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木柴烘干窑干燥道理立式烘干窑作事道理木板干

  

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  第三章常规木材干燥室_林学_农林牧渔_专业资料。第三章常规木材干燥室 本章主要介绍常规木材干燥室的基本概念、工作原理、选用 和组成。了解和掌握这些内容,对学习和熟练掌握木材常规干燥 工艺有一定的作用, 同时对搞好木材干燥生产的管理和应用也很 有实际

  第三章常规木材干燥室 本章主要介绍常规木材干燥室的基本概念、工作原理、选用 和组成。了解和掌握这些内容,对学习和熟练掌握木材常规干燥 工艺有一定的作用, 同时对搞好木材干燥生产的管理和应用也很 有实际意义。 第一节 常规木材干燥室的基本概念 常规木材干燥室是指采用常规干燥的方法干燥木材的干燥 设施,一般简称为木材干燥室或干燥室,也可以叫做木材干燥窑 或干燥窑。它是一个特制的建筑物或金属容器。根据木材在干燥 时所需要的外部条件,它主要配有供热、通风和调湿等系统。 因干燥室内通风系统的通风机安放位置的不同, 干燥室的形 式也不同。 在木材干燥生产中目前使用比较多的有顶风机型干燥 室、端风机型干燥室和侧风机型干燥室等三种。 顶风机型干燥室是通风机位于干燥室的顶部或上部的风机 间内,下部是放置被干燥木材的空间。室内通风机的数量可根据 能容放木材材堆的长度来确定,一般是每 2m 左右材堆长配备一 台通风机。比如干燥室内最大能摆放木材材堆长度为 10m,则干 燥室内应配备 5 台通风机。它的优点是:技术性能比较稳定,室 内干燥介质循环比较均匀,气流可以形成可逆循环,干燥质量较 高, 能够满足高质量的干燥要求, 设备容易安装和维修。 缺点是: 每台风机要配备一台电动机,功率消耗较大,干燥设备的一次性 投资较大。 端风机型干燥室是通风机位于干燥室长度方向一端的通风 机间内,通风机沿干燥室的高度方向安放,数量按通风机叶轮直 径不同,一般在 1—3 台不等。它的优点是:结构合理,在材堆 高度上的气流速度比较均匀,可以形成可逆循环,设备安装维修 方便,容积利用系数比较高,适合于常温和高温干燥,干燥周期 相对较短,干燥质量较高,能够满足较高质量的干燥要求。缺点 是:由于通风机在干燥室的端部,要保证干燥室内的气流速度沿 材堆长度方向比较均匀,干燥室的长度受到限制,一般材堆实际 长度不宜超过 8m,最佳长度以 6m 为好;木材的装载量相对顶风 机型干燥室要少, 干燥室内沿长度方向的斜壁角度如选定不当或 通风气道设置不好, 会严重影响干燥室内材堆断面上的气流速度 的均匀性。 侧风机型干燥室是通风机位于干燥室内材堆的侧边, 沿材堆 长度方向均匀摆放。其通风机的数量基本同顶风机型,确定的方 法相同。它的优点是:结构比较简单,干燥室的容积利用系数比 较高,投资较少,设备安装维修方便。缺点是:材堆的气流循环 速度分布不均匀,不能形成可逆循环,影响木材的干燥均匀性。 除上述三种干燥室外, 木材干燥生产中还有长轴型 (纵轴型) 干燥室、短轴型(横轴型)干燥室、喷气型干燥室等。这几种形 式的干燥室, 随着木材干燥技术的发展已不能满足木材干燥生产 的要求和需要,或因采用新的技术而逐渐被淘汰。 常规木材干燥室所使用的干燥介质有湿空气、 过热蒸汽和炉 气三种。采用湿空气作为干燥介质的占绝大多数。采用炉气作为 干燥介质的干燥室目前逐步或已被炉气间接加热的形式所代替。 这种加热方式是在干燥室内安装了金属铁管, 炉气在铁管中流动 使铁管被加热并向室内散发热量,将干燥室内空气的温度升高, 以此达到干燥木材的目的。 这种干燥方法所采用的干燥介质也属 于湿空气,只是加热湿空气的热源与蒸汽加热的形式有所不同。 采用过热蒸汽作为干燥介质的干燥室目前比较少, 因为过热蒸汽 的基本条件是干球湿度必须大于 100 ℃,湿球温度必须等于 100℃。在实际生产中,因干燥设备的原因,可以将湿球温度的 条件放宽到 95℃以上。采用过热蒸汽作为干燥介质,对于干燥 比较薄且易于干燥的木材是很有效的,它时间短、速度快,能满 足木材生产的基本要求。但对于干燥比较厚且难干燥的木材,目 前在干燥工艺和干燥设备方面还有待于进一步研究。 第二节常规木材干燥室的简单工作原理 顶风机型干燥室、 端风机型干燥室和侧风机型干燥室虽然因 干燥室内通风机放置的位置不同而名称不同, 但其工作原理是基 本相同的。 基本都是干燥室内的干燥介质先经过加热以后再通过 材堆,使木材接受热量,得到干燥。当通风机启动后,造成干燥 介质在干燥室内的强制循环, 干燥室内的加热器一般都安装在通 风机附近,通风机启动后,首先将干燥介质吹向加热器,使干燥 介质的温度升高,然后再将经过加热的干燥介质吹向材堆,使木 材的温度升高。干燥介质在通过材堆后,其温度降低了,而通风 机又将它吹向加热器使它的温度升高,然后又吹向材堆,让木材 具有一定的温度。 这样周而复始的工作, 使木材达到干燥的目的。 顶风机型干燥室和侧风机型干燥室内材堆中的气流循环方式是 基本相同的, 干燥室内的气流循环方向是沿材堆的高度和横向运 行,即垂直—横向运行。不同之处是,顶风机型干燥室的气流循 环是可逆的;侧风机型干燥室的气流是不可逆的。端风机型干燥 室内的气流循环方向是沿材堆长度和横向运行的, 即水平—横向 运行,气流循环是可逆的。 第三节常规木材干燥室的组成及各部分的作用 常规木材干燥室必须要满足木材干燥生产的工艺要求, 主要 是要满足木材干燥过程中所需要的木材干燥外部条件, 即木材干 燥所需要的合理的温度、湿度和气流速度的条件,所以组成常规 木材干燥室的部分都是围绕这三个基本条件进行配备的。 一个完 整合理的常规木材干燥室必须具有供热系统 (合理的温度条件) 、 调湿系统(合理的湿度条件)和通风机系统(合理的气流循环速 度条件)以及为其配套的其他系统,如检测系统、控制系统和操 作管理间等。 一、干燥室壳体、大门和运载装置 1、干燥室的壳体 常规木材干燥室的壳体目前有全金属壳体、全砖砌体两种。 全金属壳体的干燥室,其全部壳体都是由金属材料制造的。 壳体的内层是用平滑光洁的铝板胶拼接或焊接的, 中间镶有支撑 内外铝板的金属骨架, 并填有具有保温性能的岩棉板或其它保温 材料,外层是用压有棱形的铝板拼接而成,整体效果美观整洁。 全金属壳体的内部材料之所以采用金属铝板, 主要是因为铝具有 耐弱酸的能力。木材在干燥过程中会释放一些有机挥发物质,这 些物质中弱酸的数量较多,易腐蚀干燥室的壳体。采用金属铝板 可以避免干燥室的壳体受到腐蚀,延长干燥室的使用寿命,保证 木材干燥生产的正常进行。干燥室的外部壳体,目前有采用压型 金属铝板的,也有采用多彩色压型金属板的,这要根据企业生产 环境的要求而定。 全砖砌体的干燥室,其壳体是由砖和混凝土垒制而成的墙 体,墙体的厚度和地基根据所在地区的常年温、湿度环境及地层 情况而定。内墙壁用防酸水泥抹平,墙体中有钢筋材料支撑。墙 中间的夹层填有保温材料,可以是珍珠岩或岩棉等。外墙面壳根 据需要,有的露明砖,有的用水泥抹平并涂刷涂料。全砖砌体干 燥室的投资金属壳体少,但墙体容易裂缝,造成干燥室的密封性 差、干燥周期长,对干燥质量也有影响。 2、干燥室的大门 干燥室的大门有对开式、吊挂式和折叠式等种类。我国比较 常见的对开式和吊挂式两种。对开式大门为两扇门,大门的内壁 用金属铝板拼接或焊接,门的内侧边缘处镶有耐高温密封橡胶 条,中间镶有金属支撑骨架。大门的外层有的采用金属铝板,有 的采用钢板,有的采用其它金属拼接或焊接而成。大门具有压、 锁紧装置,以利于大门的密封。吊挂式大门为一整扇的大门,由 专用的启门器开启。大门内壁是由金属铝板拼接或焊接而成,边 缘处用耐高温密封橡胶条镶嵌。 中间有金属铝材料的骨架并镶填 保温材料,如岩棉或岩棉板。大门的外壁用压有棱型的金属铝板 拼接而成。大门的四边用型铝固定。这种大门的重量比较轻,操 作方便,密封性好,不易损坏,耐腐蚀。 大门是干燥室的一个主要部分, 它关系到干燥室密封性的整 体性能, 所以要求干燥室的大门要开启方便, 重量轻, 密封性好, 耐腐蚀。 3、干燥室的运载装置有轨道式和叉车式两种。轨道式又分 双轨道式和单轨道式。木材装载量比较大的一般都是双轨道式, 装载量比小的采用单轨道式。 在干燥室内的轨道上放有装载被干 木材的材车,材车的长度与干燥室内部的长度基本相同。材车在 轨道上能自如运行。材车的运行有的采用卷扬机带动,有的依靠 人力推动或拉动,其中后者采用的比较多。采用叉车运载装置的 干燥室, 里边没有轨道。 被干木材按叉车吨位的要求堆积好以后, 有叉车装入干燥室内, 并在干燥室内堆放成干燥工艺所要求的形 状。叉车的运载吨位一般都在 2t 以上。 二、供热系统及作用 供热系统的作用是加热干燥室内的干燥介质, 提高和保持干 燥室内干燥介质的温度。它应能均匀放出足够热量,能灵活可靠 地调节被传递的热量, 即调节干燥室内干燥介质的温度, 在高热、 高湿的环境下具有很好的坚固性。 供热系统是干燥室最重要的组成部分, 它包括加热器和部分 蒸汽管路。加热器的形式有螺旋绕片式、串片式和双金属翅片式 三种。 现在木材干燥设备采用较多的是螺旋绕片式和双金属翅片 式加热器。这类加热器形体轻巧,安装方便,散热面积大,传热 性能良好。加热器的数量根据干燥室装载量的大小确定,加热器 的散热面积在 40—500m 之间不等。蒸汽管路将加热器连接起来 构成干燥室的供热系统。 加热器的规格可参考有关制造生产厂家的产品介绍。 三、调湿系统及作用 调湿系统的作用是提高和保持干燥室内干燥介质的相对湿 度,或降低和保持干燥室内干燥介质的相对湿度。它应能足够补 充干燥室内干燥介质所需要的水蒸汽(湿气) ,或能灵活调整和 排除干燥室内干燥介质中多余的水蒸汽(湿气) 。 调湿系统是干燥室重要的组成部分之一,它包括进排气 道、喷蒸管和部分蒸汽管路。 进排气道位于干燥室内的天棚上,以通风机为中心轴,分布 在通风机的前后或附近。对于顶风机型干燥室和端风机型干燥 室,因为通风机可以正反方向旋转,干燥室内的气流循环方向是 可逆的,进排气道的工作方式就具有互换性。当通风机旋转时, 它的正压区是向干燥室外排气, 它的负压区是从外边向干燥室内 吸进新鲜空气,以此来调整干燥室内干燥介质的相对湿度。通风 机旋转方向改变,它的正负压区也随之改变,原来的排气道变成 进气道,进气道变成了排气道。对于侧风机型干燥室,因为通风 2 机是单方向旋转的,干燥室内的气流循环方向不具有可逆性,所 以进排气是各自独立的。 进排气道的形状有圆柱形和矩形两种, 气道上配有可开关的 碟阀, 并依靠碟阀开关量的大小来调整干燥室内干燥介质的相对 湿度。对进排气道的要求是,配置合理,开关灵活,密封性好, 具有一定的耐腐蚀性。 喷蒸管位于干燥室内通风机附近,喷蒸管一般采用直径为 20—25mm 的钢管,它的一端是封闭的,另一端与蒸汽管路连接。 管壁上有直径 3~4mm 的小圆孔,孔的间距为 200~300mm。管内的 蒸汽从这些孔中喷射到干燥室内,以提高干燥室内的相对湿度。 进排气道和喷蒸管都属于干燥室的调湿系统, 但它们在木材 干燥过程中绝对不能同时使用。 木材在干燥过程中分热湿处理阶 段和纯干燥阶段,在这两个阶段中,调整干燥室内干燥介质的相 对湿度所采用的调湿设备是不一样的,根据木材干燥状态的不 同, 只能采用一种, 而不能同时使用, 即当木材需要热湿处理时, 就要先关闭进排气道,然后再打开喷蒸管向干燥室内喷射蒸汽, 提高干燥介质的相对湿度,以达到对木材进行热湿处理的目的; 当木材处于纯干燥阶段时,喷蒸管一定要关闭,干燥室内的相对 湿度完全依靠进排气道调整,相对湿度低时,将进排气道开小一 些甚至完全关闭。也就是说,木材处于热湿处理时,使用喷蒸管 作为调湿设备;木材处于纯干燥状态时,使用进排气道作为调湿 设备。这一点应特别注意。 四、通风机系统及作用 在干燥室中, 采用通风机系统促使气流围绕被干木材作强制 定向循环, 使干燥介质与加热器之间及干燥介质与被干木材之间 进行合理的热交换, 使被干木材表面的水分能在比较适宜的气流 速度下较均匀地蒸发,以保证木材干燥的均匀性和干燥周期。 在现代常规木材干燥室中,通风机系统主要由两大部分组 成,即交流电动机和通风机。交流电动机采用直接在干燥室内安 装,它能耐高温、防潮和防腐蚀,一般在干燥室内温度达 110℃ 时可连续运转。电动机的功率有 1.5KW、2.2KW、3.0KW 等几种。 通风机是轴流式的,风机的叶片有 6 片、8 片两种,叶片一般采 用对称形的较多,叶片安装角度一般为 20 —25 。在木材干燥设 备的使用和生产中, 通风机的大小一般是根据通风机叶轮的直径 来确定的,以直径是 1m 的通风机叶轮为界,直径大于 1m 的叫做 十几号(No)风机,直径小于 1m 的叫做几号(No)风机.例如, 风机叶轮直径是 0.8m,就叫做 8 号(No8)风机,风机叶轮直径是 1m,就叫做 10 号(No)风机。常规木材干燥室中常用的风机直径 一般在 0.6m、 0.8m、 1.0m, 即 6 号、 8 号、 10 号(No6、 No8、 No10) 等几种风机号。根据风机大小的不同,匹配的电动机的功率也不 同。风机号比较大的,需要匹配功率大的电动机,风机号比较小 的, 可以匹配功率比较小的电动机。 一次装载量在 30m 以上木材 的干燥室,一般采用≥6 风机,匹配的电动机功率≥2.2kW。一 次装载量在 30m 以下的木材干燥室, 一般采用 6 号风机, 匹配的 电动机功率为 1.5—2.2kw. 随着木材干燥技术的发展, 人们对木材干燥设备中通风机系 统的要求逐渐得到重视。从木材干燥技术的角度讲,木材中存在 着两种水分:自由水和吸着水。木材在干燥过程中首先蒸发或排 除自由水时,不会产生收缩变形。为此,有关专家学者经过实验 认为,在干燥前期(木材含水率≥30%) ,可以让木材中的水分快 速蒸发或排除, 即让木材处于快速干燥阶段状态。 在干燥后期 (木 材含水率≤30%) ,可以让木材中的水分比较缓慢一些蒸发或排 3 3 0 0 除,即让木材处于减速干燥状态。根据这一观点,在干燥室内合 理地配备加热器的条件下, 调整流过材堆的气流循环速度是解决 木材快速干燥或减速干燥问题的关键。 通过调节或改变通风机系 统电动机的转速,就可以调节干燥室内气流循环速度的大小。改 变电动机转速的方法目前有两种:一种是采用双速或三速电动 机,这种电动机分高、中、低三个固定转速;另一种是采用变频 装置,通过调整供给电动机电源的频率来改变电动机的转速。这 种变频装置可以对电动机进行无极调速。有关专家学者建议,在 有条件的情况下,干燥室内通风机最好能调速,在保证木材干燥 质量的前提下,就要以缩短干燥周期,节约电能达 30%,大大降 低干燥成本。总之,采用变频装置调节干燥室内气流循环速度的 大小,要根据被干木材的情况来确定。 五、检测系统及作用 木材在干燥过程中需要对干燥室内干燥介质的温湿度状态、 木材实际含水率的变化情况、 加热器内的蒸汽压力和电动机的运 行情况进行实时检测,以便合理地按木材干燥工艺条件执行,保 证木材干燥质量和干燥周期。如果干燥设备条件允许,还可以进 行木材内部材心温度的检测和干燥室内气流循环速度(风速)的 实时检测, 这对更好地按木材干燥工艺条件进行木材干燥极为有 利。为了便于计算干燥成本,在干燥设备的主蒸汽管路上还安装 了蒸汽流量计,以计量木材干燥过程中的蒸汽耗量。 1、温度检测 干燥室内干燥介质温度的检测一般采用 Pt100 型热电阻式 温度计,其电阻材料是铂,测量范围多在-50—+200℃。与之相 配套的测量仪表种类很多,以数字显示仪表最为普遍。这种仪表 纯显示型和智能化控制型。 手动控制的干燥设备采用纯显示数字 仪表的比较多; 半自动或全自动控制干燥设备采用智能化控制数 字仪表的比较多。电阻式温度计的灵敏度和精度都比较高,测温 可靠,不易发生故障,可远距离测量和多点测量,易于干燥设备 的自动控制和计算机的智能管理, 是适合于木材干燥设备使用的 比较理想的温度计。 2、相对湿度检测 干燥室内干燥介质相对湿度的检测用干湿球温度计的比较 多,就是用两支 Pt100 型热电阻式温度计,其中一只热电阻用医 用脱脂棉纱布包好,并将纱布浸入水中,即为湿球温度计;另一 只热电阻不包脱脂纱布,是干球温度计。与之配套的数字仪表又 分为独立式和组合式的。 其中组合式的属于木材干燥设备专用型 仪表,独立式的可以选用与干球温度计相同的温度计和仪表。 干湿球温度计在干燥室内的安装及使用方法, 在有关的干燥 设备技术说明书中都有详细叙述,在使用前一定要认真阅读。需 要强调的是,湿球温度计的纱布最好包 3—4 层,太薄或太厚都 会产生测量误差。 3、木材实际含水率的检测 木材干燥生产过程中木材实际含水率的检测一般采用检验 板测量法和电测仪表法。 电测仪表法采用电阻式含水率计的比较多。 这个仪表一般都 被组装在干燥设备的控制柜中或带有温、湿度计的仪表箱上。 另外, 干燥室内加热器中蒸汽压力的检测一般采用指针式蒸 汽压力表。通风机系统的电动机运行状态,采用安装在干燥设备 操作台上的电流表间接监视。 用于计量蒸汽管路蒸汽流量的仪表一般采用孔板式流量计 或蒸汽旋涡流量计,但木材干燥生产中应用的还不普遍。 目前,在木材干燥生产中所使用的干燥设备,用来检测木材 材心温度和气流循环速度的装置还很少或没有, 但随着木材干燥 技术的发展和对木材干燥质量要求的不断提高, 这些装置将被重 视和应用。 六、控制系统及作用 在整个木材干燥生产过程中, 本质是干燥介质作用于木材的 过程,而这个过程的控制实际上是对干燥介质条件的控制。在与 木材干燥有密切关系的参数中,主要就是干燥介质的温度和湿 度。而干燥介质的气流循环速度,因电动机的转速是一定的,其 循环速度也就一定了,一般不作为控制对象。 常规木材干燥室采用采用干燥工艺条件的核心内容是含水 率干燥基准, 干燥介质的温度和湿度是与木材在干燥过程中实际 含水率的变化相对应的。因此,若对干燥过程进行控制,必须要 随时检测木材的实际含水率, 根据木材含水率所在的干燥基准的 阶段来控制干燥介质的温度和湿度。所以,干燥室控制系统的作 用就是适时地测量干燥室内干燥介质的温度、湿度和平衡含水 率,以及被干木材在干燥过程中的实际含水率等。按照给定的干 燥工艺条件,控制各执行机构的工作,合理的调节干燥介质的温 度、湿度和平衡含水率,以完成整个木材干燥过程。 干燥室的各执行机构是相对独立的, 调整干燥介质的温度由 加热器阀门完成; 调整干燥介质的湿度由喷蒸管阀门和进排气道 阀门完成。 干燥室的控制系统一般都安装在干燥室的管理间内, 由操作 人员负责管理。有手动控制系统和自动控制系统两种。 干燥室的手动控制也叫人工控制。其主要操作过程是:木材 实际含水率的变化数值需要通过对检验板的称重并用计算公式 计算后获得。 干燥介质的温度控制是通过观察检测系统中的干球 温度计的数值再调节加热器的手动阀门来实现的。 干燥介质的湿 度控制根据被干木材是处于热湿处理阶段还是处于干燥阶段这 两种情况分别进行控制, 但都要通过观察检测系统的湿球温度计 的数值来进行相应的控制。被干木材处于热湿处理阶段时,要开 启和调节喷蒸管的手动阀门控制干燥介质的湿度; 被干木材处于 干燥阶段时, 要开启和调节进排气道的手动开关盖门控制干燥介 质的湿度。 通风机的换向控制依靠定时启动和关闭电动机的电钮 来完成。 手动控制系统的干燥室, 要求操作者具备一定的木材干燥基 础知识和木材干燥生产技术,并具有一定的生产实践经验。对于 初学者,最好要经过技术培训才能上岗操作。手动控制系统的灵 活性很强,利于初学者学习木材干燥操作技术,也易于操作者不 断积累生产经验,但它存在着劳动强度大、劳动条件差、对工作 责任心不强的操作者不能保证干燥质量等缺点, 所以自动控制系 统逐步取代手动控制系统势在必行, 是木材干燥技术发展和生产 的需要。 干燥室的自动控制包括半自动系统和全自动控制系统。 半自动控制是在手动控制基础上, 干燥介质的温度和湿度控 制是通过温度控制仪表、电动调节阀门和电动执行器实现的。温 度控制仪表代替了手动控制的只读式温度仪表。 电动调节阀分别 安装在加热器和喷蒸管的主管路上, 代替了人工控制的手动加热 器和喷蒸管的阀门,电动执行器代替了进排气道的手动开关。而 木材实际含水率的检测仍要通过检验板获得, 现在也有很多的系 统安装了木材含水率检测仪表。 半自动控制系统是根据干燥基准的不同阶段进行分段控制 的,也就是当一个阶段的控制结束后,要从新设定下一个需要控 制的干球温度和湿球温度的数值,再进行新的阶段性控制。每一 阶段都要设定干球温度和湿球温度的数值,一直到干燥过程结 束。 半自动控制系统的工作过程是, 按干燥基准的要求事先设定 好干燥介质的干球温度和湿球温度的范围或具体数值。 在木材干 燥过程中通过干球温度传感器和湿球温度传感器检测到干燥室 内干燥介质的干球温度和湿球温度的实际数值, 再与温度控制仪 表设定数值相比较,如果实际检测值与设定值不一样,则温度控 制仪表将发出信号给电动调节阀或电动执行器并让它们工作, 对 干湿球温度进行控制。 对于干燥介质的干球温度,当实测值高于仪表的设定值时, 仪表输出信号让电动调节阀关小或完全关闭, 停止向加热器输送 蒸汽,以此来降低干燥室内干燥介质的实际温度,并使其达到设 定值。当实测值低于仪表的设定值时,仪表也输出信号,让电动 调节阀加大开启量或完全打开,向加热器输送蒸汽,以提高干燥 室内干燥介质的温度, 并使其达到设定值。 干球温度的控制精度, 根据所使用的电动调节阀的种类不同而有所不同。 电动调节阀有 电气调节和电磁两种。电气调节阀属于连续量调节,它可以根据 温度的设定值,在蒸汽管路的蒸汽压力一定的情况下,阀门的开 启量可以相对一定,使输送到加热器的蒸汽量相对稳定,以达到 按设定值控制干球温度的目的。这种阀门的控制精度比较好,但 价格比较高。电磁阀属于开关量调节,它不能进行相对稳定的调 节。温度低时它得到信号后就全打开,湿度高时它得到信号就全 关闭。这种阀门的控制精度差,但价格低。有的电动调节阀甚至 比电磁阀的价格高十几倍。 对于干燥介质的湿球温度它与手动的情况一样。 被干木材处 于热湿处理时,当实测值高于仪表设定值时,仪表输出信号让电 动调节阀关小或完全关闭,停止向喷蒸管输送蒸汽,以此降低干 燥室内干燥介质的湿度,并使其达到设定值。当实测值低于仪表 的设定值时, 仪表也输出信号, 让电动调节阀开启量加大或打开, 向喷蒸管输送蒸汽,以提高干燥室内干燥介质的湿度,并使其达 到设定值。用于喷蒸管的电动调节阀,采用电磁阀的较多,但一 些进口干燥设备采用的都是电气调节阀。 被干木材处于干燥阶段 时,如实测值高于仪表的设定值,仪表输出信号让控制进排气道 的电动执行器工作,打开或开大进排气道的盖门,以引降低干燥 室内干燥介质的湿度,并使其达到设定值,当实测值低于仪表的 设定值时, 仪表也输出信号让电动执行器开小或完全关闭进排气 道盖门,以此提高干燥室内干燥介质的湿度。电动执行器可以有 开关量控制和连续量控制两种方式。以连续量控制为最佳方式, 但对安装电动执行器的连杆机构要求的精度要高, 否则易使进排 气道盖门产生误动作,影响木材干燥过程的正常进行,在干燥设 备中利用一台电动执行器驱动连杆机构来带动进排气道盖门的 开启占大多数,主要是因为设备的造价可以降低,但极易产生进 排气道盖门开关不同步,因连杆机构安装精度不高,使电动执行 器出现闷车,导致电动执行器损坏等现象。有的为了避免这个问 题的出现, 将每列进排气道用一套连杆机构和一台电动执行器控 制。一般每台干燥设备都是两排进排气道,由两台电动执行器进 行控制。干燥设备条件比较好的和一些进口的干燥设备,其进排 气道的控制采用独立的小电动机控制。即不用连杆机构,而是在 每个进排气道口上安装一个小电动机, 以驱动进排气道盖门的开 关并控制其开关量的大小。小电动机的工作都是同步进行的,它 们同时得到相同的电量,以保证每个进排气道盖门开关量的同 步。这种设施控制精度高,避免了连杆机构方式易出现的问题, 但设备造价高,一般采用的较少。 近几年,半自动控制也有了一些改变,主要是在控制仪表方 面的改进。由过去干湿球温度分别独立放置改变组合形式,即将 干球温度的控制仪表和湿球温度控制仪表都集中放置在一个机 箱内, 在机箱的面板上刻有干球温度和湿球温度的显示窗口和调 节键或旋钮。采用国外技术组装的或进口干燥设备控制仪表,一 般不用湿球温度控制仪表, 而是采用平衡含水率控制仪表与干球 温度控制仪表相配合来间接检测干燥室内干燥介质的湿度。 检测 平衡含水率的传感器是由一个金属测试架和湿敏纸片或感湿木 片及一组导线组成,湿敏纸片或感湿木片被夹在金属测试架上, 导线连接到控制仪表上。平衡含水率仪表的应用,避免了因湿球 温度计的纱布和水盒处理的不合适而造成的检测湿球温度经常 出现的误差,省去了安装水盒的麻烦。但平衡含水率控制仪表也 有不足之处,主要是湿敏纸片,尤其是感湿木片有时会产生反映 滞后的现象;湿敏纸片或感湿木片不能淋上冷凝水和喷上水蒸 汽, 否则控制系统将会产生误动作, 而影响干燥过程的正常进行。 另外,大部分的仪表机箱内还装有测量木材实际含水率的仪表, 多数为直流电阻式木材测湿仪。 全自动控制系统的干燥室是干燥设备在运行过程中无须人 工操作, 只在开始时按被干木材的树种和规格确定合适的干燥基 准,并将干燥基准按程序要求输入到控制系统中,系统启动运行 后一直到结束的装置。 系统停止工作, 就说明全部干燥过程结束。 全自动控制系统比半自动控制系统更进了一步。 它把半自动 控制系统的分阶段性控制通过计算机软件程序和硬件的连接, 将 阶段性控制变成了连续性控制。 它将检测到的木材实际含水率作 为参数参与控制。按含水率干燥基准的条件,根据检测到的木材 实际含水率数值来调整干燥介质的温湿度。 它的执行机构与半自 动控制系统的相同。 全自动控制系统装有工业控制专用的计算机 (简称工控机) , 将计算机技术应用到了干燥设备控制系统中。 由于应用了计算机 技术,使控制系统的控制水平有了很大的提高,木材干燥质量得 到了进一步的保证,但因为全自动控制系统的造价相对都比较 高,目前还没有得到更广泛的应用。 随着科学技术的发展,个人计算机,也就是我们经常见到的 电子计算机、微型计算机等也应用到干燥设备中。但需要说明的 是,将个人计算机应用到干燥设备中,不能就此断定干燥设备是 全自动控制系统的。 有的半自动控制系统干燥设备也可以应用个 人计算机。 因为个人计算机应用到干燥设备中是起到一个观测或 检测窗口的作用, 即通过个人计算机的屏幕能够知道或掌握干燥 室内干燥介质的温、湿度情况和被干木材实际含水率情况。由于 计算机内安装软件的不同,我们看到数据的形式也不同。在计算 机屏幕上一般都能分别以具体数字的形式、 曲线的形式和图形的 形式检测或观察到干燥室内干燥介质温、 湿度情况和被干木材实 际含水率情况。 虽然能通过计算机的键盘来操作干燥设备的一些 执行机构, 但那是通过个人计算机发出信号给干燥设备的自动控 制系统去操纵干燥室的个执行机构。 个人计算机的键盘实质是起 到一个干燥设备自动控制系统控制柜上的按钮或旋钮的作用。 个 人计算机与自动控制系统是依靠软件的设置和数据的传输而连 接在一起的。 对干燥室真正起自动控制作用的是为干燥室专门安 装的半自动控制系统或含有工控机的全自动控制系统, 而不是个 人计算机。 那种认为只要有个人计算机的干燥设备就是全自动控 制干燥室, 没有配备个人计算机但确实是全自动控制系统的干燥 设备就是半自动控制系统干燥室的观点是错误的。 七、回水系统及作用 干燥室的回水系统包括疏水器、 旁通阀门和安装在疏水器前 后的两个维修手动阀门。回水系统的核心是疏水器,它的作用是 排除加热器中的凝结水,阻止加热器内的蒸汽流失,从而提高加 热器的传热效率,节省蒸汽。同时还可以保持加热器散热均匀, 保证木材干燥的均匀性。 疏水器的种类比较多。 木材干燥设备中常用的有热动力式疏 水器和静水力式疏水器,其中热动力式疏水器偏多一些。关于疏 水器的工作原理及选用方法,有关教材和书籍都有详细介绍,在 此不作叙述。 回水系统在干燥设备中是比较重要的部分之一。 除了疏水器 本身以外,它周围的三个手动阀门也比较重要。疏水器前后的手 动阀门是为了防止疏水器一旦需要维修时便于疏水器的拆卸而 设置的。例如,干燥室在正常工作时,疏水器出现了故障需要维 修,但要保证干燥室继续正常运行。此时若要拆卸疏水器势必会 发生蒸汽泄露,对维修人员的安全造成威胁。如果在疏水器的前 后安装有手动阀门,当疏水器出现故障需要维修时,可以首先将 疏水器前后的手动阀门关闭,然后再拆卸疏水器对其进行维修, 这样就避免了蒸汽的泄露, 也不会对维修人员的人身安全造成威 胁。当疏水器维修完毕后,马上再打开疏水器前后的手动阀门, 疏水器转入正常工作状态, 所以疏水器前后的阀门属于用作维修 的阀门。与疏水器并列的有一个手动阀门,这个阀门叫做疏水器 的旁通阀。它有两个作用:其一是用于维修疏水器时使用的。当 疏水器需要维修时,要保证加热器正常工作,防止加热器里边滞 留凝结水,在关闭疏水器前后的手动的同时,再打开旁通阀门, 暂时让加热器里边连水带蒸汽一块排除。 这样既不会影响加热器 的正常工作,又能正常维修疏水器。待疏水器维修完毕后,将旁 通阀门关闭,打开疏水器前后的阀门,使回水系统进入正常工作 状态。其二是当干燥室刚刚开始运行时,为了迅速排除停留在加 热器中的凝结水,在向加热器供汽的同时,将旁通阀门打开几分 钟以后再关闭, 让加热器里边的凝结水在具有一定压力蒸汽的推 动下快速排除,使加热器能在比较短的时间内进入正常工作状 态, 所以回水系统中的每个手动阀门都有一定的作用, 不能缺少, 否则一旦疏水器出现故障, 干燥室的供热系统只有停止工作后才 能对其进行维修,影响了干燥周期,甚至会影响到干燥质量,这 对正常的木材干燥生产是不利的。 需要指出的是, 国内安装的干燥室有相当数量干燥设备的回水系 统没有安装疏水器前后的手动维修阀门, 只有一个疏水器和与之 并列的旁通阀门。这种安装方式,对疏水器出现故障后在维修时 还要保证干燥室加热器的正常工作丝毫没有作用, 而且只能让加 热器停止工作才能维修疏水器。这一点应当尽快纠正,应当让干 燥室的回水系统全面完善,真正发挥作用,以保证每一干燥周期 的连续性。