少空气快速干燥器在电瓷行业的应用

少空气快速干燥器在电瓷行业的应用贾书雄，刘明福（陕西咸阳陶瓷研宄设计院，陕西咸阳712000）体、热风炉、通风系统以及温度的检测、自控系统四大部分。笔者从这四大部分着重阐述了该设备快速干燥、节能、高效的设计思路及其工作原理。以悬式绝子的干燥为例，将少空气快速干燥器干燥与传统形式干燥进行了简单对比。
1刖目少空气快速干燥器是一种快速、节能、高效的坯体干燥装备，干燥过程在一个密闭的烘房内完成，采用了低温高湿、高温低湿的干燥原理，干燥介质为湿空气。在对坯体进行干燥时，干燥曲线上首先有一个较长的低温段，在低温段，保证烘房内一直处于高湿度的状态，随着干燥的进行，烘房内的湿度会不断提高；湿度达到一定值后，干燥曲线上会有一个短时间的排湿过程；排湿完成后，烘房内的坯体再一次得到加热，进入到升温阶段；升温完成后，干燥过程进入快速干燥阶段，此阶段烘房内的湿度会快速减低，直至坯件水份基本达到烘干要求；之后干燥过程转入降温，此段水份完全达到干燥要求，待温度也达到要求后，坯体即可拖出烘房。
利用少空气快速干燥器干燥电瓷坯体、卫生瓷坯体等在国外己经得到了广泛的应用，近年来，国内也有部分企业少量引进，引进快速干燥器为企业提高装备水平，节能降耗等创造了良好的条件。我们于2002年得到国家科技部科研院所技术开发研究专项资金支持，针对国内企业装备现状，推出适合我国国情的少空气快速干燥器。目前该系列干燥器己在国内几家电瓷企业得到应用。
本设备开发课题为国家科技部科研院所技术开发研宄专项资金项目（2002EG132174）。
2少空气节能快速干燥器的结构干燥器的设备结构包括烘干箱体、热风炉、通风系统以及温度的检测、自控系统四大部分。
干燥器的箱体是装载制品的容器。干燥车在装载坯体后，推入干燥箱体内，通过对坯体进行加热、换热等操作完成坯体的干燥。干燥箱体的保温材料选择比较关键，它既关系到箱体的隔热效果又关系到干燥器的使用寿命。随着保温材料的不断推陈出新，有多种保温材料可供选择。经过对各种保温材料的性能比较，并考虑到干燥器的工作寿命，采用了新型、节能效果良好的特种保温复合板作为干燥箱体的保温材料。
干燥器的热风炉为干燥室进行供热操作，热风炉的关键部件为燃烧器。根据少空气节能快速干燥器的工作原理要求，燃烧器的工作稳定性、安全性非常重要，所以在燃烧器的选择上我们考虑了国际上先进的低压、高效能，控制可靠性非常高的节能型燃烧器。
干燥器的通风系统在干燥过程中起到尤为关键的作用，通风系统的设计关系到干燥器的整体节能效果。通风系统按照功能划分，可以分为内循环、外循环以及排放管道三部分。内循环承担热气流的搅动工作；外循环承担供热工作；排放管道在程序的运行中承担排湿和冷却的作用。通风系统的风机经特殊设计后，噪音小，震动小，提高了干燥器通风系统的环保性。
干燥器的温度检测、自动控制系统是少空气节能干燥器稳定、可靠工作的关键环节。干燥器温度点的合理设置保障了干燥设备的工作可靠性，自动控制系统保障了控制过程的可靠、调整的灵活性。具备了以上功能的少空气节能快速干燥器，其干燥制度的调整非常灵活。
3少空气节能快速干燥器的工作原理少空气节能快速干燥器的干燥机理是：由热风炉供热，并通过干燥器的外循环对干燥器进行供热操作；外循环的热风通过干燥器的内循环终供应到干燥器的干燥箱体内，对坯体进行加热、干燥。在干燥过程中，通过合理的干燥制度的设置，干燥器图i少空气节能快速干燥器干燥原理干燥过程的特点在对坯体进行干燥时，起先会有一个较长时间的低温段。低温段的烘房内升温速度较慢，此段主要目的是通过供热使坯体的温度升高，并使坯体内外温度均匀。从结构上讲，烘房是一个密封相对较严的干燥容器，坯体在受热升温的过程中，坯体内外也有少量水分排放，排放出来的水分由于不向环境中排放，所以导致烘房内的湿度逐渐升高，保证了烘房内具有一个高湿的环境。在高湿的环境下，坯体表面水分的排放速度得到抑制，坯体吸收的热量主要通过传热使内部的温度得到提高，坯件内外温度趋于均匀，水分的内外扩散速度趋于一致。传统的干燥过程一般无法保证低温高湿的条件，坯体外表温度较高，水分的扩散速度较快；内部温度较低，水分的扩散速度较慢，而水分扩散时伴随着坯体体积的变化，坯体内外水分扩散的速度差是导致坯裂的主要原因。少空气快速干燥器正是针对这一特点在结构上进行了根本的改变，从而实现低温、高湿的要求，保证了坯体在快速干燥过程的内外温差小、内外水分扩散速度差别小，减少干燥收缩不均造成的坯裂现象。
低温高湿的阶段进行到一定时间后，必须进行一定量的水分排放。在水分排放的过程中，烘房内的湿度瞬间大幅减小，有利于坯体表面水分的快速扩散，由于坯体在此阶段内外的温差很小，所以内外水分的扩散速度趋同，坯体不会因水分的内外扩散不均造成体积收缩不均而导致开裂。此阶段的排放管道会定时、间断地对外排放湿空气或进行坯体的冷却。干燥原理图示如。的时间一般不宜太长，过长的排湿时间会使烘房内的湿度太低，坯体表面的水分扩散速度太快而产生坯裂。
低温、高湿阶段进行到一定程度，进行一定量的水分排放，减少了烘房的湿度后，干燥必须再一次恢复到一个较高的湿度环境下继续进行，进入高温阶段之前必须保证坯体的收缩己经大部分完成，而设置高温阶段的目的主要是提高干燥的速度。我们知道干燥温度的升高会加速坯体的干燥，所以将烘房的温度升高到一个较高的状态主要是为了提高干燥的速度。在从低温状态过渡到高温状态的过程中，由于坯体吸收的热量加，所以坯体内外的扩散速度也在提高，坯体的体积收缩如果大部分不能在低温阶段完成，那么此阶段仍然可能产生坯裂。此阶段是在密封的状态下进行的，所以在升温初期，烘房内的湿度仍然会有一个短时间的升高，之后才会下降。随着烘房内温度的不断升高，湿度的不断下降，坯体的含水率会逐步降低，直至达到干燥的要求。
坯体的含水率达到要求后，为保证出烘的需要，烘房内要有一个降温的过程。降温时，烘房的供热停止，外循环配入冷风，并进行冷却操作，直至烘房内的温度降至安全的出烘状态，此时可以进行出烘操作。
从干燥过程的特点来看，对坯体的干燥主要是在密封的箱体内进行的，热风炉供给的热量绝大部分用于坯体的水分排放，只有少部分热量在整个干燥过程中通过排湿管排出，未能得到充分利用，所以少空气干燥的干燥能耗是较低的，换言之，干燥的节能效果较好。根据我们在对悬式绝缘子的8h干燥数据分析，对悬式绝缘子的干燥能耗可以控制在191 111286667焦/公斤水，热利用率在70以上。从干燥的效果来看，绝缘子的干燥合格率基本在97以上，对于圆柱头悬式绝缘子，干燥合格率基本在99以上。
5悬式绝缘子的干燥实例根据用户的需要，在某悬式绝缘子生产厂建造了一座10mX10mX2.5m的快速干燥器，该厂生产中型悬式产品，可容干燥车50辆，装坯数在1以该厂原有的干燥条件，干燥周期大致分为：小大件一般在72h以上。
少空气干燥器的干燥方式大致分为两种，一种为修坯后次日装入干燥器进行干燥，一种为修坯后即刻进干燥器干燥，两种干燥形式、干燥周期有较列举了第二种干燥方式的一组干燥数据以及少空气干燥器与传统干燥器的一些基本数据的对比。分别表1运行程序设置及运行参数程序段保持时间温度设定湿度变化1升温④保温排潮㈣升温保温排潮保温保湿保温排湿⑧燃烧冷却停燃冷却表2设备基本情况与运行结果对比内容传统干燥少空气快速干燥占地面积/m2干燥周期/h自控方式无有蒸汽消耗/t液化气消耗/kg干燥合格率/月燃料成本/万元少空气节能快速干燥器与传统干燥器的对比结果如下。
a，少空气节能快速干燥器较传统干燥器节能效果明显，根据统计分析，少空气干燥器的能耗只有传统干燥器的1/31/4，所以对企业节能降耗、降低成本有相当大的作用。
b，少空气节能快速干燥器的干燥周期较传统干燥方式有较大程度的缩短。少空气快速干燥器的干燥周期只有传统干燥器的1/41/5，所以由于干燥周期的变化，干燥室的数量可以有大幅度的减少。shingHouse.Allrightsreserved，c，少空气节能快速干燥器的操作方式灵活、运行可靠。少空气干燥器由于其配置了温度监测功能，并有全自动控制系统进行全周期的控制，所以，完全可以实现无人化作业。在更换产品品种时，只需要更换相应的干燥程序。
d，少空气节能快速干燥器大大节约了干燥室的占地面积，对节省企业基建投入有积极的作用。按照己有设备的布置情况，少空气干燥器的占地面积只有传统干燥器的1/5，所以对少空气干燥器的应用，在基建投入上可以有较大程度的减少。
e，对相关工艺的影响。采用少空气快速干燥器后，因为干燥周期的缩短，传统的成型工艺布置受到很大的挑战。如卫生瓷、电瓷等行业，采用传统干燥方式时，由于干燥周期的时间过长，如果成型量过大，相应需要的干燥室占用空间也很大。考虑到各种投入的因素，一般的企业在制定生产工艺时多采用单班制。而少空气的干燥能力很大，在现有的条件下进行技改，可以很容易由单班制改为三班制生产，生产能力大大提高，产品成本相应减低，对企业大有好处。
5结论少空气干燥器在干燥性能、能源消耗、适应性能、占地面积等方面明显优于传统干燥器，其作为传统干燥器的替代产品，既是电瓷装备的一次技术提升，又对企业控制干燥成本、控制建设投资产生积极的作用。