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提高粮食烘干机系统热效率的措施与实践
发表日期:2013-02-25
东北三省与内蒙古东部地区是我国玉米主产区,受自然条件的影响,玉米收获时水分常达20%~35%。高水分玉米需要通过烘干处理,降至安全水分后才能入仓安全储藏。因此,粮食烘干机已成为粮库不可缺少的设备,粮食烘干也成为保障粮食安全的重要环节。我国每年机械化烘干的粮食约3700万t,消耗煤炭资源约180万t。现有粮食烘干机存在的主要问题是系统热效率低、污染重,随着煤炭资源的减少和价格的持续上涨,人们将更加重视粮食烘干机系统的节能问题。现以顺逆流粮食烘干机系统改造为例,来探讨提高粮食烘干机热效率的措施。

1 粮食烘干机系统及技改措施

被改造的粮食烘干机系统2001年由国家专项资金投资建设,设计额定处理量300 t/d,降水幅度10个百分点,采用两顺两逆烘干工艺,一逆一顺冷却工艺,属顺逆流烘干机。烘干塔体截面为3 500 mm ×3 500 mm; 热风机2 台,型号Y4 - 73№9D,各30 kW; 冷风机1 台, 型号G4 - 73 №8D,18. 5 kW;热风炉,型号RFL - 6,额定功率4.

2 MW (折算发热量为1. 5 ×107 kJ /h) ;引风机,型号Y5 - 48№8C, 30 kW;换热器为砌筑式壳体。

通过对该粮食烘干机系统的现场考察,进行了以下部位的改造:在烟道与烟囱间增加1台小型换热器,进行烟气部分余热回收利用;更换换热器,换热器壳体采用钢结构快装式;对热风机、热风室、换热器壳体、炉体等设备进行保温;将原有的普通闸板煤斗更换成分层供煤煤斗;加大换热器底部沉降室截面,以降低烟速,减少烟尘排放。
2 测试数据及分析
在玉米烘干作业期间,对烘干机进行了测试。处理量:24. 3 t/ h ;粮食水分不均匀度:进机湿粮1. 1% ,出机干粮2. 4%;环境温度: - 7. 2℃;环境相对湿度: 12. 4%;进机热风温度:上烘干段144. 8℃,下烘干段127. 7 ℃;热风机风量:上烘干段37 569 m3 /h,下烘干段36 540 m3 /h; 冷风机风量:23 540 m3 /h;引风机风量: 19 385 m3 /h; 进机湿粮: 水分20. 8% ,粮温- 2. 0℃;出机干粮:水分13. 9% ,粮温13. 5℃;单位耗煤量: 625. 5 kg/h;煤低位发热值: 19 930 kJ / kg;炉内温度: 528℃;排烟温度: 63℃。测试时间为0. 1011 h,出机干
粮量为2. 264 t,测试数据见表1~表5。

干燥段、冷却段废气温度、湿度测定表
注:烘干段4和冷却段1、2为烘干机从上到下顺序;左右以冷风进口划分;角状盒1、2、3、4、5、6、7、8从冷风进口处开始排序。由于位置限制,冷却段1、2右侧未测全。

干燥段、冷却段废气温、湿度平均值
粮食在烘干过程中,热量的有效部分是用于粮食的升温以及粮食中的自由水由冰转化成水和蒸发水分,而系统的热量损失就主要集中在下面4个方面: ①未燃尽煤带走的热量; ②烟气带走的热量; ③烘干废气带走的热量; ④塔体散失的热量。用表3所得的数据计算煤的燃烧率η燃、换热器换热效率η换、塔体热效率η塔、热风炉的热效率η炉和系统热效率η系。
η燃= (Q烟+Q上+Q下) /Q煤= 84. 2%;
η换= (Q上+Q下) / (Q烟+Q上+Q下) = 86. 5%;
η塔= (Q冰+Q水+Q粮升) / (Q上+Q下) = 83. 5%;
η炉=η燃×η换= 72. 8%;
η系=η炉×η塔= 60. 8%。


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