木材常规干燥排气废热回收装置节能研究

论文摘要

木材干燥是木制品加工过程中耗能最大的工序,其能耗约占木制品生产总能耗的40%～70%,这其中由排湿损失的热量约占总能耗的15%～40%,因此废热回收很有必要。本研究在理论分析和集中强制换气基础上,从管壳式换热器的设计入手,针对常规木材干燥室排气废热回收进行了研究,设计了一套具有集中强制换气木材干燥室的废热回收装置。该装置由换热器、换向阀、两组热湿空气排气管道和排气风机、两组吸入新鲜干空气的进气管道和进气风机组成,并对此废热回收装置进行了试验测试,结合生产性试验测试分析其基本技术性能及效率,以期为在生产中推广应用提供基本依据。测试结果表明：(1)通过对不同干燥阶段测试,进入干燥室的新鲜干空气通过废热回收装置可以提高温度9～11.9。C,通过废热回收装置后排放的热湿空气温度下降13～16.3℃。(2)废热回收装置在干燥初、中期热回收效果相对后期较为显著,热回收效率约为8.2%～28%,加权平均效率为22%。(3)以一间80m3的木材干燥室为例进行经济性分析：每次回收热量为2.30×107kJ相当于节约热值为29260kJ/kg标准煤786.06kg,以一间干燥室年干燥为11次计算,则每年可节约煤8646.60kg左右。购买风机的价格为2500元,安装一套此设备成本约为16200元,年回收的热量费(标准煤为1157.7元/吨)10010.2元,成本回收为37.8个月。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 我国能源现状与形式
• 1.1.2 木材干燥能源能耗
• 1.2 国内外木材干燥研究现状及发展趋势
• 1.2.1 木材干燥方法
• 1.2.2 木材干燥研究现状
• 1.2.3 木材干燥发展趋势
• 1.3 换热器的发展简史、应用及发展趋势
• 1.4 国内外对木材干燥室废热回收研究
• 1.5 本研究的主要内容
• 1.6 本研究的主要意义
• 2 木材干燥设备进排气系统
• 2.1 木材常规干燥室进排气系统
• 2.1.1 进排气的工作原理
• 2.1.2 木材干燥室进排气设备设计方案
• 2.1.3 木材干燥室进排气热能理论计算
• 2.2 集中强制换气装置
• 2.2.1 对流换热
• 2.2.2 集中强制换气装置结构
• 2.2.3 集中强制换气装置工作原理
• 2.3 强制集中进排气设备评价
• 2.3.1 气流均匀性评价
• 2.3.2 节能性评价
• 2.4 本章小结
• 3 废热回收装置
• 3.1 废热回收装置设计
• 3.1.1 初始条件
• 3.1.2 换热系数的确定
• 3.1.3 平均换热温差
• 3.1.4 换热器
• 3.1.5 换热器设计计算方法
• 3.1.6 废热回收装置结构
• 3.2 废热回收装置换热系数的计算
• 3.2.1 定性温度
• 1'>3.2.2 壳程空气侧换热表面换热系数h₁
• 2'>3.2.3 管程空气侧换热表面换热系数h₂
• 3.3 废热回收装置换热计算
• 3.3.1 理论依据
• 3.3.2 换热器的换热量及其节能理论分析
• 3.4 本章小结
• 4 废热回收装置生产试验
• 4.1 废热回收装置安装
• 4.2 废热回收装置工作原理
• 4.3 废热回收装置流体计算
• 4.3.1 阻力损失的计算
• 4.4 通风机的选用
• 4.4.1 排气风机的选用
• 4.4.2 进气风机的选用
• 4.5 废热回收装置测试试验
• 4.5.1 试验地点和材料
• 4.5.2 试验测试仪器
• 4.5.3 测试设置
• 4.5.4 进排气风机工作状况
• 4.5.5 干燥基准
• 4.5.6 干燥过程中能耗计算
• 4.5.7 试验结果与讨论
• 4.5.8 经济性分析
• 4.5.9 影响因素分析
• 4.6 性能评价
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢