生产常用单板干燥机的热能利用分析

生产常用单板干燥机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。
单板干燥机的热效率，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。
单板干燥机的能量泄漏，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。