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3.1常规干燥设备的分类及介绍3.2典型常规干燥室的结构3.3干燥室设备3.4干燥设备的正确使用和保养3.5炉气间接加热常规干燥室设备简介3.6木材干燥控制系统第3章木材常规干燥设备3.1常规干燥设备的分类及介绍第3章木材常规干燥设备图3-1木材干燥室总体布置示意图(自Hildebrand-Singapore)1.炉灶2.备用油燃烧器3.控制器4.旋风分离器5.排气风机6.进料风机7.料仓螺旋出料器8.加热循环泵9.烟囱10.伸缩贮罐11.强电柜12.风机13.电子控制器14.加热器控制阀l5.加热器l6.喷蒸控制阀l7.喷蒸管18.排湿执行器19.进排气口20.顶板21.室门3.1.1常规干燥设备的分类（1）按照作业方式分类①周期式干燥室②连续式干燥室（2）按照干燥介质的种类分类①空气干燥室②炉气干燥室③过热蒸汽干燥室（3）按照干燥介质的循环特性分类①自然循环干燥室②强制循环干燥室3.1.2常规干燥设备的型号命名我国林业行业标准《木材干燥室（机）型号编制方法》中，规定了各类木材干燥室（机）的型号表示法。包括型号表示法，干燥室分类，风机位置，壳体结构及能源等的代号，主参数与第二主参数的表示法，以及木材干燥室（机）型号示例等。3.1.2.1干燥室（机）型号（1）型号表示法注：1“□”符号为大写的汉语拼音字母；2“△”符号为阿拉伯数字；3有“（）”的代号或数字，当无内容时不表示。若有内容应不带括号。（2）木材干燥室（机）示例示例1：木材常规蒸汽干燥室、顶风式、金属壳体、实材积100m3，干燥室内风机总功率6×2.2kW，其型号为：GC111－100/13.2示例2：木材常规热水干燥室，侧风式，砖砌体铝内壳，实材积40m3，干燥室内风机总功率5×1.1kW，热水供热功率为235kW，其型号为：GC232－40/5.5示例3：木材除湿干燥室，双热源（热泵除湿式）高温型，实材积50m3，用蒸汽热源作辅助加热，除湿机的压缩机功率15kW，除湿机经过第一次改进设计，其型号为：GS121－50/15A示例4：微波真空联合干燥机，多点式谐振腔加热，方形壳体，从初含水率50%到终含水率10%每小时干燥的实材积0.1m3/h，微波和真空总功率8kW，其型号为：GW23－K32－0.1/83.1.2.2干燥室（机）的类、组、型划分木材干燥室（机）类组、型等，应符合规定，见教材P100。3.1.2.1干燥室（机）型号3.2.1顶风机型干燥室结构特点：顶板将干燥室分为上下两间；每台风机由一台电机带动；通风机间无气流导向板；进、排气口在干燥室上部两列式排列。优点：气流分布优于长轴型，室内空气循环比较均匀；干燥质量也优于长轴型，能满足高质量的用材要求；电机与风机叶轮之间可采用短轴或直联方式，安装和维修较为方便。缺点：每台通风机要配置一台电动机，动力消耗大；建筑费用高于长轴型干燥室；若采用室外型电机，需设电机夹间，占地面积大;若电机与风机叶轮之间采用直联方式，则不存在这一问题。3.2典型常规干燥室的结构图3-4顶风机型强制循环干燥室1.进排气口2.加热器3.风机4.喷蒸管5.大门6.材堆3.2.1顶风机型干燥室--叉车装窑优点：无需设置转运车、材车、相应的轨道及与此相应的土建投资。缺点：装材、出材所需时间较长；叉车直接进入干燥室，若操作不当，可能会造成对室体的损坏；提升高度较大时，门架升得太高，无法全部利用干燥室的高度。3.2.1顶风机型干燥室--轨道装窑优点：在干燥室外堆积木材，可确保堆积质量，装室质量好；湿材装室和干材出室十分迅速，干燥室的利用率较高，干燥针叶材最好用这种装室法。缺点：需要相当长的空地或需要预留出转运车的通道；材车轨道需要打地基，土建工程量大；材车或转运车造价较高，投资额较大。图3-4顶风机型强制循环干燥室1.进排气口2.加热器3.风机4.喷蒸管5.大门6.材堆7.档风板8.材车叉车式装窑原理图实景图轨道式装窑实景图3.2.2侧风机型干燥室结构特点：风机在干燥室的一侧安装；无通风机间，其建筑高度低于长、短轴型干燥室；进排气口在室顶二列式排列；若采用室外型电机则在干燥室一侧需设电机夹间。侧风机型干燥室气流循环特点是气流通过风机一次，流过材堆两次，材堆高度上的通气断面等于减小一半，干燥介质的体积可以减少一半，因而风机的功率也可减小。(2)倾斜侧装风机(自P.若利F.莫尔－谢瓦利埃，1985)1.新鲜空气进口2.湿空气排放口3.加热器(1)风机位于堆高下半部(自Hildebrand-Singapore)1.耐热防潮电动机2.进气道3.轴流通风机图3-5侧风机型强制循环干燥3.2.2侧风机型干燥室优点：结构简单、室内容积利用系数较高，投资较少；设备的安装和维修方便；气流的循环速度比较大，干燥速度较快。缺点：气流一般为不可逆流动，不如可逆循环干燥效果好；气流速度分布不均，有气流V=0的区域即“死区”存在，干燥质量低于长轴型；若采用室外型电机，需要增设电机夹间，非直接生产性占地面积较大。3.2.3端风机型干燥室优点：空气动力学特性较好，能形成“水平－横向－可逆”的气流循环，若斜壁设计合理，气流循环比较均匀，干燥质量较好；设备安装与维修方便，容积利用系数高；投资较少。缺点：干燥室不宜过长，装载量较小。为确保干燥质量，材堆长度通常不要超过6米时；若斜壁角度设计不当，会使材堆断面气流不均，进而降低木材的干燥质量。结构特点：轴流风机安装在材堆的端部即风机间在材堆端部；进、排气口在风机间顶部风机的两侧。图3-6端风机型干燥室1.大门2.通风机3.进、排气道4.操纵柄5.疏水器6.长轴7.加热器8.测试口9.喷蒸管端风型实景3.2.4干燥室空气流动循环的类型与分析在风机位于材堆侧面的侧风机型干燥室（3）内，干燥介质在材堆长度乃至高度上得不到均匀的分配，循环速度差异明显，这样就不会有相同的干燥速度。风机位于室端的端风机型干燥室（2）基本要以消除这种缺陷，但室内材堆总长度一般不能超过6m，否则沿材堆长度上气流循环不均匀，靠近室门处干燥速度慢。风机位于室顶的顶风机型干燥室（1），气体动力特性最好，在材堆整个断面上，循环速度的分布比较均匀，干燥后木材终含水率均匀性好。图3-7周期式干燥室气流动力图3.2.4干燥室空气流动循环的类型与分析改进干燥不均的措施：①在材堆与材堆之间，以及材堆与端墙或门之间设置挡板(图3-8)。②在堆顶两侧置活动挡板(图3-9之2)，挡板的上边连结在顶板上。可以转动，下边搭在材堆上，并使它伸出材堆侧部，遮住堆顶与顶板之间的空隙，不让空气流过。③在材堆下部设置弧形挡板或台阶(图3-9之3)，挡住堆底空隙，防止空气流失。另外将干燥室顶部两角改为圆弧形(图3-9)，减小空气流动阻力。图3-8木材干燥室侧面挡风板装置图(自Соколов等，1971)4.排气道5.加热器6.喷蒸管7.材堆图3-9干燥室结构改进示意图(自林科院木材所，1966)1.顶板2.活动挡板3.弧形挡板东莞恒生木业东莞恒生木业东莞恒生木业东莞恒生木业东莞恒生木业东莞恒生木业东莞恒生木业东莞恒生木业3.3干燥室设备3.3.1干燥室壳体结构与建筑木材干燥室的壳体除了要满足坚固、耐久、造价低等一般要求外，还必须保证干燥室对密闭性、保温性，耐腐蚀性的要求。3.3.1.1砖混结构室体①墙体为加强整体牢固性，大、中型窑最好采用框架式结构。对多座连体窑，应每2～4窑为一单元，在单元之间的隔墙中间留20mm伸缩缝，自基础至屋面全部断开。墙体采用内外墙带保温层结构，即内墙一砖（240mm），外墙一砖（240mm），中间保温层100mm保温层填塞膨胀珍珠岩或硬石。在圈梁下沿的外墙中应在适当位置预埋钢管或塑料管，作为保温层的透气孔。连体窑的隔墙可用一砖半厚（370mm）。②室顶必须采用现浇钢筋混凝土板，不能用预制的空心楼板。窑顶应做保温、防水屋面。③基础通常采用刚性条形砖基础，并在离室内地坪以下5cm处做一道钢筋混凝土圈梁。基础埋置深度，南方可为0.8～1.2m，北方可为1.6～2.0m，由地基结构情况、地下水位、冻结线等因素决定。④地面窑内地面的做法一般分三层：基层素土夯实；垫层为100mm的厚碎石；面层120mm厚素混凝土随捣随光。单轨干燥室的地面开一条排水明沟，双轨干燥室开两条，坡度为2％，以便排水。干燥室地面也要根据需要做防水和保温处理。对于采用轨道车进出窑的干燥室，其轨道通常埋在混凝土中，使轨头标高与地坪相同，这样可防止窑内介质对钢轨的腐蚀。3.3.1.1砖混结构室体3.3.1.1砖混结构室体3.3.1.2金属装配式室体通常的做法是，先用混凝土做基础和面，然后在基础上安装用合金铝型材预制的框架，可用现场焊接或用不锈钢螺钉联接。再安装预制的壁板和顶板及设备。预制板由内壁平板、外壁瓦楞板和中间保温板（或毡）组成，可以是一块整板，也可以不是整板，于现场先装内壁板，然后装保温板，最后装瓦楞面板。预制壁板也可采用彩塑钢板灌注耐高温聚氨酯泡沫塑料做成。这种窑的做法是先在基础圈梁上安装型钢框架，然后用1.2mm厚的防锈铝板现场焊接成全封闭的内壳，并与框架联接。内壁做完后再砌砖外墙壳体，并填灌膨胀珍珠岩或硅石板保温材料。铝内壁窑全封闭，施工难度大，对焊接技术要求高，只适用于中、小型窑。3.3.1.3砖混结构铝内壁室3.3.1.4大门干燥室的大门要求有较好的保温和气密性能，还应能耐腐蚀、不透水及开关操作灵活、轻便、安全、可靠。大门的型式归纳起来有5种类型，即单扇或双扇铰链门、多扇折叠门、多扇吊拉门、单扇吊挂门和单扇升降门。3.3.2干燥室通风设备通风机能促使气流强制循环，以加强室内的热交换和木材中水分的蒸发过程。通风机按其作用原理与形状可分为离心式通风机和轴流式通风机两种；根据其压力可分为高压（3kPa以上）、中压（1～3kPa）和低压（不大于1kPa）三种。木材干燥室一般多采用低压和中压通风机。通风机的性能常以气体的流量Q（m3/h），风压H（Pa），主轴转速n（转/分），轴功率N（kW）及效率η等参数表示。每一类通风机在风量Q，风压H，转速n，轴功率N之间存在着一定的关系。轴流风机是以与回转面成斜角的叶片转动所产生的压力使气体流动，气体流动的方向和机轴平行。轴流通风机的类型较多，通常使用的有Y系列低压轴流通风机和B系列轴流风机等风机叶片数目为6-12片，叶片安装角一般为20°～23°(Y系列)，或30°～35°(B系列)。Y系列轴流风机可用于长轴型，短轴型或侧向通风型干燥室。B系列轴流风机由于所产生的风压比较大(大于1KPa)，一般可用于喷气型干燥室.这种风机可分为可逆转(单材堆)和不可逆转(双材堆)二类。可逆转风机的叶片横断面的形状是对称的，或者叶片形状不对称而相邻叶片在安装时倒转180°。它的效率比可逆通风机的效率高。图3-11轴流式通风机示意图(P.若利F.莫尔－谢瓦利埃，1985)3.3.2.1轴流式通风机3.3.2.2离心式通风机离心通风机是由叶轮与蜗壳等部分组成。叶轮上的叶片与旋转轴平行地安装。当叶轮旋移时，空气便从外壳的侧面吸入，被叶片带动，受离心力的作用而向出风口排出，产生风量和风压，气流流动与机壳成切线方向脱离风机。离心通风机在木材干燥生产上主要用于喷气型干燥室，一般安装在室外的管理间或操作室内。其风压大，送风量较小。3.3.3.1加热器a）加热器的分类：可分为：铸铁肋形管、平滑钢管和螺旋翅片这三种，目前新建干燥室，几乎全部采用双金属挤压型复合铝翅片加热器。螺旋翅片有绕片式和整体式两种。螺旋翅片的优点：形体轻巧，安装方便，散热面积大，传热性能良好。缺点：对气流阻力大，翅片间隙易被灰尘堵塞，降低加热器效应。从目前应用情况来看，整体式螺旋翅片加热器应用最多。3.3.3干燥室的供热设备加热器结构及安装实景b）加热器散热面积的计算空气蒸ttKFQ空气蒸－ttKCQF∵放热量∴加热器的散热面积：式中：F――加热器表面积m2；Q――加热器应放出的热量(kJ/h)t蒸――加热器材管道内蒸汽的平均温度(℃)t空气――干燥介质的平均温度(℃)C――后备系数，取为1.1～1