如何准确选择适合不同客 户的优质污泥干燥设备已成为人们的现实需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种桨叶式污泥干燥机性能判定方法， 以填补现有市场判定污泥干燥机性能方面的技术空白，帮助不同客户准确地选择 出适合自己的桨叶式污泥干燥机。
本发明通过如下技术方案解决其技术问题：一种桨叶式污泥干燥机性能判定 方法，包括如下步骤：结合干燥效率、总传热系数、蒸发速度及单位污泥干燥成 本四项性能参数判定污泥干燥机的性能。
干燥机效率可以充分表明污泥干燥机整体结构布置是否合理，机身结构是否 紧凑高效，是否可以充分利用空间和热量;总传热系数从传热学的角度出发，研 究能量的利用，可以体现污泥干燥机所用材料是否合理，其内部结构布置是否有 利于热量传递;蒸发速度表明了干燥机对污泥的干燥能力，其数值越大说明干燥 机干燥能力越好;而单位污泥干燥成本则综合体现了污泥干燥机性能的优劣。
所述结合干燥效率、总传热系数、蒸发速度及单位污泥干燥成本四项性能参 数判定污泥干燥机的性能，具体包括如下步骤：
1)获取不同干燥机进行相同干燥污泥实验后的所述四项性能参数;
2)以总传热系数为横坐标，干燥效率为纵坐标，绘制污泥干燥机结构特性 离散点图，由该图可以首先判定污泥干燥机结构布置及所用材料是否合理，越靠 近右上方的离散点所代表的污泥干燥机结构特性越合理，选取所述结构特性离散 点图右上方一定区域内的离散点所代表的污泥干燥机，即选择具备较好的结构特 性及传热特性的污泥干燥机;
3)给步骤2)中选出的污泥干燥机编号，以编号为横坐标，分别以蒸发速 度和单位污泥干燥成本为纵坐标绘制蒸发速度离散点图和单位污泥干燥成本离 散点图;
4)根据不同需求选择步骤3)中不同的离散点图作为主要的参考依据选取 合适的污泥干燥机，如：如果污泥产量比较多，客户比较注重干燥能力，那就需 以蒸发速度离散点图为最重要的参考依据;如果客户比较注重成本控制，那应该 以单位污泥干燥成本离散点图作为最重要的参考依据。
本发明所述干燥效率、总传热系数、蒸发速度及单位污泥干燥成本四项性能 参数分别通过如下步骤获取：
设定污泥干燥机的蒸汽流量及桨叶轴的转速均为某一定值，且保持污泥干燥 机进口污泥流速不变，在规定时间内测量相应参数分别求出：
a)蒸发速度
测量在所述规定时间内污泥干燥机进口的污泥量及进、出口污泥的含水率， 根据公式(1)求出蒸发速度：
式中，M为蒸发速度，m1为污泥干燥机进口的污泥量，x1、x2分别为进、 出口污泥的含水率，S为污泥干燥机的换热面积;
b)干燥效率
b-1)测量在所述规定时间内污泥干燥机进、出口的污泥量和环境温度，根 据公式(2)得到干燥过程中污泥的吸热量Q1：
Q1=(m1-m2)×[c×(100-T)+γ] (2)
式中，m1和m2分别为污泥干燥机进、出口的污泥量，c为水的比热容，T 为环境温度，γ为气化潜热;
b-2)测量在所述规定时间内污泥干燥机蒸汽进、出口的蒸汽温度和干燥过 程中蒸汽的消耗量，根据公式(3)得到干燥过程中蒸汽的放热量Q2：
Q2=m×cp×(t1-t2) (3)
式中，m为蒸汽进口的蒸汽量，cp为蒸汽的定压比热，t1和t2分别为蒸汽进、 出口的蒸汽温度;
b-3)根据公式(4)计算干燥效率η：
c)总传热系数
污泥干燥机内的传热过程主要包括三个环节：从蒸汽到干燥机隔板壁面高温 侧的热量传递、隔板壁面高温侧到低温侧的热量传递、从隔板壁面低温侧到污泥 的热量传递，因此以蒸汽侧放热量为准，根据公式(5)(6)可求出干燥过程中污泥 干燥机总传热系数。
测量在所述规定时间内污泥干燥机进、出口的污泥温度及蒸汽进、出口的蒸 汽温度，求出干燥机总传热系k：
式中，Q2为蒸汽的放热量，S为污泥干燥机的换热面积，Δtmax、Δtmin分别 为污泥干燥机进、出口的污泥温度之差和污泥干燥机蒸汽进、出口的蒸汽温度之 差两温度差中的较大值和较小值，Δt为此传热过程中的温差。
d)单位污泥干燥成本
根据公式(7)得到单位污泥干燥成本：
式中，A为单位污泥干燥成本，A1为在所述规定时间内干燥污泥的运行电 费，A2为人工费用，A3为水费，A4为蒸汽或导热油费用，A5为干化污泥价值， m2为污泥干燥机出口的污泥量。
所述桨叶轴的转速设定在一较小数值，所述较小数值是指取值范围介于污泥 干燥机最小转速和中间转速之间的数值，以保证出口污泥含水率在合格范围内。
本发明相对于现有技术，具有如下有益效果：
1)本发明填补了市场上污泥干燥机性能判定方面的技术空白，为判定污泥 干燥机性能提供了依据;
2)本发明使客户可以根据自己的需求，准确选择出最适合自己的污泥干燥 机，并总能选择出结构特性及传热特性都较好的污泥干燥机;
3)本发明能帮助客户合理的选择污泥干燥机，从而使客户能更高效的处理 污泥，进而促进污泥无害化处理的进程。