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生产常用单板干燥机的热能利用分析

发布日期:2018-11-23 作者: 点击:

  生产常用单板烘干机快盈vlll的热能利用分析贺志强,周永东,彭立民,孙锋(中国林科院木材工业研宄所;国家林业局木材科学与技术重点。   表1三种单板干燥机及相关工艺参数各项参数设备类型辊筒-网带式网带式辊筒式蒸汽耗量/(kg.h-1)供热蒸汽温度/C干燥能力/(m3.h-单板初含水率/%单板终含水率/%平均干燥温度/C平均相对湿度/%干燥段/节干燥段长/m干燥段宽/m干燥段高/m 1.2分析方法1.21干燥机能量平衡图单板干燥机作为一个热能利用系统,热量平衡见:QSUP―供应蒸汽的能量;湿空气进入干燥机时带入的能量;Qm,一单板进入干燥机时带入的能量;Q,一单板离开干燥机时带出的能量;Qkak―泄漏的能量等,包括:干燥机单板进出口处、疏水阀,及各检修门的缝隙处等产生的热能泄漏;Qcon一排出冷凝水的能量;Qlciss―干燥机热能损失,即干燥系统与环境温差所导致的干燥机向地基、外界环境的散热损失;燥机中湿空气的相对湿度时,会有大量热量随湿空气排出干燥系统,可分为单板中水分蒸发所需能量(Q,POT)和其余湿空气带走的能量(Qa)。   122有效热能计算单板干燥机有效利用的热能,指加热单板的能量,以及单板中水分蒸发需要的能量。单板加热阶段木材温度上升,达到干燥工艺要求的温度;单板水分蒸发阶段,相变时吸收了大量的蒸发潜热。   在木材含水率>20%时,水分蒸发潜热系数仅考虑蒸汽潜热;低于20%时,包括蒸汽潜热和吸咐热两项。

单板烘干机

  

  单板烘干机的热效率,是有效利用的热能占供应蒸汽能量的百分比,见,湿空气的焓值以0C时干空气和0C的饱和水为计算基准点。相关参数取值如下:2)根据含水率确定单板的平均比热容,含水率2结果与讨论2.1进入干燥机的能量按照3种干燥机分别干燥lm3单板计,进入干燥机的能量如表2所示。   表2进入单板干燥机各部分热能及占总能量的比例Tah.2Totalenergyinput(%)during进入干燥机的能量辊筒-网带式网带式辊筒式能量/比例/能量/比例/能量/比例/供应蒸汽湿空气单板1833型网带干燥机,干燥单位体积单板所需的供应蒸汽能量相近,BG 1333型辊筒干燥机所需供应蒸汽能量较大;显空气进入D36251型干燥机时,带入的能量远高于其他2种干燥机,这是因为36251型干燥机的干燥温度较低,干燥单位体积单板需要的空气质量较大所致;单位体积单板带入的能量,3种干燥机的表现基本一致。   2.2离开干燥机的能量干燥单位体积单板过程中,离开干燥机的能量列于表3.表3单板离开时干燥机各部分热能及占总能量的比例Tah3Totalenergyoutput(%)during辊筒-网带式网带式辊筒式排出的能量能量/比例/能量/比例/能量/比例/干燥机散热单板离湿空气冷凝水热量泄漏等表3显示,3种单板干燥机在排出湿空气、冷凝水及能量泄漏3个方面的热能消耗均较大。排出湿空气热能,均占总输入能量的60%以上,是节能的关键环节。通常排出湿空气的温度达90C以上,冷凝水接近100C,可以考虑重复利用。   

  单板烘干机快盈vlll的能量泄漏,主要是由于设备衔接环节的密封性差,及疏水阀漏气严重等造成。相比之下,进口的干燥机能量泄漏Z少,从而可以看出,国产设备的设计、制造环节尚待改进。   另外,进口干燥机中的单板离开时带出的能量Z小,主要是其干燥温度较低,单板离开干燥机时的温度亦较低所致;干燥机散热能量占总热能消耗,3类机型差别不大,比例均较小。   23有效利用的热能3类单板干燥机有效利用的热能及其占总能量的百分比,见表4.表4各类型干燥机有效利用的热能及其效率Tah4Effectiveheatenergyconsumption有效利用的热能辊简-网带式网带式辊简式能量/比例/能量/比例/能量/比例/加热单板耗能单板水分蒸发耗能干燥机热效率/%从表4看出,2种国产设备加热单板所需的能量,占蒸汽能量的10%以上,而进口干燥机所需能量较低,原因是其干燥温度低于国产设备,加热单位体积单板消耗的能量较低。另外,进口干燥机的干燥温度低,对能量品质要求亦相对较低,对单板干燥质量影响也较小,国产设备可在低温、大风量干燥方面进行借鉴和改进。   3种单板干燥机干燥相同体积单板时,水分蒸发需要的热量略有差别。原因是设备及干燥工艺不同,热能利用效率亦不同。   

  总体来看,网带干燥机干燥单位体积单板所需蒸汽能量较少,且干燥热效率高达70%,可根据生产要求优先考虑选用。   3建议与措施3.1余热利用借鉴在木材干燥生产中,利用热管式换热器等回收尾气余热,预热空气的方法,将单板干燥中排出的湿空气热能回收,用于进入干燥机的湿空气和单板的预热,以减少蒸汽的使用量。   排出的冷凝水作为具有一定品位的热源,借鉴木材干燥设备快盈vlll中的密闭式冷凝水回收系统,将回收的冷凝水进行蒸汽再生产,用于单板干燥,或者为企业供暖等,避免因直接排放,造成水源及其热能的浪费及热能损失。   3.2泄露热能利用在单板干燥机进出口处安装密封刷,以提高系统的密闭性;通过改善工艺衔接环节的密封性,选用节能型疏水阀,如将热动力式疏水阀,更换成浮球式疏水阀,可有效减少泄漏造成的热能损失。   3.3供热热能利用以热油替代蒸汽作为热源,形成循环系统,避免出现蒸汽热源的闪蒸蒸汽造成的热损失。   国内外很多家具及人造板生产企业,利用树皮、锯屑、木粉、刨花等木材加工剩余物,作为燃料。   对燃料燃烧生成烟气,进行除尘净化后,依据单板干燥要求进行配气,直接送至干燥机。同时,利用烟气作为热源,可避免蒸汽锅炉与导热油炉的间接换热造成的热量损失。

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