三通道滚筒干燥机的热效率计算研究

黄 东，郑起航，钟长艺

(汕头职业技术学院，汕头 515041)

0 引 言

三通道滚筒干燥机是一种利用高温干燥以及生物质燃料热风炉为各种生物质颗粒进行干燥化处理的设备。三通道滚筒干燥机由内筒-中筒-外筒组成，每层都装有特殊的导料板，物料会在圆筒转动以及热风引力作用下实现螺旋运行，从而实现物料的充分热交换。在三通道滚筒干燥机的干燥处理工作中其结构存在热效率不高等问题，从而导致干燥机烘干效率缓慢，消耗大量的燃料，还影响烘干的质量和效率，不利于社会经济效益和社会效益的发展。因此如何提升干燥机的热效率至关重要。而实现干燥机的热效率的优化提升，需要分析热效率的影响因素，由此对症下药，展开科学的逻辑思维优化完善热效率参数的各个影响因子。

1 三通道滚筒干燥机的热效率分析

1.1 三通道滚筒干燥机的工作原理

三通道滚筒干燥机主要采用高温快速干燥工艺，设备为三层结构，内置特殊抄板，传热系数较大，干燥速度、强度较高。该干燥机设备的综合热效率较其他的滚筒干燥机提升10%以上，热效率可以达到80%左右，具有明显的经济优势和社会优势。与此同时，三通道滚筒干燥机能够处理各种粘性的高水分物料，还适用于各种饲料资源的干燥处理。因此具有减少环境污染实现生态保护的重要效应。采用三通道滚筒干燥机需要将物料放置进内层滚筒内，将内层的高温热空气实现顺流烘干前进，在内层抄板的作用下物料呈现出螺旋式的热交换，缓慢位移到中层滚筒内，在中层滚筒干燥处理中，物料可以充分吸收内层滚筒筒体散发的热量，还可以吸收中层滚筒载热体热空气所释放的热量，极大地延长物料在中层干燥处理的时间，使其在中层就可以达到最佳的干燥状态；之后物料位移到外层，在热风作用下达到合格的干燥效果的物料可以实现气固分离。由此完成物料的干燥处理。

1.2 三通道滚筒干燥机的热效率

三通道滚筒干燥机的热效率的影响指标主要有干燥强度和热利用率两个指标。干燥强度是用于衡量三通道滚筒干燥机的生产能力，指在单位时间内设备进行容积水分蒸发的能力。其受到干燥机设备的热风温度的提高、物料的水分以及滚筒干燥机的系统密封性的影响。热利用率是指设备在实现物料水分蒸发所需要的热量与设备所提供的热源的热量只比。基于三通道滚筒干燥机的工作原理可知，设备的热源供给包括水分蒸发所需要的热量、物料升温所需要的热量以及干燥设备运行中所产生的热损失组成。综合统计三通道干燥机的热效率参数可知，其可以达到80%的热效率。

2 三通道滚筒干燥机的热效率计算分析

2.1 三通道滚筒干燥机的干燥强度指标的计算

三通道滚筒干燥机的干燥强度的公式表现为：水分蒸发量/(干燥时间*干燥机容积)。

水分蒸发量W=L(H1-H2)=G2(X1-X2),其中，L为干空气用量(kg/h)；H1，H2为进入、排除三通道滚动干燥机空气湿度(kg)；G1，G2为进入到滚筒干燥机中的物料的质量(kg)；X1，X2为进入、排出滚筒干燥机物料的含水量(kg)。

2.2 三通道滚筒干燥机的热利用率指标的计算

三通道滚筒干燥机的热利用率用η表示。

η=水分蒸发所需要的热量(QW)/设备提供的热量(Q)*100%。

其中计算中所需要的设备提供的热量可以利用设备的耗电量来表示，以设备的总开关处的电表度数为主。而水分政府所需要的热量则需要进行二次计算得到，需要将物料从入口、加热、干燥再到排出整个过程所吸收的热量为主。

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

其中，T1，T2等于物料进入排出滚筒干燥机时候的温度值(℃)。

3 三通道滚筒干燥机的热效率计算结果的有效应用

3.1 三通道滚筒干燥机的干燥强度优化提升措施

基于三通道滚筒干燥机的干燥强度计算公式可知，其影响指标主要有空气湿度、进入到干燥机中的物料质量等。对此可以通过加强干燥机的质量以及干燥机的密封性。如，三通道滚筒干燥机正是利用三层滚筒的方式，提高物料在滚筒内的行程距离，延长物料同热风接触的时间，增加物料同热风的接触面积，从而强化了热传递的过程。有效地提高干燥效果。另外还可以通过并流干燥的设计优化。在滚筒的筒体上设置通孔，将通孔和接管连接，筒体外有密封装置所组成的载热气体出入口同接管对接，使得热空气能够进入到滚筒内层，呈现出两端进入、中间排出的流通方式，实现滚筒干燥机内部的干燥流向呈现出分段变化，让物料能够螺旋位移运作。

3.2 三通道滚筒干燥机的热利用率的优化提升措施

当前实现三通道滚筒干燥机的热利用率，其要能够充分利用热面空间，通过改进结构形式、分布形式以及抄板形式等措施入手。如，实现对抄板形式的优化升级，可以在抄板上设置凹槽等方式，提高抄板的热面表面积，让物料能够更加充分地同抄板接触，从而提高抄板的热量利用效率。还可以通过废弃循环应用的方式，将滚筒干燥机的出气口气体进行循环利用，将废弃同新鲜空气按照一定的比例再次吹入到干燥机中，当前废弃空气同新鲜空气之间有一个最适合的比例能够使得能量传递最小，但是所发挥的干燥物料的作用最大化，达到能够减少能耗的效果。

4 结束语

综上所述，三通道滚筒干燥机在各种物料干燥中都发挥着积极的作用，通过高温气流快速干燥的方式，为各种物料资源的合理科学发展奠定良好的基础。基于当前的三通道滚筒干燥机的热效率的计算公式和计算原理可知，当前三通道滚筒干燥机的热效率收到多个效率指标的影响，在三通道滚筒干燥机的参数设计优化中，可采取有效的措施，分别展开干燥强度和热利用率的提升。如，采用并流干燥的方式，在滚筒干燥机的筒体上开设通孔，实现通孔筒接管的链接，提升滚筒干燥机的密封性的同时确保热空气能够进入到滚筒内层，实现干燥流向分段变化。实现对热效率的提升的可以充分利用热面空间参数优化的方式。如，通过改进滚筒三层抄板的结构形势，增加抄板同物料的接触面积，大大提高热量的利用程度。