谷物烘干机常用的几种热源

茅慧莲，黄施凯，段谟泽，王栋梁

中粮工程装备无锡有限公司 (无锡 214000)

据统计，每年因气候原因导致来不及晒干或未达到安全水分造成的霉变、发芽等损失的粮食约占我国每年总产量的5%左右占全国粮食总产量的4.2%，造成直接经济损失为180亿到240亿，足以养活好几个百万人口的中小国家。而其中，单纯因霉变造成的粮食损失高达2 100万t的惊心数字要求我国必须重视粮食烘干。

在此背景下，谷物烘干机的机械化作业是对谷物丰收和安全储存的重要保障。谷物烘干是高能耗的生产作业。烘干时，必须有强大的热源不断的产生70 ℃～45 ℃左右的干燥空气，通过高温干燥空气在烘干机与潮湿谷物能量交换来进行谷物水分蒸发，因此保证烘干顺利运行。热源是最首要的核心之一，一般用户选择热源考虑的主要因素是周围可用热源的种类、使用成本、用工量及劳动强度，以下就几种常用的烘干热源进行浅析。

首先按照国家大气环境治理总图要求，京津翼地区和华东华南地区已开始实施“散煤清零”行动。江苏省2017年2月份发布的《江苏省“两减六治三提升”专项行动实施方案》明确：“2017年底前，10蒸吨/小时以下燃煤锅炉全部淘汰或者实施清洁能源替代：2019年前，35蒸吨/小时及以下燃煤锅炉全部淘汰或实现清洁能源替代。65蒸吨/小时及以上燃煤过去全部实现超低排放，其余燃煤锅炉全部达到特别排放限值。除公用热电联产外禁止新建燃煤供热锅炉”。以煤作为燃料的烘干热源将被强制淘汰，逐渐退出市场，所以下面不再介绍以煤作为燃料的热源。

现市场上常用的热源有：外接蒸汽、天然气、空气源热泵、生物质、油等这几种常规热源。

1 外接蒸汽

外接蒸汽是从外部接入蒸汽管道，对于蒸汽的生产不用过多考虑，一般蒸汽管道来自于附近的热电厂、工厂等可保证长期提供蒸汽的单位。使用蒸汽烘干需相要烘干机配置相应换热面积的蒸汽热交换器，安装在烘干机热风管道进口，根据烘干机换热面积的不同，体积不同，但相对来说体积较小占地面积也小，安装方便。

设备的投资成本方面，蒸汽管道接入需要考虑，管道的开户费用及管道接入长度的费用，管路越长费用越高，分配到每台换热器前总管道上需要配置蒸汽包及相关截止阀、旁通阀、过滤器、管道保温等，另有蒸汽管道属于压力容器，需要专业人员来安装，并由当地的安检部门安检通过后方可使用，每年需要安检部门定期检查，这部分的属于蒸汽热源的前期投资成本，根据地域不一样造价也不相同。

使用成本方面，每吨蒸汽的费用决定烘干的使用成本，它一般由提供蒸汽的单位决定，不同的区域价格有所不同，相比较而言和天燃气烘干的费用差不多。

在操作使用方面，自动化程度高，与烘干机相连一键设定，减少人工操作。

最后由于烘干使用的季节性较强，在暂停烘干阶段，热交换器维护一定要准守厂家要求，否则将影响换热器的使用寿命。

2 天然气

天然气的形态种类和使用形式较多，也是最经济和便利的一种清洁型热源之一，按形态种类分，有城市管道天然气、西气东输管道、CNG(压缩天然气)、LNG(液化天然气)等。

在燃气使用选择中，如采用管道天然气需要确认是否有给烘干使用的余量，投资上需要开户费用，管道接入费用，计量站等；CNG和LNG两者作为压缩天然气，可以罐装或储运的形式使用在烘干现场，不受制于附近有无可接管道限制。其中根据相关规范压缩天然气在投建中，相应储量需要离建筑物有一定的安全距离。与CNG相比LNG是通过在常压下气态的天然气冷却至-162 ℃，使之凝结成液体，液化后大大节约储运空间和成本，在设备投资上较管道燃气相比多了气化装置、化霜装置等，但是少了开户费用。

选择适合的天热气供气后，通过燃烧器加获取热风对谷物进行烘干，根据燃烧器在烘干中的使用型式，可分为直燃式和间接燃烧，间接燃烧也称为集中供热，即一条烘干线集中配套1～2台燃气炉，优点是放置在专门的热源房与烘干车间隔开，使烘干房内只有热风管道接入，不存在明火，提高了安全性，但缺点是如果燃气炉发生故障需要全机等待维修，耽误烘干时间，且占地面积较大。直燃式，顾名思义就是把小型的燃气炉带筒直接安装在烘干机热风道进口，优点是和烘干融合到一体，不占用多余放置面积，单台使用节省电耗。

在使用成本上，天然气的价格各地都有自己的实行价格，一般高于蒸汽使用价格。

在操作使用方面，和蒸汽一样自动化程度高，与烘干机相连一键设定，减少人工操作。

需要注意的是烘干房在防火等级要求较高的城市，划分为乙类车间，根据《粉尘防爆安全是烘规程》GB 15577—2018，粉尘爆炸危险场所除尘系统不应与带有可燃气体、高温气体或者气体工业气体的风管及设备连通。根据此规范直燃式的不可使用。

3 空气源热泵

空气源热泵作为新型的清洁能源，便利的加热介质，在近年市场的占有率越来越多。它是制冷系统的反向应用，从空气中提取热量加热至烘干温度，然后将热风送到烘干机的热风道内用于冷谷物烘干。

优点是，审批手续简单符合环保要求，占地面积小，安装和使用都非常方便，最重要的是热源取材方便，通电即可。缺点是，受环境气温影响，在环境温度低于5 ℃时，蒸发器结霜，出现冷凝器热功率大幅降低、制冷能效比较低、压缩机排气温度升高的“两低一高”问题，烘干热风加热慢，导致烘干时间加长。此外，空气源热泵工作时对环境中的粉尘浓度要求极高，如果粉尘浓度大会吸附在翅片上，影响换热效果，虽然市面上的热泵都设置了活动的滤网来阻隔，但是滤网的堵塞同样影响效果，需要3～7 d时间清理一次滤网，才能保证正常烘干升温。以上的问题，近年来各大厂家也在不断研究和改进中，市面逐渐也上出现了少量的可回热型热泵，可同时结局这个2种问题。

设备投资成本方面，根据厂家的不同，报价不同，但是总体价格稍高于其它的热源。

使用成本方面，根据各地供电所给予的单价不同而不同。

4 生物质

这里说的生物质的燃料包含谷糠和有机颗粒。前种是直接拿来作为燃料燃烧，后者是把有机类如：秸秆、木屑等通过专业生产工艺，挤压成颗粒物，目的是增加热值、便于运输和节省堆放地。不管是哪种都是选用生物质炉或者悬浮炉，让燃料充分燃烧，后通过热交换器转化成洁净的热风供烘干机使用。燃料的选购中有机颗粒便于采购、运输和存放；谷糠一般配在后道工序是大米车间的烘干区，就地取材，省去运输和存储的不便。

优点：利用废弃物，节约能源，又减少了二氧化硫排放(含硫量小于0.1%)，根据相关数据分析谷糠的烘干成本最低。缺点：较其它热源相比，多了司炉工，设备本体占地面积大于其它热源；在有些环保要求就高的城市，报批比较困难。

5 油

油即高清洁柴油和煤油，是烘干机最传统的热源，通过燃烧器加热空气，获得热空气用于谷物烘干，结构型式上直燃式把燃烧机至于烘干机本体内，外部接油箱或者油路油罐。一般用于小吨位的烘干机种子烘干。

优点：有占地面积小，热效率高。自动化程度高，操作方便等优势。缺点：油价高烘干成本大；另外如果燃烧系统设计不当，会造成燃烧不充分，对商品粮的烘干品质受影响。

另外和直燃式燃气型一样，需要注意烘干房在防火等级要求较高的城市，划分为乙类车间，根据《粉尘防爆安全是烘规程》GB 15577—2018，粉尘爆炸危险场所除尘系统不应与带有可燃气体、高温气体或者气体工业气体的风管及设备连通。根据此规范直燃式的不可使用。

6 结束语

综合上述，本文分析了包括外接蒸汽、天然气、空气源热泵、生物质能源、高清洁柴油和煤油在内的谷物烘干机常用热源的应用情况。根据烘干线周边可提供的热源，因地制宜的选择最合适的，最经济的热源。在提倡节能环保的当下，节能型清洁热源将成为烘干热源的发展主流，另外有在研究和试用阶段新型的清洁热源如:太阳能、微波烘干等，相信未来的烘干清洁热源选择会越来越广，也会越来越符合这个行业的使用特征。