飼料制粒蒸汽原理及應(yīng)用

1、2011/4/Steam for Feed Pelleting飼料制粒的蒸汽原理及應(yīng)用飼料制粒的蒸汽原理及應(yīng)用Guiguo ZhangDepartment of animal science and technology, shandong agricultural university2011/4/蒸汽冷凝蒸汽冷凝 蒸汽在降溫之后會(huì)凝結(jié)成水, 并且釋出潛在的汽化熱. 在降壓的過程中, 冷凝水會(huì)吸收由蒸汽因?yàn)閴毫Σ钏懦鰜淼臒崃慷袡C(jī)會(huì)再汽化. 讓冷凝水積留在管路內(nèi)會(huì)降低整個(gè)蒸汽系統(tǒng)的放熱量, 所以一旦有冷凝水生成就要盡快的設(shè)法從管路中排除掉. 蒸汽在調(diào)質(zhì)筒中跟物料產(chǎn)生熱交換, 造成物料生溫.

2、 2011/4/蒸汽分類蒸汽分類 干蒸汽干蒸汽“干的飽和蒸汽”的簡(jiǎn)稱, 完全不帶霧滴的蒸汽. 濕蒸汽濕蒸汽 “干蒸汽”的反義詞, 指帶有相當(dāng)多霧滴的蒸汽. 飽和蒸汽飽和蒸汽在一定的壓力下, 溫度恰好是“飽和蒸汽表”上的度數(shù)的蒸汽. 這種蒸汽稍一散熱就馬上冷凝成水. 過熱蒸汽過熱蒸汽過熱蒸汽指的是在一定壓力下, 比飽和蒸汽熱度還要高的蒸汽. 這種蒸汽在散熱時(shí), 必須讓溫度先降到飽和溫度之后, 才能夠再進(jìn)一步的把水放出來.2011/4/蒸汽在制粒過程中扮演的角色蒸汽在制粒過程中扮演的角色 加 濕濕. 加 熱熱 以提高物料的 溫度溫度. 以加熱的方式, 對(duì)物料進(jìn)行蒸煮.2011/4/調(diào)質(zhì)器里的壓力與

3、蒸汽溫度調(diào)質(zhì)器里的壓力與蒸汽溫度 在調(diào)質(zhì)器里是沒有壓力的, 其壓力正好等于或者略高于外面的氣壓值. 在沒有壓力的情況下,注入調(diào)質(zhì)器里的飽和蒸汽, 從噴嘴噴出時(shí)的溫度,在理論上是正好100攝氏度,實(shí)際上會(huì)稍高一兩度,但是不應(yīng)超過103攝氏度. 2011/4/用飽和蒸汽調(diào)質(zhì)的加濕和生溫上限每1%的蒸汽加濕, 可以為物料帶來大約14攝氏度的昇溫.物料太濕也不利于打粒, 雖然理論上是說最高可以達(dá)到18%,但是一般上到了1617%就開始會(huì)有當(dāng)機(jī)的現(xiàn)象.Example: 調(diào)質(zhì)后的料溫以82攝氏度為上限, 調(diào)質(zhì)前的料溫和含水率分別是25攝氏度和12%, 可能的蒸汽加注量=(82-25)/14=4% 調(diào)質(zhì)后可

4、能的物料含水率=12+4=16%2011/4/水份水份、溫度和熱能的平衡溫度和熱能的平衡改變蒸汽的注入量, 將同時(shí)改變水份、溫度和熱能的平衡.不同壓力的蒸汽帶有不同的熱含量, 但是相差不大. 改變制粒機(jī)的產(chǎn)出量會(huì)影響到調(diào)質(zhì)的滯留時(shí)間.改變調(diào)質(zhì)機(jī)漿軸的迴轉(zhuǎn)數(shù)會(huì)影響到物料和蒸汽混合的均勻度.不同的配方、不同來源的原料、不同的原料儲(chǔ)存狀況,甚至不同的生產(chǎn)月份, 調(diào)質(zhì)的條件都有差異,沒有所謂一成不變的法則.是有許多其他的加濕的方法可以被考慮,但是在進(jìn)入調(diào)質(zhì)時(shí)還是要加足蒸汽才能夠達(dá)到制粒所需的溫度, 而且不管是那種方法都不應(yīng)該妨害到應(yīng)有的制粒產(chǎn)能.2011/4/飽和蒸汽和過熱蒸汽飽和蒸汽和過熱蒸汽在昇溫

5、效果上的差異在昇溫效果上的差異飽和蒸汽飽和蒸汽: 100: 100 deg.C at 0 kPa蒸汽由氣態(tài)變回液態(tài)所釋出的氣化熱 .2257 kJ/kg水從沸點(diǎn)降到調(diào)質(zhì)溫度所放出的熱含量(100 - 82) x 4.19 = 75.42 kJ/kg蒸汽降到調(diào)質(zhì)溫度時(shí)所釋放出來的總熱量2332.42 kJ/kg 過熱蒸汽過熱蒸汽: : 120 deg.C at 0 kPa蒸汽由氣態(tài)變回液態(tài)所釋出的氣化熱.2257 kJ/kg水從沸點(diǎn)降到調(diào)質(zhì)溫度所放出的熱含量(120 - 82) x 4.19 = 159.22 kJ/kg蒸汽降到調(diào)質(zhì)溫度時(shí)所釋放出來的總熱量2416.22 kJ/kg 谷物的比熱1

6、.55 + (0.0264 x W) kJ/kg/deg.C每1%蒸汽可能帶來的實(shí)際昇溫效果:- 飽和蒸汽飽和蒸汽15.0 deg.C- 過熱蒸汽過熱蒸汽15.6 deg.C2011/4/過熱蒸汽的調(diào)質(zhì)問題 過熱蒸汽較慢冷凝, 因?yàn)橐冉禍囟蟛艜?huì)放水. 如果以過熱蒸汽注入調(diào)質(zhì)器, 加熱和加濕的效果都會(huì)不完全. 來不及冷凝的蒸汽會(huì)從調(diào)質(zhì)器的開口冒出來, 或者上沖到喂料機(jī)之前的制粒前桶. 唯有用加長型的調(diào)質(zhì)容器, 或採用多筒式的調(diào)質(zhì)機(jī), 甚至放慢制粒機(jī)的產(chǎn)出量, 讓調(diào)質(zhì)的滯留時(shí)間有足夠的延長, 才有可能使用過熱蒸汽來調(diào)質(zhì).2011/4/蒸汽的調(diào)控與運(yùn)用蒸汽的調(diào)控與運(yùn)用2011/4/蒸汽的調(diào)控與運(yùn)

7、用蒸汽的調(diào)控與運(yùn)用1高壓供氣管6壓力表11安全閥2水汽分離器7減壓閥12凝氣瓣3凝氣瓣8低壓管13真空制動(dòng)器4分離閥9壓力表14流量控制閥5過濾器10溫度計(jì)15蒸汽噴嘴口2011/4/降壓和散熱 在減壓閥之后, 管路的設(shè)計(jì)著重于如何在蒸汽注入調(diào)質(zhì)器之前, 把多余的熱量拿掉. 在減壓閥到制粒機(jī)之間必需有足夠的散熱面積, 讓這些熱量能夠直接的輻射到大氣中. 根據(jù)實(shí)際的經(jīng)驗(yàn), 減壓閥到制粒機(jī)之間的管路至少要有六米以上的長度, 管徑要按照在這一段管路上的最小壓力的送氣需要來設(shè)計(jì). 這一段管路絕對(duì)不要加以保溫. 基于工業(yè)安全上的考量, 可以用柵欄網(wǎng)圍住.2011/4/水汽分離器及過濾器 水汽分離器及過濾

8、器都是在減壓閥之前的必要裝置. 水汽分離器可以確保通過減壓閥的蒸汽品質(zhì)都是一致的, 并且讓蒸汽更為干燥. 過濾器可以捕捉蒸汽中的異物, 防止對(duì)閥門的可能傷害.2011/4/距離和降壓的關(guān)系 在減壓之后需要多少時(shí)間才能夠讓壓力穩(wěn)定下來也是一個(gè)值得被考慮的問題. 蒸汽的流速在減壓閥之后通常還有高達(dá)2540米的秒速. 假如減壓閥到制粒機(jī)的管路距離太短, 根本就來不及讓管內(nèi)的蒸汽水份再度汽化, 或有效的透過管壁來散熱. 就是已經(jīng)有了足夠的管徑, 蒸汽也需要在走了相當(dāng)?shù)木嚯x之后, 才能夠讓壓力降下來.2011/4/流量閥到調(diào)質(zhì)器之間的蒸汽管路流量閥到調(diào)質(zhì)器之間的蒸汽管路 從流量閥開始, 一直到調(diào)質(zhì)筒之間

9、的所有管路和閥門絕對(duì)不可以有任何的保溫. 檢查檢查流量閥之后的管徑和噴嘴前的閥門大小是否適當(dāng), 流量閥之后的壓力不應(yīng)該比上游高出25%以上.2011/4/流量閥的操作要領(lǐng) 按照調(diào)質(zhì)溫度的需要, 配合喂料機(jī)的入料量, 以及環(huán)模的傳動(dòng)馬達(dá)的電流負(fù)荷來調(diào)整流量閥的蒸汽流量. 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn), 如果蒸汽到達(dá)流量閥的壓力只剩下100 kPa, 那么走到調(diào)質(zhì)筒噴嘴的蒸汽溫度就會(huì)是理想的103攝氏度. 不必太掛慮噴嘴口的蒸汽流速, 縱使蒸汽到達(dá)噴口之前只剩下67 kPa 的壓力, 依然可以讓蒸汽注入的瞬間流速高達(dá)300450米每秒. 減壓閥的壓力調(diào)得越高, 到達(dá)流量閥的壓力也相對(duì)的被提高, 同時(shí)也會(huì)造成過熱蒸汽注入調(diào)質(zhì)筒中.2011/4/摘要摘要鍋爐要以原廠所設(shè)計(jì)的最大出氣量來送氣.要有足夠的送氣管徑和適當(dāng)?shù)墓苈放渲? 到達(dá)減壓閥之前的所有管路和閥門一定要加以嚴(yán)密的保溫.管路上一定要有冷凝水排出裝置, 并且用凝氣瓣來自動(dòng)排出積水. 水汽分離