第四章常规蒸汽干燥设备4．1 木材的干燥方法4．1．1 气干大气干燥是把锯材按照一定的方式堆放在空旷的场院式棚子内。
由自然空气通过材堆，使木材内水分逐步排出，以达到干燥的目的。
这种干燥方法中的热能主要来自于太阳能的辐射。
大气干燥法是目前常见的一种生产方式。
它的特点是：①生产方式简单，不需要太多的干燥设备，节约能源；②占地面积大，干燥时间长，干燥过程不能人为地控制，受地区、季节、气候等条件的影响；③终含水率较高(10～15%，与当地的平衡含水率相适应)，在干燥期间易产生虫蛀、腐朽，变色，开裂等缺陷。
4．1．2 人工干燥常规蒸汽干燥是长期以来使用最普遍的一种木材干燥方法，这种传统干燥方法就是把木材置于几种特定结构的干燥室中进行干燥的处理过程。
其主要特点是以湿空气作为传热介质，传热方式以对流传热为主。
4．2 干燥室的分类4．2．1 按照作业方式分类①周期式干燥室干燥作业按周期进行，湿材从装窑到出窑为一个生产周期，即材堆一次性装窑，干燥结束后一次性出窑。
②连续式干燥室此类干燥室比较长，通常在20米以上，有的甚至长达100米，被干木材在如同隧道一样的干燥室内连续干燥，干燥过程是连续不断进行的。
4．2．2 按照干燥介质的种类分类①空气干燥室②炉气干燥室③过热蒸汽干燥室4．2．3 按照干燥介质的循环特性分类①自然循环干燥室②强制循环干燥室4．3 典型常规蒸汽干燥室结构4．3．1 长轴型强制循环干燥室结构特点：一台电机带动数台风机；一根长轴沿干燥室长度方向放置；进排气口沿室长一列式排列；顶板将干燥室分为上下两间。
优点：①技术性能稳定，工艺成熟，室内气流速度分布均匀，干燥质量比较好；②每室只用一台电动机，功率较小，因此动力消耗少。
不足：①长轴的安装技术要求高，而且不易平衡；②通风机间金属构件多，易腐朽，维修困难；③投资较高，腐蚀严重，维修工作量大。
4．3．2 短轴型强制循环干燥室结构特点：顶板将干燥室分为上下两间；每台风机由一台电机带动；通风机间无气流导向板；进排气口在室顶两列排列。
优点：①气流分布优于长轴型(虽然气流循环是“垂直-横向”，但曲折转弯比长轴型要少，因为顶部无气流导向板)，干燥质量也优于长轴型，干燥能满足高质量的用材要求。
②短轴安装，维修方便。
不足：①建筑费用高于长轴型干燥室；②每台通风机要配置一台电动机，动力消耗大；③电机夹间(指室外型电机，直联式无此问题)占地面积大。
4．3．3 侧风型强制循环干燥室结构特点：风机在干燥室的一侧安装；建筑高度低于长、短轴干燥室；进排气口在室顶二列式排列；干燥室一侧有电机夹间。
优点：①结构简单、室内容积利用系数较高，投资较少；②设备的安装和维修方便；③气流的循环速度比较大，干燥速度较快。
不足：①气流速度分布不均，有气流V=0的区域，干燥质量低于长轴型；②要设置电机夹间，非直接生产性占地面积较大；③气流一般为不可逆流动，不如可逆循环干燥效果好。
4．3．4 端风型强制循环干燥室结构特点：轴流风机安装在材堆端部；进、排气口在室顶风机两侧（风机间在材堆端部）。
优点：①空气动力学特性好，能形成“水平－横向－可逆”的气流循环，干燥质量较好；②设备安装与维修方便，容积利用系数高；③投资较少。
缺点：①干燥室不宜过长，装载量较小；②斜壁角度选定不当，会使材堆断面气流不均，进而影响干燥质量。
4．3．5 喷气型强制循环干燥室优点：①结构简单、设备安装维修方便，建筑费用低；②钢材用量少，容易解决防腐问题；③干燥室的容积利用系数较高，干燥质量能满足一般使用要求。
不足：①动力消耗大(管路损失较大)；②热空气流过通风机和压气管时热量损失大；③喷气装置的技术性能不稳定，设计速度与实际速度相差较大4．4 干燥室设备4．4．1 动力设备在木材干燥室内，安装通风机能促使气流强制循环，以加强室内的热交换和木材的水分蒸发过程。
通风机有离心式与轴流式两种。
根据其压力可分为：高压3KPa以上；中压1～3Kpa；低压〈1KPa①轴流风机轴流风机是以与回转面成斜角的叶片转动所产生的压力使气体流动，气体流动的方向和机轴平行。
这种风机可分为可逆转(单材堆)和不可逆转(双材堆)二类。
可逆转风机的叶片横断面的形状是对称的，或者叶片形状不对称而相邻叶片在安装时倒转180°。
②离心通风机离心通风机是由叶轮与蜗壳等部分组成。
叶轮上的叶片与旋转轴平行地安装。
当叶轮旋移时，空气便从外壳的侧面吸入，被叶片带动，受离心力的作用而向出风口排出，产生风量和风压，气流流动与机壳成切线方向脱离风机。
离心通风机在木材干燥生产上主要用于喷气型干燥室，一般安装在室外的管理间或操作室内。
4．4．2 供热与调湿设备供热与调湿设备主要包括：加热器、喷蒸管、疏水器和连接管路等。
4．4．2．1 加热器的分类加热器可分为：铸铁肋形管、平滑钢管和螺旋翅片这三种，目前新建干燥室，几乎全部采用双金属挤压型复合铝翅片加热器。
4．4．2．2 加热器散热面积的计算∵放热量∴加热器的散热面积：式中：F--加热器表面积M2；Q--加热器应放出的热量(kJ/h)t蒸--加热器材管道内蒸汽的平均温度(℃)t空气--干燥介质的平均温度(℃)C--后备系数，取为1．1～1．3K--加热器的传热系数［W/m2·K］4．4．2．3 加热器的配备与安装加热器面积的配备，因被干木材的树种、厚度及选用加热器的类型而异。
选用光滑管或绕片式散热器时，一般每立方米实际材积需要2～6m2散热面积；用串片式散热器要4～8m2；用铸铁散热器时一般需要7～10m2；如果采用高温干燥时，散热器的面积要增加一倍。
4．4．2．4 喷蒸管喷蒸管是用来快速提高干燥室内的温度和相对湿度的装置。
一般结构是一端或两端封闭的管子，管径一般为1．25～2英寸，管子上钻有直径为2～3mm的喷孔，孔间距为200～300mm。
喷蒸管喷射出的蒸汽不应直接射到木材上，否则，将使木材发生开裂或污斑。
此外，喷出来的蒸汽方向应与干燥室内介质循环方向一致，在室长度方向上喷汽要均匀。
通常在强制循环干燥室内两侧各设一条喷蒸管，根据气流循环方向使用其中的一根。
喷蒸管的喷孔容易被水垢和污物堵塞，应当经常检查及时清除。
4．4．2．5 疏水器疏水器是安装在加热器管道上的必须设备之一，其作用是排除加热器中的冷凝水，阻止蒸汽损失，以提高加热器的传热效率，节省蒸汽。
疏水器的类型较多，在木材干燥生产中通常使用热动力式疏水器。
疏水器的选用主要根据疏水器的进出口的压力差△P＝P1-P2及最大排水量而定。
疏水器安装的是否正确，对其能否发挥性能功效有很大的关系。
安装时，疏水器的位置应低于凝结水排出点，以便能及时排出凝结水。
4．4．3 壳体结构和建筑干燥室的壳体主要有三种结构形式，即砖混结构的土建壳体、金属装配式壳体和砖混结构铝内壁壳体。
4．4．3．1 砖混结构窑体及建筑木材干燥室是在温、湿度经常变化的气体介质中工作的。
常规干燥室的温度在室温至100℃范围内变化，高温或过热蒸汽干燥可达120℃。
相对湿度最高为100%。
窑内的空气介质还含有由木材中蒸发出来的甲酸、乙酸和单宁等酸性物质，并以一定的气流速度不断在窑内循环。
因此，干燥窑的壳体应具有比较好的保温和气密性能，并能耐腐蚀、风化和防止温度应力引起的开裂。
①墙体；②窑顶；③基础；④地面4．4．3．2 金属装配式窑体现代金属装配式木材干燥窑，几乎都用合金铝材料制作，外观漂亮。
通常的做法是，先用混凝土做基础和面，然后在基础上安装用合金铝型材预制的框架，可用现场焊接或用不锈钢螺钉联接。
再安装预制的壁板和顶板及设备。
预制壁板也可采用彩塑钢板灌注耐高温聚氨酯泡沫塑料做成。
4．4．3．3 砖混结构铝内壁窑这种窑的做法是先在基础圈梁上安装型钢框架，然后用1．2mm厚的防锈铝板现场焊接成全封闭的内壳，并与框架联接。
内壁做完后再砌砖外墙壳体，并填灌膨胀珍珠岩或硅石板保温材料。
铝内壁窑施工难度大，对焊接技术要求高，只适用于中、小型窑。
4．4．3．4 大门干燥室的大门要求有较好的保温和气密性能，还应能耐腐蚀、不透水及开关操作灵活、轻便、安全、可靠。
大门的型式归纳起来有5种类型，即单扇或双扇铰链门、多扇折叠门、多扇吊拉门、单扇吊挂门和单扇升降门。
4．4．3．5 进排气装置进排气装置的功能是降低和控制干燥介质的相对湿度，通常成对地布置在风机的前、后方。
根据干燥窑的结构布置，可以设在窑顶，也可设在窑壁上。
进排气道除应能有效地排湿和控湿外，还应能使窑内的温、湿度分布均匀，并操作方便可靠。
4．4．4 干燥设备的维修和保养干燥窑应正确使用并加强维护保养，对于砖混结构窑体和有黑色金属构件的干燥窑，应有维修制度，可根据干燥窑的耐久性能等级制订。
就我国当前生产上使用的大部分干燥设备来说，可定为半年一小修，一年一中修，3～5年一大修。
只有这样，才能延长干燥窑的使用寿命。
4．4．4．1 干燥设备的正确使用和保养对于干燥设备的正确使用和保养，要根据设备的具体情况制定。
4．4．4．2 壳体防开裂措施干燥室壳体的开裂和腐蚀是木材干燥设备最常见也较难解决的问题。
干燥室若出现开裂，就会因腐蚀性气体的侵袭而加速壳体的破坏，并使热损失增大，工艺基准也难以保障。
因此，干燥窑一般不允许开裂。
4．4．4．3 壳体防腐蚀措施4．4．4．4 窑内设备的防腐蚀措施①表面油漆法；②表面喷铝法4．5 干燥设备的分析选用干燥设备的好坏主要用技术经济性能来衡量。
不同类型的干燥窑适合于不同的应用场合，必须根据企业的规模、可提供能源的种类、被干燥木材的特点及质量要求来确定。
4．5．1干燥室空气流动特性按照气流动力特性，周期式干燥室可以分为三种类型：周期式干燥室气体动力图实验证明：在风机位于材堆侧面的干燥室（3）内，干燥介质在材堆长度乃至高度上不能得到均匀的分配，循环速度差异明显，这样就不会有相同的干燥速度。
风机位于室端的干燥室（2）基本要以消除这种缺陷。
风机横向位于室顶的干燥室（1），气体动力特性最好，在材堆整个断面上，循环速度的分布比较均匀。
4．5．2 干燥室的选用选择干燥室类型的依据主要是根据被干木材的树种，规格和数量，木材的用途对干燥质量的要求以及生产单位的具体情况等。
4．5．3 干燥设备的技术经济分析干燥设备的技术经济性能，应包括工艺性能、使用性能、节能效果和经济效果四个方面。
①工艺性能；②使用性能；③节能效果；④经济效果。