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糧食干燥系統設計是一項復雜的技術工作，需要從技術、經濟、社會、安全和環(huán)保等多方面進行綜合考慮。糧食干燥系統設計的任務是進行糧食干燥系統的工藝設計、車間布置、設備選型和工程設計，并使整個設計技術先進、操作方便、經濟合理、安全可靠。
1、糧食干燥系統工藝設計
完整的糧食干燥系統應當包括：干燥設備（糧食烘干機）；供熱設備（熱風爐、換熱器）；輸送設備（皮帶輸送機、斗式提升機）；清理設備（初清篩、振動篩、磁選器）；緩存設備（烘前倉、烘后倉）和計量設備（在線流量計），并配備除塵及電控系統。糧食干燥系統中的設備可根據實際需要和工藝要求進行調整，但是要保證整個工藝能夠順利完成進糧、清理、干燥、出糧等功能”，富通新能源生產銷售滾筒烘干機、氣流式烘干機等烘干烘干機械設備。
1.1糧食干燥系統典型工藝
1.1.1典型工藝流程圖
1.2工藝設計應考慮的問題
1.2.1工藝流程的可操控性
工藝流程中各種設備的配置要合理，糧食的運行要暢通無阻，各種工藝條件要容易控制和實現。操作和控制要簡單、靈敏和有效。
1.2.2工藝靈活性
整個工藝過程應有一定的靈活性。為了滿足用戶要求，在平面和空間位置足夠的情況下，濕糧可以繞過烘前倉直接經斗式提升機進入烘干機，干糧也可以繞過提升機和烘后倉而直接向外輸送。這樣既可以降低干燥系統運行成本，又可以減少糧食因多次提升、人倉而引起的裂紋和破碎。
1.2.3不合格糧食的循環(huán)工藝
不合格糧食指烘后糧食水分超過用戶要求的糧食。在進行工藝設計時應該考慮不合格糧食循環(huán)工藝。在烘干機開始運行時要排出一部分不合格糧食，這部分不合格糧食應能夠再循環(huán)進入烘干機，最好是能進入烘前倉。當濕糧水分大大超過設計降水率時，可啟動不合格糧食循環(huán)工藝，采取循環(huán)干燥。
1.2.4節(jié)能工藝
糧食干燥是一個耗費能量（尤其是熱能）的作業(yè)。我國傳統的高水分糧主產區(qū)——東北三省和內蒙古，現有的順（逆）流、混流、順混流及錯流糧食烘干機的單位熱耗大約為5860-9210J/kg。隨著經濟的快速發(fā)展，近年來我國對能源的需求猛增，能源持續(xù)緊缺，燃料價格持續(xù)上漲，因此在進行糧食干燥工藝設計時要考慮合理的節(jié)能工藝。
(1)限制熱量浪費，減少傳熱損失。主要途徑有：在熱風爐壁、烘干機壁板、熱風管、換熱器壁板等處采取保溫隔熱措施，以防止熱量以對流和輻射的方式散失；減少糧食過度干燥；提高加工精度，在管道及烘干機各段之間的連接處采用密封圈，以使熱空氣連接處密封，減少因熱空氣泄漏而造成的熱量損失。
(2)廢氣熱量的回收利用。廢氣回收工藝主要有：回收部分廢氣（干燥段下部廢氣和冷卻廢氣）用來預熱濕糧；把部分廢氣（干燥段下部廢氣和冷卻廢氣）同一定量的外界空氣混合，將混合氣送入換熱器后經熱風機進入干燥室，用來干燥糧食；部分干燥廢氣（干燥段下部廢氣和冷卻廢氣）可直接經熱風機進入干燥室，用來干燥糧食。
(3)回收換熱器的煙道廢氣，煙道氣溫度不得低于130℃，其工藝主要有：利用引風機將部分煙道廢氣用來預熱濕糧；利用煙道氣預熱進入換熱器的冷空氣。
(4)減少廢氣帶走的熱量。在保證干燥強度，并確保干燥效果的前提下，適當減少熱空氣的量，提高廢氣飽和程度。在其它條件相同的情況下，如果減少熱空氣的量，則干燥廢氣的量相應減少，廢氣飽和程度增加，那么干燥廢氣帶出熱量將減少；在保證熱風帶水能力的前提下，最大限度地提高熱風的濕度；盡量降低干燥廢氣的溫度，增加其濕度。
在進行工藝設計時，一方面要考慮節(jié)能工藝的可行性和合理性，另一方面要考慮采用節(jié)能工藝引起的成本增加。
2、糧食干燥系統中設備選型原則
2.1糧食烘干機的選型原則
糧食烘干機的選型是相當復雜的，不僅應考慮處理量和降水幅度、糧食品種、干燥后糧食的用途等因素，而且應考慮投資成本、運行成本、環(huán)境、糧食干燥期、收割方式、籽粒成熟程度等諸多因素，以達到技術先進、經濟合理、操作安全、使用有效的最佳目的。
2.1.1根據處理量和降水幅度選擇糧食烘干機
對于我國傳統的高水分糧主產區(qū)——東北三省和內蒙古，要求烘干機對糧食的處理量大(200～1000t/d)，降水幅度高(10-18個百分點)，可優(yōu)先選用順（逆）流烘干機，也可選用順混流、混流或錯流烘干機。
對于南方地區(qū)及長江流域和黃淮流域，一般要求處理量?。?0-100t/d），降水幅度也不大（2-5個百分點），可選用小型連續(xù)式糧食烘干機，也可選用批量循環(huán)烘干機或流化烘干機，烘干機可以選用固定式的，也可以選用移動式的。但是，如果要求處理量大且降水幅度不高，可選用順混流、順逆流或逆混流等組合固定連續(xù)式烘干機，也可以選用混流或順流等固定連續(xù)式烘干機。
2.1.2根據糧食品種選擇糧食烘干機
不同的糧食品種，其結構和組成成分不同，干燥特性也不同，因此要選擇合理的干燥條件，選用合適的烘干機。
對于稻谷等易烘損糧食，應采用較溫和的干燥條件。采用低溫、大風量，并給稻谷充分的緩蘇時間，合理地冷卻與干燥，防止谷粒表面產生裂紋（爆腰），糧粒的受熱溫度不超過40℃。稻谷干燥可優(yōu)先選用順混流、混流連續(xù)式糧食烘干機，也可選用批量循環(huán)烘干機、流化烘干機或順流、順逆流稻谷烘干機。
對于玉米，主要產區(qū)是東北三省和內蒙古，烘干季節(jié)長，外界條件變化大，濕糧水分因年景而差別大，應盡量減少干燥后玉米的裂紋率和破碎率，糧粒的受熱溫度不超過50-55℃，并且要求烘干機有較強的超產能力。玉米干燥可優(yōu)先選用順流、順逆流或順混流烘干機，也可以選用混流烘干機。
對于小麥，干燥后應能磨出高質量的面粉，且面筋質量不應有較大變化，糧粒的受熱溫度不超過55～60℃，可選用順混流、混流烘干機，也可選用流化烘干機。
對于油菜籽，既要保證出油率，又要保證降水效果，可采用較高的干燥溫度。油菜籽的受熱溫度控制在70℃時降水效果好并可保證出油率，且油菜籽干燥不能緩蘇，干燥后應立即冷卻且應冷透。油菜籽干燥優(yōu)先選用混流烘干機，也可以選用順混流或流化烘干機。
對于大豆，既要保證出油率，又要防止大豆爆腰，應采用溫和的干燥條件，糧粒的受熱溫度不超過30～35℃，可優(yōu)先選用混流烘干機，也可以選用順混流或流化烘干機。
2.1.3根據干燥后糧食的用途選擇糧食烘干機
如果糧食干燥后用于飼料加工，由于對干燥后糧食品質要求不高，可以適當升高熱風溫度，這將節(jié)約一次性投資和干燥作業(yè)運行費用，可選用高溫快速烘干機。
如果糧食干燥后供人類食用，應保證干燥后糧食的食用品質t營養(yǎng)成分不變化，則熱風溫度不能太高，以保證干燥后糧食溫度不超過它的允許受熱溫度。此時，應采用溫和的干燥條件，可選用低溫烘干機或低溫真空烘干機。
如果糧食干燥后用作種子，那么要采用更溫和的干燥條件，使用較低的干燥溫度并嚴格控制糧食的受熱溫度，以保證種子發(fā)芽率。應選用低溫慢速烘干機、低冷凍烘干機或低溫真空烘干機，可以是連續(xù)式或批量循環(huán)式烘干機。
2.2供熱設備的選型原則
糧食干燥系統的供熱設備包括熱風爐和換熱器。選擇熱風爐時不僅應考慮供熱能力、熱效率，還應考慮當地的能源和經濟發(fā)展情況以及環(huán)保要求和烘后糧食的污染情況。
煤碳資源豐富的地區(qū)或靠近產煤地區(qū)且交通便利的地區(qū)，可選用燃煤熱風爐。水稻主產區(qū)或有大型稻谷加工廠的地區(qū)可選用稻殼爐，以降低成本。有油田或天燃氣的地區(qū)，可選用燃油或燃氣爐。從降低成本角度考慮，大型糧食烘干機宜選用燃煤熱風爐或稻殼爐，小型糧食烘干機宜選用燃油或燃氣爐。要充分發(fā)揮地域優(yōu)勢，利用太陽能干燥糧食。我國是農業(yè)大國，擁有極為豐富的農作物秸稈、稻殼、玉米芯等生物質資源，對其進行簡單的加工處理即可成為良好的糧食干燥能源，在有些地區(qū)可選用玉米芯燃燒爐、秸稈燃燒爐、稻殼燃燒爐等干燥糧食。
燃煤熱風爐、玉米芯燃燒爐、秸稈燃燒爐和稻殼爐均應配備換熱器，燃油或燃氣爐多不配換熱器。干燥稻谷時，選用燃油或燃氣爐可不配換熱器，選用燃煤熱風爐也可不配換熱器，因為污染是從表面開始逐漸滲入的，其表層谷殼組織疏松、粗糙、吸附能力強，三四苯并芘大部分被谷殼吸附了。因此稻谷經脫殼等加工成大米，大米中三四苯并芘的含量大為降低，且在安全范圍之內。
2.3附屬設備的選型原則
濕糧倉與干糧倉應選用裝配式波紋鋼板倉或螺旋卷邊鋼板倉，倉容應與烘干機生產能力相適應，有24-30h不間斷連續(xù)供料和接料能力，一般倉容是烘干機日處理量的1.5-2倍。濕糧倉與烘干機之間及烘干機與干糧倉之間輸送設備的產量應為烘干機處理量的2倍左右，濕糧倉前的清理與輸送設備產量應為烘干機處理量的3倍左右，以防止在烘干機產量增加時，附屬設備產量不足，成為整個干燥系統的瓶頸。干糧倉后的輸送設備產量應能滿足在8～12h內輸送完整倉糧食。如對于處理量500t/d的烘干機，一般配備的濕糧倉、干糧倉倉容為1000t；濕糧倉與烘干機之間及烘干機與干糧倉之間輸送設備產量是50t/h；初清篩及進濕糧倉的輸送設備產量是100t/h；干糧倉后的輸送設備產量100t/h。
糧食烘干機應配備糧食水分在線檢測與控制系統，應可實現熱介質溫度與濕度、廢氣溫度與濕度、糧食水分與溫度、料位、排糧速度（或糧食流量）的在線顯示與全自動控制；排糧速度應能手動控制；配備故障預警、報警與監(jiān)視裝置。
前置設備的出口標高等于后續(xù)設備的人口標高加上連接溜管的垂直高度，對濕糧要保證溜管傾角不小于45°，對于糧要保證不小于36。，據此可以定出設備的高度。
3、糧食干燥車間布置
3.1糧食干燥車間平面布置
3.1.1平面布置的內容
糧食干燥車間通常包括：生產設施（糧食烘干機、供熱設備、輸送設備、清理設備、濕糧倉、干糧倉、控制室、煤及煤渣露天堆場、濕糧堆場等）；生產輔助設施（通風除塵系統、機修間、化驗室）；生活行政設施（車間辦公室、休息室、更衣室、浴室、衛(wèi)生間）。
3.1.2平面布置的原則
干燥車間平面布置應符合整個糧庫或糧食加工廠的總平面布置并與公用工程系統、運輸流結合成一有機整體；盡可能做到占地面積少，建設、安裝費用及生產成本低；便于生產管理，物料運輸、操作維修方便；妥善解決防火、防爆、防腐等問題；控制室、車間辦公室、休息室、更衣室、浴室、衛(wèi)生間等應集中布置。
3.2糧食干燥車間設備布置
3.2.1設備布置的內容
糧食干燥車間設備布置的內容主要包括：確定各個設備在車間中的位置；確定場地與建筑物的尺寸；確定熱風管路、冷風管路、通風除塵管路、溜管及電氣控制管線的走向與布置。
3.2.2設備布置的原則
(1)各設備之間應有適當的間距，除考慮設備本身所占空間，還應考慮有足夠的安裝、操作、通行、拆卸及檢修所需要的空間，盡可能縮短設備間的管線長度。
(2)盡可能減少糧食干燥車間的占地面積。
(3)工藝流程順暢、簡單。
(4)控制室的位置應保證對烘干機運行狀況的觀察，便于發(fā)現問題并及時處理。
(5)整個干燥系統進、出糧方便，糧庫或糧食加工廠內應有濕糧及干糧儲存的位置。
(6)煤及爐渣應有一定的暫存地并能方便地進、出。
(7)噪聲大的設備應遠離休息室。
(8)傳動設備應有安裝安全防護裝置的位置。
(9)符合安全要求，如采用油爐供熱時，油罐應與油爐保持一定的距離，一般不小于18m。
(10)符合建筑要求，通廊、操作臺、爬梯應統一布置，以免零亂無序。
4、糧食烘干機設計
41糧食烘干機設計一般方法步驟
4.1.1設計資料及數據搜集
烘干機的設計通常應掌握以下設計資料及數據。
(1)設備生產能力；干燥介質的類型；對糧食的供熱方式與干燥介質的加熱方法；干燥介質的循環(huán)特點（強制、自然）；糧食裝填和輸送方法；使用地區(qū)。
(2)糧食糧食的種類和產地；烘后糧食用途；初始水分和最終水分；初始溫度和最高允許受熱溫度；糧食的比熱容、粒度、體積質量、成分、靜止角、懸浮速度等。
(3)工藝參數外界空氣參數和廢氣參數；表觀風速；廢氣排離速度；干燥速率；干燥時間、冷卻時間與緩蘇時間；干燥介質的參數（如最高允許溫度）；干燥強度；單位熱介質消耗量與單位熱量消耗量。
4.1.2烘干機設計計算
為了把烘干機的靜力學計算同干燥過程的動力學結合起來，必須有干燥曲線及其方程式‘2]。根據這些曲線把干燥室分成區(qū)段，并按區(qū)段進行設計計算。最好采用計算機程序模擬糧食干燥的動態(tài)過程以供設計時參考。烘干機設計計算應按如下步驟進行。
(1)總體部分烘干機的選型；干燥過程的方案依據及制定。
(2)干燥段的計算干燥段的熱量衡算；干燥段的物料衡算；干燥段基本外形尺寸的確定；對干燥過程作I-D或T-D圖。
(3)冷卻段的計算冷卻方式的選擇；冷卻段的熱量衡算；冷卻段的物料衡算；冷卻段基本外形尺寸的確定；對冷卻過程作I-D或T-D圖。
(4)熱風機的選擇風道系統的擬定；熱風機體積風量的計算；熱風機阻力的計算（包括糧層阻力、管道阻力、換熱器阻力）；熱風機的選型及電機功率的計算。
(5)冷風機的選擇風道系統的擬定；冷風機體積風量的計算，冷卻風量的選擇要留有足夠的余量，以免因原糧水分低或環(huán)境條件變化導致烘干機產量增大時，出現干燥后糧食冷卻不足的現象；冷風機阻力的計算（包括糧層阻力、管道阻力）；冷風機的選型及電機功率的計算。
(6)供熱設備的選型與計算供熱器的選型與計算；換熱器的選型與計算。
(7)烘干機結構設計結構制定；設備的機械計算（強度、剛度、排糧傳動機構等）；烘干機截面的確定；烘干機各段高度的確定。
4.2烘干機設計的一般原則
(1)結構模塊化、零件標準化、系列化、通用化。這樣便于系列化生產，便于加工制造與安裝。
(2)具有可接近性。烘干機應配有觀察窗、檢查門、平臺、爬梯、護攔等，便于安裝、檢查和維修。
(3)應滿足強度和剛度要求，達到規(guī)定的標準。
(4)應保證設備的耐久性，應考慮角狀管的防腐處理。
(5)在用材和制造上，應考慮制造方便，減少加工量，力求降低設備的制造成本。
(6)應考慮運輸成本及其方便性。
(7)進出糧應方便、均勻。烘干機的出口應達到一定高度，以便于與在線水分儀和后續(xù)輸送設備連接，有時還應考慮后續(xù)輸送設備的轉向輸送所需空間位置。整個烘干機截面排糧應均勻，對于截面大的烘干機應保證在整個截面上均勻進糧。
(8)在我國北方地區(qū)使用的糧食烘干機外壁應有保溫層，減少烘干機的散熱，應選擇合適的保溫材料，確定經濟合理的保溫層厚度，即最佳經濟厚度，同時應確定可行的保溫結構（常采用填充式保溫結構），一般采用40-60mm的巖棉，最外面為0.35-0.6mm彩鋼板。
5、建議
(1)進行糧食干燥系統設計時，在保證經濟性、實用性的前提下，盡量采用新工藝、新材料、新裝備。應根據實踐經驗，不斷對現有的設計進行改進，以達到最優(yōu)化設計。
(2)在進行糧食干燥設計時，建議采用多種設計方法，并對比這些設計方法，相互驗證，取長補短，以達到各個工藝參數的最佳組合。例如綜合采用狀態(tài)設計方法（傳統的質熱衡算）、過程設計方法（計算機模擬設計）和經驗設計方法，用經驗參數和計算機模擬參數來驗證用狀態(tài)設計方法計算的結果。
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糧食干燥系統設計
來源：環(huán)球糧機網發(fā)布時間：2015-08-22 18:15:44
