利用顺逆流烘干机技术改造蒸汽烘干塔

1问题的提出粮食烘干特别是玉米烘干，是我国粮食储藏的关键性问题。东北三省和内蒙古东部地区，玉米收获季节在冬季，水分大（多在30以上），晾晒困难；而玉米必须达到安全水分（14）才能入仓储藏，因此，这些地区粮食烘干机的需求量很大。吉林省是玉米主产区，80年代中期，吉林省建了一批蒸汽烘干塔，这种机型的特点是：烘干过程中粮食不直接与热介质（蒸汽）接触，而是采用蒸汽走管内，粮食走管外的传导热交换方式使粮食升温、降水，通过排潮风机排出水分；烘后粮食品质差，由于通过蒸汽管道接触传热，粮食烘后色泽黯淡、有烘伤粒和焦糊粒；蒸汽塔工艺流程一般为4~6个塔串联，之间粮食多次提升、排粮，破碎率增大。
换热效率低，热传导方式传热系数低，蒸汽塔设备多、总功率大，能耗大；而且从锅炉房出来的蒸汽管长，散热面积大。
生产成本高，蒸汽塔是砖混结构，塔多，输送设备、风机多，流程长，需要一座5~6层建筑物，还需要配备带水处理设备的蒸汽锅炉房，总建设费用300 ~400万元；烘干过程中能耗大，费用高。
维修费用高，仅塔内蒸汽管道的更换费用就需30万左右。因此九十年代后吉林省已经很少再建蒸汽烘干塔了。1995年以后，吉林省内大批蒸汽塔老化，面临改造。但是，怎样充分利用蒸汽塔原有建筑结构、锅炉房及输送设备，经济有效地改造蒸汽烘干塔呢，国家粮食储备局郑州科研设计院作了大胆而成功的尝试。
改造地点选在吉林省松源市王府粮库，这是一座1987年建造的蒸汽烘干塔，日处理潮粮500t，降水率10，由4个烘干塔和2个冷却塔串联，每个烘干塔内有三组蒸汽管加热粮食，配备一台排潮风机。改造方案为只改造烘干塔，保留冷却塔。机型选择顺逆流烘干机。
2顺逆流烘干机的特点顺逆流烘干机属于热风烘干机型，分为烘干段和冷却段，根据降水要求又可分为4~6个烘干段和1.2个冷却段。在烘干段，热风（冷空气与烟道气换热）进入烘干机内直接与粮食接触并与粮食流动方向一致，高温低湿度热风先与低温高湿度粮食接触，使粮食升温并带走水蒸汽。这个过程称为顺流烘干。在冷却段，冷风进入烘干机内的流动方向与粮食流动方向相反，低温冷空气先接触低温粮食，粮食降温效果好，这个过程称为逆流冷却。也有的烘干机后的烘干段采用逆流烘干，而冷却段采用顺逆流冷却。典型的顺逆流烘干机原理如，特点是：（1）降水效果好。热空气进入烘干机后与粮食直接接触且流向一致，高水分的低温潮粮先与高温热空气接触，粮粒迅速升温而热空气迅速降温，粮粒表面水分快速蒸发，烘干段粮层较薄（0.7~1.2m）接触过程时间很短，粮食升温不高，因此热风温度可以很高（2203甚至更高）而不会损坏粮食品质，很适合低温的东北地区使用。
不是一直受热，每个烘干段后有一缓苏段，缓苏的目的是使粮粒表面的热量传导到内部，内部水分向表面扩散，内外趋于平衡，使粮粒内部应力减小，有利于降水和减少粮食的惊纹率及破碎率。
粮食直接接触，传热效果好；不同的烘干段，可以采用不同的热风温度来控制粮食的升温和降水，有些烘干段和冷却段的高温低湿废气还可以回收，用来预热低温潮粮；附属设备少，耗电量小；冷却后粮食与外界温差小，有利于烘后粮食的储藏；同时粮食在冷却过程中还可以降水0.塔，集烘干、缓苏、冷却于一体，附属设备少；配备自动测水仪，可以用PLC自动控制系统通过调节风门来控制热风（废气）温度、粮食温度和湿度；通过调节烘干机排粮装置控制产量和降水。
用只有几万元。
基于以上特点，顺逆流烘干机以产量大、投资少、易操作、烘后粮食品质好、热效率高、能耗低、维修费用低等蒸汽塔无法比拟的优点在80年代后期成为东北地区粮食烘干机的主要机型之一。
3蒸汽烘干塔的改造在改造王府粮库蒸汽烘干塔之前，我们设计了几种改造方案：①将原建筑内的4个烘干塔拆除，建一座4. 5m见方的全钢结构的顺逆流烘干塔；②保留蒸汽塔结构，以四个砖砌塔为依托，在其内壁贴上钢板，做成四个内嵌式的全钢顺逆流烘干机；③直接将通风节、角状管做在砖塔内，成为砖砌式顺逆流烘干塔。经过认真的分析研究，前两种方案都有弊病，方案原塔结构改动太大，第二方案烘干机无法事先做好，只能现场拼焊，因此都被否定了。后采用了第三设计方案：保持原蒸汽烘干塔结构及粮食流程不变，将机内的通风节、角状管移到4个烘干塔内，成为砖砌顺逆流烘干塔，风机仍放在原风机房内，保留两个冷却塔，改造后的顺逆流烘干塔流程如，内部结构如。冷空气经过换热器与热风炉烟道气进行换热后，热风经过混风室由四台热风机供给四个烘干塔，每个塔三段烘干，由一台风机供给热风，废气汇集后，由废气管穿过房子顶部排放到大气中。烘干机基本参数为：塔体截面积：2280mmX2080mm每个烘干段高度：800mm缓苏段高度：1690mm总烘干时间：82min总缓苏时间：174min粮食流速：7.在设计中我们充分考虑塔内部的土建结构，通风机、角状管的布置在满足技术要求的同时避开了楼层和梁；热风管安排在每个楼层上部，让开了工作面；保留原塔各楼层的检修孔。安装时，将通风机架子用膨胀螺栓固定在砖塔中间；将角状管搭在砖粮食流通技术2000.边形状，既避开了梁，又解决了进出口风量的平衡问题；原蒸汽锅炉房改为热风炉房，锅炉房与烘干塔之间的地沟用做热风道，保温效果很好。
4经济效果比较及推广应用前景经过改造的王府粮库烘干塔，保持了原蒸汽塔的外观原貌，但其内部已脱胎换骨为崭新的顺逆流热风烘干机。1995年底安装完毕、1996年初调试后，我院会同松源市粮食局、王府粮库对烘干机进行了技术测试，这次测试是在烘干机仅运行10余天、所有热风管道未作保温处理（一年后热风管都外涂了保温材料）的情况下完成的，测试报告显示：产量（按降水10.-：528t/d（设计产量500t/d）；已经达到并超过了设计要求，1997 ~1999年，我院又考察了该烘干塔，高日产700t，大降水率达15.。1999~2000年该烘干机的生产指标见表表1 1999~2000年烘干机的生产指标平均产量平均降水量日耗煤量吨粮耗煤平均费用元/t粮食降1.水）改造后的顺逆流烘干机与原蒸汽塔相比，不仅技术指标达到并超过了蒸气塔，而且经济上更具有优势：我们改造王府粮库蒸汽烘干塔的总费用不到100万元（当年）。每年的平均维修费用不到10万元。1996年吉林省组织专家对王府粮库改造烘干塔进行了考察，其后陆续在省内改造了6套蒸汽塔。
王府粮库蒸汽塔改造是我院的个蒸汽烘干塔改造项目，它为东北地区大量蒸汽塔改造提供了有益的尝试。我国是产粮大国，也是一个穷国，我们认为只有根据自己的国情，因地制宜、采用多种形式进行粮食烘干机的建造或对老机型进行改造，才能在粮食储藏和流通过程中尽可能减少高水分粮造成的损失。