三通道滾筒干燥機的熱效率計算研究

黃 東，鄭起航，鐘長藝

(汕頭職業技術學院，汕頭 515041)

0 引 言

三通道滾筒干燥機是一種利用高溫干燥以及生物質燃料熱風爐為各種生物質顆粒進行干燥化處理的設備。三通道滾筒干燥機由內筒-中筒-外筒組成，每層都裝有特殊的導料板，物料會在圓筒轉動以及熱風引力作用下實現螺旋運行，從而實現物料的充分熱交換。在三通道滾筒干燥機的干燥處理工作中其結構存在熱效率不高等問題，從而導致干燥機烘干效率緩慢，消耗大量的燃料，還影響烘干的質量和效率，不利于社會經濟效益和社會效益的發展。因此如何提升干燥機的熱效率至關重要。而實現干燥機的熱效率的優化提升，需要分析熱效率的影響因素，由此對癥下藥，展開科學的邏輯思維優化完善熱效率參數的各個影響因子。

1 三通道滾筒干燥機的熱效率分析

1.1 三通道滾筒干燥機的工作原理

三通道滾筒干燥機主要采用高溫快速干燥工藝，設備為三層結構，內置特殊抄板，傳熱系數較大，干燥速度、強度較高。該干燥機設備的綜合熱效率較其他的滾筒干燥機提升10%以上，熱效率可以達到80%左右，具有明顯的經濟優勢和社會優勢。與此同時，三通道滾筒干燥機能夠處理各種粘性的高水分物料，還適用于各種飼料資源的干燥處理。因此具有減少環境污染實現生態保護的重要效應。采用三通道滾筒干燥機需要將物料放置進內層滾筒內，將內層的高溫熱空氣實現順流烘干前進，在內層抄板的作用下物料呈現出螺旋式的熱交換，緩慢位移到中層滾筒內，在中層滾筒干燥處理中，物料可以充分吸收內層滾筒筒體散發的熱量，還可以吸收中層滾筒載熱體熱空氣所釋放的熱量，極大地延長物料在中層干燥處理的時間，使其在中層就可以達到最佳的干燥狀態；之后物料位移到外層，在熱風作用下達到合格的干燥效果的物料可以實現氣固分離。由此完成物料的干燥處理。

1.2 三通道滾筒干燥機的熱效率

三通道滾筒干燥機的熱效率的影響指標主要有干燥強度和熱利用率兩個指標。干燥強度是用于衡量三通道滾筒干燥機的生產能力，指在單位時間內設備進行容積水分蒸發的能力。其受到干燥機設備的熱風溫度的提高、物料的水分以及滾筒干燥機的系統密封性的影響。熱利用率是指設備在實現物料水分蒸發所需要的熱量與設備所提供的熱源的熱量只比。基于三通道滾筒干燥機的工作原理可知，設備的熱源供給包括水分蒸發所需要的熱量、物料升溫所需要的熱量以及干燥設備運行中所產生的熱損失組成。綜合統計三通道干燥機的熱效率參數可知，其可以達到80%的熱效率。

2 三通道滾筒干燥機的熱效率計算分析

2.1 三通道滾筒干燥機的干燥強度指標的計算

三通道滾筒干燥機的干燥強度的公式表現為：水分蒸發量/(干燥時間*干燥機容積)。

水分蒸發量W=L(H1-H2)=G2(X1-X2),其中，L為干空氣用量(kg/h)；H1，H2為進入、排除三通道滾動干燥機空氣濕度(kg)；G1，G2為進入到滾筒干燥機中的物料的質量(kg)；X1，X2為進入、排出滾筒干燥機物料的含水量(kg)。

2.2 三通道滾筒干燥機的熱利用率指標的計算

三通道滾筒干燥機的熱利用率用η表示。

η=水分蒸發所需要的熱量(QW)/設備提供的熱量(Q)*100%。

其中計算中所需要的設備提供的熱量可以利用設備的耗電量來表示，以設備的總開關處的電表度數為主。而水分政府所需要的熱量則需要進行二次計算得到，需要將物料從入口、加熱、干燥再到排出整個過程所吸收的熱量為主。

QW=W(2 490+1.88T2)-4.187T1*W

其中，T1，T2等于物料進入排出滾筒干燥機時候的溫度值(℃)。

3 三通道滾筒干燥機的熱效率計算結果的有效應用

3.1 三通道滾筒干燥機的干燥強度優化提升措施

基于三通道滾筒干燥機的干燥強度計算公式可知，其影響指標主要有空氣濕度、進入到干燥機中的物料質量等。對此可以通過加強干燥機的質量以及干燥機的密封性。如，三通道滾筒干燥機正是利用三層滾筒的方式，提高物料在滾筒內的行程距離，延長物料同熱風接觸的時間，增加物料同熱風的接觸面積，從而強化了熱傳遞的過程。有效地提高干燥效果。另外還可以通過并流干燥的設計優化。在滾筒的筒體上設置通孔，將通孔和接管連接，筒體外有密封裝置所組成的載熱氣體出入口同接管對接，使得熱空氣能夠進入到滾筒內層，呈現出兩端進入、中間排出的流通方式，實現滾筒干燥機內部的干燥流向呈現出分段變化，讓物料能夠螺旋位移運作。

3.2 三通道滾筒干燥機的熱利用率的優化提升措施

當前實現三通道滾筒干燥機的熱利用率，其要能夠充分利用熱面空間，通過改進結構形式、分布形式以及抄板形式等措施入手。如，實現對抄板形式的優化升級，可以在抄板上設置凹槽等方式，提高抄板的熱面表面積，讓物料能夠更加充分地同抄板接觸，從而提高抄板的熱量利用效率。還可以通過廢棄循環應用的方式，將滾筒干燥機的出氣口氣體進行循環利用，將廢棄同新鮮空氣按照一定的比例再次吹入到干燥機中，當前廢棄空氣同新鮮空氣之間有一個最適合的比例能夠使得能量傳遞最小，但是所發揮的干燥物料的作用最大化，達到能夠減少能耗的效果。

4 結束語

綜上所述，三通道滾筒干燥機在各種物料干燥中都發揮著積極的作用，通過高溫氣流快速干燥的方式，為各種物料資源的合理科學發展奠定良好的基礎。基于當前的三通道滾筒干燥機的熱效率的計算公式和計算原理可知，當前三通道滾筒干燥機的熱效率收到多個效率指標的影響，在三通道滾筒干燥機的參數設計優化中，可采取有效的措施，分別展開干燥強度和熱利用率的提升。如，采用并流干燥的方式，在滾筒干燥機的筒體上開設通孔，實現通孔筒接管的鏈接，提升滾筒干燥機的密封性的同時確保熱空氣能夠進入到滾筒內層，實現干燥流向分段變化。實現對熱效率的提升的可以充分利用熱面空間參數優化的方式。如，通過改進滾筒三層抄板的結構形勢，增加抄板同物料的接觸面積，大大提高熱量的利用程度。