阅读说明：本技术 烘干线加热装置及方法 (Drying line heating device and method ) 是由 王杰 邓立锋 刘安阳 陈春兴 何伟 张深根 于 2020-06-22 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种烘干线加热装置,包括电加热管、运风马达、燃烧机、热风炉和风机,所述电加热管和运风马达间隔设置在输送线上方,所述电加热管、运风马达及两者下方的输送线被保温结构体包围,所述燃烧机和热风炉组装成一体,所述热风炉的进风口以回风管与保温结构体所包围的空间连通,所述热风炉的出风口以风道与风机的回风口连接,所述风机的送风口以送风管与保温结构体所包围的空间连通。本发明在原有电加热方式基础上进行改造,加设了燃烧加热方式,在白天电价较高时采用燃烧加热方式,在晚上采用原有电加热方式,两种方式按照设定时间进行切换控制,达到错峰用电的目的,与峰谷电价政策相适应,可以大大节省生产成本,平衡峰谷用电差异。(The invention provides a drying line heating device which comprises an electric heating pipe, an air conveying motor, a burner, a hot blast stove and a fan, wherein the electric heating pipe and the air conveying motor are arranged above a conveying line at intervals, the electric heating pipe, the air conveying motor and the conveying line below the electric heating pipe and the air conveying motor are surrounded by a heat insulation structure body, the burner and the hot blast stove are assembled into a whole, an air inlet of the hot blast stove is communicated with a space surrounded by the heat insulation structure body through an air return pipe, an air outlet of the hot blast stove is connected with an air return port of the fan through an air duct, and an air supply port of the fan is communicated with the space surrounded by the heat. The invention is modified on the basis of the original electric heating mode, additionally arranges a combustion heating mode, adopts the combustion heating mode when the electricity price is higher in the daytime, adopts the original electric heating mode at night, and carries out switching control according to the set time in the two modes, thereby achieving the purpose of peak-staggering electricity utilization.)

烘干线加热装置及方法

技术领域

本发明涉及工业生产的烘干工艺技术领域，特别涉及一种烘干线加热装置及方法。

背景技术

烘干线可用于各种具有一定湿度或粒度的物料烘干，烘干线设备具有结构合理、制作精良、操作简单可靠、产量高和运转方便等特点，因此在工业中应用较为广泛。

烘干线一般是通过加热提高温度方法对物料进行去湿处理的，烘干线可采用的加热方式有多种，电加热是比较常见的方式之一，如我厂现有的催化剂烘干线就是采用的电加热管加热。

烘干线采用电加热方式加重了电力供应负荷，浪费电资源，运行成本较高，特别是白天电费较贵更为明显，因此非常有必要对其加热方式及设备两个方面进行改造。

发明内容

为了解决上述技术问题，经过仔细研究和认证，本发明提供了一种烘干线加热装置，包括电加热管、运风马达、燃烧机、热风炉和风机，所述电加热管和运风马达间隔设置在输送线上方，所述电加热管、运风马达及两者下方的输送线被保温结构体包围，所述燃烧机和热风炉组装成一体，所述热风炉的进风口以回风管与保温结构体所包围的空间连通，所述热风炉的出风口以风道与风机的回风口连接，所述风机的送风口以送风管与保温结构体所包围的空间连通。

可选的，所述风机的主轴外套设有环形冷却水管，所述冷却水管的进水口和出水口通过水管与冷却水供应站连接。

可选的，所述燃烧机为燃气式且与天然气供应管道连接。

可选的，所述回风管与送风管上都电动风阀。

可选的，所述回风管设有多个回风口，各回风口相互间隔并均匀布置在保温结构体的侧壁；所述送风管设有多个送风口，各送风口相互间隔并均匀布置在保温结构体的顶部；所述回风口与送风口之间的距离不小于最小设定距离。

可选的，还包括控制器，所述保温结构体所包围的空间内和热风炉内都设置温度传感器，所述控制器分别与温度传感器、电动风阀、电加热管、运风马达、燃烧机和风机连接。

可选的，所述控制器包括信号电路和控制输出电路，其中，

所述信号电路包括信号选择开关S、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻R1、非门NG1和非门NG2，所述信号选择开关S设有温度下限信号端I3、温度上限信号端I4和馈电端I5；所述馈电端I5连接到直流电源V+，所述温度下限信号端I3连接到二极管D1的阳极；所述温度上限信号端I4连接到二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接到非门NG2的输入端，非门NG2的输出端连接到二极管D4的阳极，二极管D4的阴极和二极管D1的阴极连接到非门NG1的输入端，非门NG1的输出端连接到二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接到非门NG2的输入端，电阻R1的两端分别连接非门NG2的输入端和接地；

所述控制输出电路包括电阻R2、二级管D5、三极管T和继电器K，所述三极管T有基极B、集电极C和发射极E，继电器K有第一触点端I1和第二触点端I2；控制输出电路中的电阻R2第一脚连接到二极管D4的阴极和二极管D1的阴极，继电器K的第一触点端I1连接到交流电源的相线上，继电器K的第二触点端I2和交流电源的零线分别连接到风机的二个接线端上；电阻R2的第二脚连接到三极管T的基极B，三极管T的发射极E连接到地线，三极管T的集电极C连接到二极管D5的阳极和继电器K的线圈第二端，二极管D5的阴极和继电器K的线圈第一端连接到直流电源V+。

可选的，所述保温结构体的保温层采用耐高温且防火的岩棉材料制作，所述保温结构体设有进料口和出料口，所述输送线从进料口穿入保温结构体，从出料口穿出。

本发明还提供了一种烘干线加热方法，对有输送线穿过的保温结构体所包围的空间采用电热和燃烧热两种方式，其中：

所述电热在晚上使用，给设置在保温结构体所包围的空间内的电加热管通电，同时启动设置在保温结构体所包围的空间内的运风马达，提高保温结构体所包围的空间内温度；

所述燃烧热在白天使用，启动燃烧机，给电加热管断电，把燃烧机内的燃烧热量传导到热风炉，通过风机把保温结构体所包围的空间内的空气带入热风炉，空气在热风炉内被加热升温后，送回至保温结构体所包围的空间内，实现热风循环。

可选的，采用以下加热控制策略进行控制：

根据设定时间对电热和燃烧热方式进行选择和切换，白天切换为燃烧热方式，晚上切换为电热方式；

在白天，以燃烧天然气进行加热：

先根据待干燥物料的含水量计算所需要的天然气供应的理论值；

再采用以下公式计算燃烧机的天然气供应补偿量：

其中，Q表示天然气供应补偿量；K表示比例系数；t表示时间；S₀(t)表示天然气供应理论值；S₁(t)表示天然气供应实测值；T_i表示积分时间常数；T_d表示微分时间常数；

然后，以天然气供应补偿量对天然气供应的理论值进行修正后，用于对天然气供应量进行控制；

在晚上，通过控制电加热管的通电与断电，实现加热的温度控制。

本发明在原有电加热方式基础上进行改造，加设了燃烧加热方式，在白天电价较高时采用燃烧加热方式，在晚上采用原有电加热方式，两种方式按照设定时间进行切换控制，达到错峰用电的目的，与峰谷电价政策相适应，可以大大节省生产成本，平衡峰谷用电差异。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种烘干线加热装置立面视图；

图2为图1实施例的右视图；

图3为图1实施例的俯视图；

图4为控制器的信号电路和控制输出电路示意图。

图中：1-电加热管，2-运风马达，3-燃烧机，4-热风炉，5-风机，6-输送线，7-保温结构体，8-电动风阀，9-送风管，10-回风管，11-进水口，12-出水口，13-温度传感器，14-燃料接口，15-驱动电机，16-物料。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-3所示，本发明提供了一种烘干线加热装置，包括电加热管1、运风马达2、燃烧机3、热风炉4和风机5，所述电加热管1和运风马达2间隔设置在输送线6上方，所述电加热管1、运风马达2及两者下方的输送线6被保温结构体7包围，电加热管1和运风马达2采用员杆吊装方式固定安装在保温结构体7内的顶部，所述燃烧机3和热风炉4组装成一体，所述热风炉4的进风口以回风管10与保温结构体7所包围的空间连通，所述热风炉4的出风口以风道与风机的回风口连接，所述风机5的送风口以送风管9与保温结构体7所包围的空间连通。

上述技术方案的工作原理为：烘干线加热装置有两种加热运行方式，一是白天时段采用燃烧加热方式，燃烧机、热风炉和风机启动，风机通过回风管把保温结构体所包围的空间内的空气引入至热风炉，通过燃料由燃烧机引导在热风炉内燃烧，燃烧产生的热量使得空气温度升高，温度升高后的空气再通过送风管输送回保温结构体所包围的空间内，形成热风循环进行加热烘干；二是晚上时段采用电加热方式，燃烧机、热风炉和风机关闭，启动运风马达，给电加热管通电，由电加热管把电能转化为热量散发在保温结构体所包围的空间内，运风马达开启可以让在保温结构体所包围的空间内的空气形成对流，加速电加热管的散热，同时使得保温结构体所包围的空间内的空气温度更为均匀。

上述技术方案的有益效果为：在原有电加热方式基础上进行改造，加设了燃烧加热方式，在白天电价较高时采用燃烧加热方式，在晚上采用原有电加热方式，两种方式按照设定时间进行切换控制，达到错峰用电的目的，与峰谷电价政策相适应，可以大大节省生产成本，平衡峰谷用电差异。

在一个实施例中，所述风机5的主轴外套设有环形冷却水管，所述冷却水管的进水口11和出水口12通过水管与冷却水供应站连接。

上述技术方案的工作原理为：热风循环的空气温度较高，使得风机及其主轴处于较高的温度条件下工作，设置环形冷却水管从外部接入冷却水，用冷却水近距离对风机及其主轴进行降温处理。

上述技术方案的有益效果为：环形冷却水管的设置改善了风机与其主轴的工作条件，可以提高风机及其主轴的使用寿命，减少故障，缩短维护时间。

在一个实施例中，所述燃烧机3为燃气式，且通过燃料接口14与天然气供应管道连接；所述回风管10与送风管9上都电动风阀8；所述回风管10设有多个回风口，各回风口相互间隔并均匀布置在保温结构体7的侧壁；所述送风管9设有多个送风口，各送风口相互间隔并均匀布置在保温结构体7的顶部；所述回风口与送风口之间的距离不小于最小设定距离。

上述技术方案的工作原理为：在回风管与送风管上都电动风阀，当白天使得燃烧加热时，电动风阀打开，通过热风炉的加热和热风循环给保温结构体所包围的空间内输送高温空气进行加热，以保持烘干温度；当晚上采用电加热管加热时，电动风阀关闭，电加热管和运风马达通电运行，切断了保温结构体所包围的空间与送风管和回风管的空气流动，使得在保温结构体所包围的空间内的电加热管产生的热量不会沿风管菜发出来导致热量浪费。

上述技术方案的有益效果为：电动风阀的设置可以避免在晚上使用电加热管加热时，保温结构体所包围的空间内的热量不会沿风管向外散发，防止浪费热量及增加能耗。送风口和回风口都采用间隔均匀的布局，使得采用燃烧加热时送风在保温结构体所包围的空间内散发较快，有利于保证保温结构体所包围的空间内的温度场较为均衡，不会有部分区域温度高而其他区域温度低的情况，有利于提高烘干生产的效率。

在一个实施例中，还包括控制器，控制器可以安装在保温结构体7的外部壁面上，所述保温结构体7所包围的空间内和热风炉4内都设置温度传感器13，所述控制器分别与温度传感器13、电动风阀8、电加热管1、运风马达2、燃烧机3和风机5连接。

上述技术方案的工作原理为：白天采用燃烧加热时，控制器控制电加热管和运风马达断电，电动风阀打开，燃烧机和风机启动，通过温度传感器测量的温度情况，进行燃烧加热；晚上控制器控制切换为电加热管加热方式，电动风阀关闭，燃烧机和风机停止运行，电加热管和运风马达通电，把电能转化为热能散发在保温结构体所包围的空间内，并通过温度传感器进行温度控制，当温度达到控制范围的上限时停止加热，当温度下降至下限时重新开始加热。

上述技术方案的有益效果为：通过控制器的控制，可自动实现两种不同加热方式之间的切换，且控制精度提高，运行模式稳定。

在一个实施例中，所述控制器包括信号电路和控制输出电路，其中，

所述信号电路包括信号选择开关S、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻R1、非门NG1和非门NG2，所述信号选择开关S设有温度下限信号端I3、温度上限信号端I4和馈电端I5；所述馈电端I5连接到直流电源V+，所述温度下限信号端I3连接到二极管D1的阳极；所述温度上限信号端I4连接到二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接到非门NG2的输入端，非门NG2的输出端连接到二极管D4的阳极，二极管D4的阴极和二极管D1的阴极连接到非门NG1的输入端，非门NG1的输出端连接到二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接到非门NG2的输入端，电阻R1的两端分别连接非门NG2的输入端和接地；

所述控制输出电路包括电阻R2、二级管D5、三极管T和继电器K，所述三极管T有基极B、集电极C和发射极E，继电器K有第一触点端I1和第二触点端I2；控制输出电路中的电阻R2第一脚连接到二极管D4的阴极和二极管D1的阴极，继电器K的第一触点端I1连接到交流电源的相线上，继电器K的第二触点端I2和交流电源的零线分别连接到风机的二个接线端上；电阻R2的第二脚连接到三极管T的基极B，三极管T的发射极E连接到地线，三极管T的集电极C连接到二极管D5的阳极和继电器K的线圈第二端，二极管D5的阴极和继电器K的线圈第一端连接到直流电源V+。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过信号电路和控制输出电路让目标区域的温度测量数据和风机的运转联系起来，根据实时测量结果来调节风机的运转，可设置燃烧机与风机联动；可实现烘干温度的精确控制和保证物料的烘干质量。

在一个实施例中，所述保温结构体7的保温层采用耐高温且防火的岩棉材料制作，所述保温结构体7设有进料口和出料口，所述输送线6从进料口穿入保温结构体7，从出料口穿出，所述输送线6由驱动电机15驱动，输送线6把物料16从进料口送入保温结构体7所包围的内部空间，烘干后再从出料口移出。在保温结构体7所包围的内部空间可以设置除湿机，除湿机的连接有延伸至保温结构体7外的排水管。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：采用耐高温且防火的岩棉材料制作的保温层，在满足保温需要的同时，还可以防止火灾。设置除湿机可以便利内部空气含水量不会达到饱和，避免空气中水蒸汽的饱和导致物料无法进行烘干。

在一个实施例中，所述回风管10和送风管9采用镀锌钢板制作，回风管10和送风管9的管壁外侧都设有保温层和保护层，所述保温层采用耐高温且防火的岩棉板粘贴在管壁外，保护层采用耐高温锡箔纸材料敷设在保温层外。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：在风管在设置保温层可以减少热风循环中的热量损失，防止热量浪费，节省能耗与成本。

本发明还提供了一种烘干线加热方法，对有输送线穿过的保温结构体所包围的空间采用电热和燃烧热两种方式，其中：

所述电热在晚上使用，给设置在保温结构体所包围的空间内的电加热管通电，同时启动设置在保温结构体所包围的空间内的运风马达，提高保温结构体所包围的空间内温度；

所述燃烧热在白天使用，启动燃烧机，给电加热管断电，把燃烧机内的燃烧热量传导到热风炉，通过风机把保温结构体所包围的空间内的空气带入热风炉，空气在热风炉内被加热升温后，送回至保温结构体所包围的空间内，实现热风循环。

在一个实施例中，所述烘干线加热方法采用以下加热控制策略进行控制：

根据设定时间对电热和燃烧热方式进行选择和切换，白天切换为燃烧热方式，晚上切换为电热方式；

在白天，以燃烧天然气进行加热：

先根据待干燥物料的含水量计算所需要的天然气供应的理论值；

再采用以下公式计算燃烧机的天然气供应补偿量：

其中，Q表示天然气供应补偿量；K表示比例系数；t表示时间；S₀(t)表示天然气供应理论值；S₁(t)表示天然气供应实测值；T_i表示积分时间常数；T_d表示微分时间常数；

然后，以天然气供应补偿量对天然气供应的理论值进行修正后，用于对天然气供应量进行控制；

在晚上，通过控制电加热管的通电与断电，实现加热的温度控制。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：按照设定时间对加热方式的选择进行控制；在白天采用燃烧加热时，通过特定算法计算加热所需要燃烧的天然气的供应量控制误差，以此作为修正后续天然气供应量的基础，实现天然气供应的精确控制，防止供应不足或者过量浪费。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。