茅慧蓮，黃施凱，段謨澤，王棟梁

中糧工程裝備無(wú)錫有限公司 (無(wú)錫 214000)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年因氣候原因?qū)е聛?lái)不及曬干或未達(dá)到安全水分造成的霉變、發(fā)芽等損失的糧食約占我國(guó)每年總產(chǎn)量的5%左右占全國(guó)糧食總產(chǎn)量的4.2%，造成直接經(jīng)濟(jì)損失為180億到240億，足以養(yǎng)活好幾個(gè)百萬(wàn)人口的中小國(guó)家。而其中，單純因霉變?cè)斐傻募Z食損失高達(dá)2 100萬(wàn)t的驚心數(shù)字要求我國(guó)必須重視糧食烘干。

在此背景下，谷物烘干機(jī)的機(jī)械化作業(yè)是對(duì)谷物豐收和安全儲(chǔ)存的重要保障。谷物烘干是高能耗的生產(chǎn)作業(yè)。烘干時(shí)，必須有強(qiáng)大的熱源不斷的產(chǎn)生70 ℃～45 ℃左右的干燥空氣，通過(guò)高溫干燥空氣在烘干機(jī)與潮濕谷物能量交換來(lái)進(jìn)行谷物水分蒸發(fā)，因此保證烘干順利運(yùn)行。熱源是最首要的核心之一，一般用戶選擇熱源考慮的主要因素是周?chē)捎脽嵩吹姆N類(lèi)、使用成本、用工量及勞動(dòng)強(qiáng)度，以下就幾種常用的烘干熱源進(jìn)行淺析。

首先按照國(guó)家大氣環(huán)境治理總圖要求，京津翼地區(qū)和華東華南地區(qū)已開(kāi)始實(shí)施“散煤清零”行動(dòng)。江蘇省2017年2月份發(fā)布的《江蘇省“兩減六治三提升”專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案》明確：“2017年底前，10蒸噸/小時(shí)以下燃煤鍋爐全部淘汰或者實(shí)施清潔能源替代：2019年前，35蒸噸/小時(shí)及以下燃煤鍋爐全部淘汰或?qū)崿F(xiàn)清潔能源替代。65蒸噸/小時(shí)及以上燃煤過(guò)去全部實(shí)現(xiàn)超低排放，其余燃煤鍋爐全部達(dá)到特別排放限值。除公用熱電聯(lián)產(chǎn)外禁止新建燃煤供熱鍋爐”。以煤作為燃料的烘干熱源將被強(qiáng)制淘汰，逐漸退出市場(chǎng)，所以下面不再介紹以煤作為燃料的熱源。

現(xiàn)市場(chǎng)上常用的熱源有：外接蒸汽、天然氣、空氣源熱泵、生物質(zhì)、油等這幾種常規(guī)熱源。

1 外接蒸汽

外接蒸汽是從外部接入蒸汽管道，對(duì)于蒸汽的生產(chǎn)不用過(guò)多考慮，一般蒸汽管道來(lái)自于附近的熱電廠、工廠等可保證長(zhǎng)期提供蒸汽的單位。使用蒸汽烘干需相要烘干機(jī)配置相應(yīng)換熱面積的蒸汽熱交換器，安裝在烘干機(jī)熱風(fēng)管道進(jìn)口，根據(jù)烘干機(jī)換熱面積的不同，體積不同，但相對(duì)來(lái)說(shuō)體積較小占地面積也小，安裝方便。

設(shè)備的投資成本方面，蒸汽管道接入需要考慮，管道的開(kāi)戶費(fèi)用及管道接入長(zhǎng)度的費(fèi)用，管路越長(zhǎng)費(fèi)用越高，分配到每臺(tái)換熱器前總管道上需要配置蒸汽包及相關(guān)截止閥、旁通閥、過(guò)濾器、管道保溫等，另有蒸汽管道屬于壓力容器，需要專(zhuān)業(yè)人員來(lái)安裝，并由當(dāng)?shù)氐陌矙z部門(mén)安檢通過(guò)后方可使用，每年需要安檢部門(mén)定期檢查，這部分的屬于蒸汽熱源的前期投資成本，根據(jù)地域不一樣造價(jià)也不相同。

使用成本方面，每噸蒸汽的費(fèi)用決定烘干的使用成本，它一般由提供蒸汽的單位決定，不同的區(qū)域價(jià)格有所不同，相比較而言和天燃?xì)夂娓傻馁M(fèi)用差不多。

在操作使用方面，自動(dòng)化程度高，與烘干機(jī)相連一鍵設(shè)定，減少人工操作。

最后由于烘干使用的季節(jié)性較強(qiáng)，在暫停烘干階段，熱交換器維護(hù)一定要準(zhǔn)守廠家要求，否則將影響換熱器的使用壽命。

2 天然氣

天然氣的形態(tài)種類(lèi)和使用形式較多，也是最經(jīng)濟(jì)和便利的一種清潔型熱源之一，按形態(tài)種類(lèi)分，有城市管道天然氣、西氣東輸管道、CNG(壓縮天然氣)、LNG(液化天然氣)等。

在燃?xì)馐褂眠x擇中，如采用管道天然氣需要確認(rèn)是否有給烘干使用的余量，投資上需要開(kāi)戶費(fèi)用，管道接入費(fèi)用，計(jì)量站等；CNG和LNG兩者作為壓縮天然氣，可以罐裝或儲(chǔ)運(yùn)的形式使用在烘干現(xiàn)場(chǎng)，不受制于附近有無(wú)可接管道限制。其中根據(jù)相關(guān)規(guī)范壓縮天然氣在投建中，相應(yīng)儲(chǔ)量需要離建筑物有一定的安全距離。與CNG相比LNG是通過(guò)在常壓下氣態(tài)的天然氣冷卻至-162 ℃，使之凝結(jié)成液體，液化后大大節(jié)約儲(chǔ)運(yùn)空間和成本，在設(shè)備投資上較管道燃?xì)庀啾榷嗔藲饣b置、化霜裝置等，但是少了開(kāi)戶費(fèi)用。

選擇適合的天熱氣供氣后，通過(guò)燃燒器加獲取熱風(fēng)對(duì)谷物進(jìn)行烘干，根據(jù)燃燒器在烘干中的使用型式，可分為直燃式和間接燃燒，間接燃燒也稱(chēng)為集中供熱，即一條烘干線集中配套1～2臺(tái)燃?xì)鉅t，優(yōu)點(diǎn)是放置在專(zhuān)門(mén)的熱源房與烘干車(chē)間隔開(kāi)，使烘干房?jī)?nèi)只有熱風(fēng)管道接入，不存在明火，提高了安全性，但缺點(diǎn)是如果燃?xì)鉅t發(fā)生故障需要全機(jī)等待維修，耽誤烘干時(shí)間，且占地面積較大。直燃式，顧名思義就是把小型的燃?xì)鉅t帶筒直接安裝在烘干機(jī)熱風(fēng)道進(jìn)口，優(yōu)點(diǎn)是和烘干融合到一體，不占用多余放置面積，單臺(tái)使用節(jié)省電耗。

在使用成本上，天然氣的價(jià)格各地都有自己的實(shí)行價(jià)格，一般高于蒸汽使用價(jià)格。

在操作使用方面，和蒸汽一樣自動(dòng)化程度高，與烘干機(jī)相連一鍵設(shè)定，減少人工操作。

需要注意的是烘干房在防火等級(jí)要求較高的城市，劃分為乙類(lèi)車(chē)間，根據(jù)《粉塵防爆安全是烘規(guī)程》GB 15577—2018，粉塵爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所除塵系統(tǒng)不應(yīng)與帶有可燃?xì)怏w、高溫氣體或者氣體工業(yè)氣體的風(fēng)管及設(shè)備連通。根據(jù)此規(guī)范直燃式的不可使用。

3 空氣源熱泵

空氣源熱泵作為新型的清潔能源，便利的加熱介質(zhì)，在近年市場(chǎng)的占有率越來(lái)越多。它是制冷系統(tǒng)的反向應(yīng)用，從空氣中提取熱量加熱至烘干溫度，然后將熱風(fēng)送到烘干機(jī)的熱風(fēng)道內(nèi)用于冷谷物烘干。

優(yōu)點(diǎn)是，審批手續(xù)簡(jiǎn)單符合環(huán)保要求，占地面積小，安裝和使用都非常方便，最重要的是熱源取材方便，通電即可。缺點(diǎn)是，受環(huán)境氣溫影響，在環(huán)境溫度低于5 ℃時(shí)，蒸發(fā)器結(jié)霜，出現(xiàn)冷凝器熱功率大幅降低、制冷能效比較低、壓縮機(jī)排氣溫度升高的“兩低一高”問(wèn)題，烘干熱風(fēng)加熱慢，導(dǎo)致烘干時(shí)間加長(zhǎng)。此外，空氣源熱泵工作時(shí)對(duì)環(huán)境中的粉塵濃度要求極高，如果粉塵濃度大會(huì)吸附在翅片上，影響換熱效果，雖然市面上的熱泵都設(shè)置了活動(dòng)的濾網(wǎng)來(lái)阻隔，但是濾網(wǎng)的堵塞同樣影響效果，需要3～7 d時(shí)間清理一次濾網(wǎng)，才能保證正常烘干升溫。以上的問(wèn)題，近年來(lái)各大廠家也在不斷研究和改進(jìn)中，市面逐漸也上出現(xiàn)了少量的可回?zé)嵝蜔岜?，可同時(shí)結(jié)局這個(gè)2種問(wèn)題。

設(shè)備投資成本方面，根據(jù)廠家的不同，報(bào)價(jià)不同，但是總體價(jià)格稍高于其它的熱源。

使用成本方面，根據(jù)各地供電所給予的單價(jià)不同而不同。

4 生物質(zhì)

這里說(shuō)的生物質(zhì)的燃料包含谷糠和有機(jī)顆粒。前種是直接拿來(lái)作為燃料燃燒，后者是把有機(jī)類(lèi)如：秸稈、木屑等通過(guò)專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)工藝，擠壓成顆粒物，目的是增加熱值、便于運(yùn)輸和節(jié)省堆放地。不管是哪種都是選用生物質(zhì)爐或者懸浮爐，讓燃料充分燃燒，后通過(guò)熱交換器轉(zhuǎn)化成潔凈的熱風(fēng)供烘干機(jī)使用。燃料的選購(gòu)中有機(jī)顆粒便于采購(gòu)、運(yùn)輸和存放；谷糠一般配在后道工序是大米車(chē)間的烘干區(qū)，就地取材，省去運(yùn)輸和存儲(chǔ)的不便。

優(yōu)點(diǎn)：利用廢棄物，節(jié)約能源，又減少了二氧化硫排放(含硫量小于0.1%)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析谷糠的烘干成本最低。缺點(diǎn)：較其它熱源相比，多了司爐工，設(shè)備本體占地面積大于其它熱源；在有些環(huán)保要求就高的城市，報(bào)批比較困難。

5 油

油即高清潔柴油和煤油，是烘干機(jī)最傳統(tǒng)的熱源，通過(guò)燃燒器加熱空氣，獲得熱空氣用于谷物烘干，結(jié)構(gòu)型式上直燃式把燃燒機(jī)至于烘干機(jī)本體內(nèi)，外部接油箱或者油路油罐。一般用于小噸位的烘干機(jī)種子烘干。

優(yōu)點(diǎn)：有占地面積小，熱效率高。自動(dòng)化程度高，操作方便等優(yōu)勢(shì)。缺點(diǎn)：油價(jià)高烘干成本大；另外如果燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)，會(huì)造成燃燒不充分，對(duì)商品糧的烘干品質(zhì)受影響。

另外和直燃式燃?xì)庑鸵粯樱枰⒁夂娓煞吭诜阑鸬燃?jí)要求較高的城市，劃分為乙類(lèi)車(chē)間，根據(jù)《粉塵防爆安全是烘規(guī)程》GB 15577—2018，粉塵爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所除塵系統(tǒng)不應(yīng)與帶有可燃?xì)怏w、高溫氣體或者氣體工業(yè)氣體的風(fēng)管及設(shè)備連通。根據(jù)此規(guī)范直燃式的不可使用。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜合上述，本文分析了包括外接蒸汽、天然氣、空氣源熱泵、生物質(zhì)能源、高清潔柴油和煤油在內(nèi)的谷物烘干機(jī)常用熱源的應(yīng)用情況。根據(jù)烘干線周邊可提供的熱源，因地制宜的選擇最合適的，最經(jīng)濟(jì)的熱源。在提倡節(jié)能環(huán)保的當(dāng)下，節(jié)能型清潔熱源將成為烘干熱源的發(fā)展主流，另外有在研究和試用階段新型的清潔熱源如:太陽(yáng)能、微波烘干等，相信未來(lái)的烘干清潔熱源選擇會(huì)越來(lái)越廣，也會(huì)越來(lái)越符合這個(gè)行業(yè)的使用特征。