２０１０年１月 农机化研究 第１期 薄层混流谷物烘干机的试验研究 赵 巍 （黑龙江省农业机械工程科学研究院，哈尔滨 １５００８１） 摘要：介绍了薄层混流谷物烘干机的构成、工作原理和性能测试状况。同时，对该型号烘干机的结构设计，干 燥工艺、“三化”水平、作业可靠性和发生的故障进行了研究分析，提出了影响谷物干燥主要因素的技术参数选 择，对谷物烘干机的研究、设计和使用具有参考价值。 关键词：薄层谷物烘干；混流干燥工艺；降水率；能耗值；干燥均匀性 中图分类号：￥２．２６．６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３—１８８Ｘ（２０１０）０１—０１５３—０３ 在风机的作用下经双层保温管路送人烘干塔内。在压 ０ 引言 力的作用下，热混合气进入热交换部件，并穿透谷层之 为了满足在俄罗斯远东地区对谷物和种子干燥 后进入上、下排列的热交换部件将谷物中的水分带走 机的需求，笔者研制了薄层混流谷物烘干机，并于 排到烘干塔外的保温层中，再由烘干塔上方的百叶窗 ２０００年起出口到俄罗斯远东地区，现已推广应用了 排入到空气中。在这个过程中，热混合气的热量一部 ２０余（套），进行了麦类、水稻、玉米等多种谷物和种 分通过烘干塔的内壁和热交换部件传递给谷物，另外 子的烘干作业，深受用户的好评和欢迎。现就生产应 大部分由热混合气在穿越谷层时直接传递给谷物，谷 用和性能测试的情况分析如下。 物受热后蒸发出来的水分被热混合气带走，实现了对 １ 机具的组成和工作原理 谷物的加热烘干。 机具的主要技术性能指标如表１所示。 烘干机由提升机、烘干塔、供风系统、热风炉、燃 表１ 机具的主要技术性能指标 油器和电控系统等几部分组成，如图１所示。 在作业中测定的主要技术性能指标如表２所示。 表２作业中测定的主要性能指标 １．提升机２．烘干塔３．供风系统 ４．热风炉５．燃油器６．电控系统 图１ 薄层混流谷物烘干机结构简图 工作时，谷物由提升机送入烘干塔内、谷物依靠自 重从烘干塔上方慢慢向下移动到预热装置，并接触热 这里需要说明：烘干玉米作业的环境温度为一 混合气进行预热；燃油经燃油器成雾状喷出，在热风炉 １４ｃ（＝；烘干小麦作业的环境温度为２６ｃＣ；烘干水稻作业 内自动点火燃烧，并与空气充分混合，形成热混合气， 的环境温度为６℃。 从上述测定的烘干机主要性能指标中，可以看到： 收稿日期：２００９—０４—２８ 薄层混流谷物烘干机的烘干能力强、能耗值低、谷物烘 基金项目：中俄合作项目（２０００—２００５） 作者简介：赵巍（１９７６一），男，哈尔滨人，工程师，（Ｅ—ｍａｉｌ）ＴＧｎｚｈａｏ 干后水份均匀性好，主要性能指标均达到了国内先进 ＠１２６．ｃｏｍ。 水平。 ２０１０年１月 农机化研究 第１期 ２机具的研究分析 ２．１机具结构设计 选用不同层数的单元组装成不同型号的烘干机，实现 了产品的系列化、标准化。 ２）烘干塔体的主要部件中，８８０个热交换部件、 ８０个竖箱侧板、８０个端板、６０个支架等，每种零部件 结构参数完全相同，标准化程度高，为零部件的互换 提供了方便。 １）为了适应谷物干燥特性曲线：预热一烘干一 缓苏的要求，在烘干塔体上设置了预热段、干燥段和 缓苏段。以玉米烘干为例，玉米在预热段的预热时间 为２５ｒａｉｎ左右，温度达到４０℃以上，水分开始蒸发，然 后进入烘干段，经过２～３ｈ的烘干后玉米进人缓苏 ３）配套设备中的ＤＴ型提升机、Ｙ４—７２离心通 风机、ＢＤ型烘油器均为国内外的系列化产品，标准 段；再经４０ｍｉｎ左右的缓苏冷却排湿完成～次降水约 １５％的过程。这种结构设计可以保证谷物烘干前后 的品质不产生变化。 化、系列化程度高。 ４）薄层混流于谷物烘干机在不更换任何部件的 情况下，可广泛用麦类、水稻、玉米、大豆、油菜籽等多 种谷物烘干作业。通过电控系统调节，可满足各种谷 物干燥工艺的要求，具有良好的通用性。 ２．４作业的可靠性和故障分析 ２）为了节能降耗，在结构设计上采用了热风管道 双层保温的措施。在烘干塔的两侧采取了用余热保 温的措施，即在烘干塔体的两侧设置了保温层，使带 有余热的废气进入保温层，大大降低了烘干塔内外两 侧的温差，节省了能耗，在寒冷地区冬季作业时降耗 的效果更为明显，上述措施可以提高机组热效率３％ 左右。 该型号烘干机是机电一体化的产品，通过电控系 统对影响谷物烘干的各因素：风温、烘干时间、排粮速 度、风量等进行而达到烘干机理想状态；烘干机 的工作状态在电控柜的模拟板上显示，设有料位，最 ３）为了提高谷物干燥的均匀性，采用了排粮间隙 高、低风温，报警装备。使用操作方便。通过长 时间的生产考核测定，烘干机作业的可靠性达到了 ９８％以上。 分段调节的结构。作业时，将谷物流动较快的烘干塔 四角处的排粮间隙调小，增加了烘干的时间。此外， 本装置在烘干塔体的四角处设置了边缘特殊部件，加 强了此处的烘干强度，达到了提高谷物干燥均匀性的 目的。 ２．２烘干工艺 在实际作业中，烘干机发生的故障主要有： １）供油量不足。主要原因是在冬季作业时没有 采用合格的冬季用柴油，致使燃油冷凝，流动不畅。 另外燃油中含有微量水分，受冷时在过滤器处结冰。 解决的办法是换用合格的冬用燃油，在过滤器部分安 装加温设备，以保证燃油的充分供给。 １）采用了薄层混流的烘干工艺。进入热交换部 件的热混合气从热交换部件下方的开口向下进入谷 层，然后转弯向斜上方进入上一层热交换部件；热气 流在谷层中形成向下、双横向和向上的混流运动，与 ２）温度传感器失灵。主要原因是传感器的触头 在使用过程上被灰尘和杂质覆盖造成，通过清理即可 解决。 ３）零件损坏：轴承、电容件、调速器等如有发生损 谷物的各部位进行充分全方位的接触，更有效地把热 混合气特有的全部热量充分传递给谷物，提高了烘干 的强度和均匀性。 ２）热交换部件在烘干塔内为小间距排列。这种 配置使气流穿越谷层的厚度３００ｒａｍ左右，实现了薄 层烘干。通过计算得知，在热混合气全部压头损失 中，穿越谷层部分的缺失约占７０％，穿越谷层的压头 损失与谷层厚度成正比。因此，减小谷层厚度，实现 坏的现象，发现时应及时进行更换并在作业时按班次 及时保养。 ４）烘干塔内杂质堵塞。在使用中发现个别用户 对进入烘干塔的谷物不进行清选，使过多的杂质进入 了烘干塔，潮湿的杂质受热后粘附在塔体内的角状管 壁上，时间长易发生堵塞。为此，要对烘干机进行定 薄层烘干可以大大降低烘干机的能耗。本烘干机的 期的检查和保养，同时一定要对被烘干的谷物进行初 步清选，使被烘干的谷物清洁率达到９７％以上。在季 能耗与国内同类型的供干机相比，烘干机的电耗值降 低了１５％以上。 ２．３“三化”水平 节作业后对整个烘干塔进行彻底清理与保养。 通过不断的试验和研究分析，笔者认为，薄层混 流谷物烘干机应在如下几方面予以改进和提高：采用 计算机电控系统取代目前比较笨重、繁杂的电控柜， １）薄层混流谷物烘干机的塔体采用了标准单元 和积木式的结构，塔体的每一层为一标准单元：（可容 玉米１．５ｔ、小麦１．６ｔ）。这样就可以根据用户的需求 ・提高水平；增加谷物水份随机检测设备，达到智 １５４・ ２０１０年１月 农机化研究 技术平台。 第１期 能化 平，达到更好的烘干效果；进一步采用节能降 耗的措施，降低烘干机能耗值，提高经济性；提高产品 的制造质量和零配件的质量，提高作业的可靠性等， 使薄层烘干机更上一个台阶。 ４结束语 薄层混流谷物烘干机是机电一体化的产品，具有 ３影响谷物烘干主要因素的参数选择 谷物烘干的效果受到许多因素的影响，各种因素 自主知识产权。由于其性能优良、自动化程度较高， 使用操作方便、作业可靠，在俄罗斯远东及周边地区 具有良好的市场前景，今后应进一步提高其性能和产 品的质量，为农业生产的发展发挥更大的作用。 参考文献： ［１］衣淑娟，汪春，张伟，等．５ＧＳＨ系列谷物烘干机的研制 之问关系比较复杂，它们互相影响又共同作用于谷物 烘干的过程中。在长时间的生产使用中，通过不断的 试验、调整和分析，确立各因素的参数选择范围如下： １）热混合气温度：玉米烘干的风温应选在１２０— １３０￣Ｃ之间，含水量较大的玉米采用较高的风温；小麦 烘干的风温应在８Ｏ～９５℃之间，水稻的风温选择在 ５５℃左右。 ［Ｊ］．农机化研究，１９９８（４）：５４—５６． ［２］衣淑娟，许春林，赵清华．用系统工程方法对我国谷物烘 干机性能进行评价选优［Ｊ］．农机化研究，１９９８（１）：７７— ８０． ２）降水梯度：每小时降水幅度玉米烘干时应不大 于５％，小麦应不大于３．５％，水稻应小于２％。 ３）排粮速度：选择０—３０ｔ／ｈ范围内的无级调速 为好。 ［３］衣淑娟，冯泽泉，张凤霞．５ＧＳＨ系列谷物烘干机的研制与 开发［Ｊ］．农机化研究，２００２（２）：９３—９４． ［４］ 任忠民，孟现柱．热泵式节能烘干机的设计［Ｊ］．农机化研 究，２００７（１）：１３９—１４０． ４）风量：风量按采用风温的多少进行计算，选用 配套风机排风角管出口风速应低于谷物临界速度，风 量的大小应在作业前用风门来调整。 ［５］ 佟勇，申勋业，郑先哲，等．滚筒式牧草烘干机温度检测系 统设计［Ｊ］．农机化研究，２００８（３）：１２２—１２４． ［３］ 黄康，许志伟，赵小勇．远红外式种子干燥机温度控制系 统的研究［Ｊ］．农机化研究，２００５（６）：１４０—１４２，１４６． ５）最高料位、最高作业风温：采用自动控制的方 式，争取达到各参数能智能化自动操作，建立更高的 Ｔｈｅ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｔｈｉｎ——ｌａｙｅｒ Ｍｉｘｅｄ——ｆｌｏｗ Ｇｒａｉｎ Ｄｒｙｅｒ Ｚｈａｏ Ｗｅｉ （Ｓｃｉｅｎｔｉｉｆｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｉｎ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ １ ５００８ １，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｔｈｉｎ—ｌａｙｅｒ ｄｒｙｅｒ ｆｒａｎｃｉｓ ｅｎｃｏｕｒａｇｅｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｐｅｒ・ ｆｏｒｍａｎｃｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ；ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｄｒｙｅｒ，ｄｒｙｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，”ｔｈｒｅｅ”ｌｅｖｅｌｓ， ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｆａｉｌｕｒｅｓ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｉｎ ａ ｓｔｕｄｙ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｇｒａｉｎ ｄｒｙｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｃｈｏｉｃｅ；ｇｒａｉｎ ｄｒｙｅｒ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｕｓｅ ｏｆ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖａｌｕｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｈｉｎ—ｌａｙｅｒ ｇｒａｉｎ ｄｒｙｉｎｇ；ｍｉｘｅｄ—ｆｌｏｗ ｄｒｙｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ；ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ；ｅｎｅｒｇｙ ｖａｌｕｅ；ｄｒｙｉｎｇ ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ
