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新能源干燥仪器的设计与研究
发布时间:2012-06-05        浏览次数:137        返回列表
 
  近年来,通过消化吸收国外技术,我国已经试验了一部分太阳能饲草干燥设备,然而,由于缺乏相应的自动控制系统和数据采集分析系统,使得这些研究都没有突破性进展。我们在已有研究的基础之上,以组态软件为开发分析工具,通过数据分析决策控制系统来指导研究开发高效太阳能饲草干燥技术及相关的设备。
  1.1课题的主要研究内容研究和开发组态软件,实现工艺流程和数据采集分析的工业控制及自动化。研究确定先进合理的太阳能饲草干燥设备工艺。利用组态软件研究太阳能饲草干燥设备的结构优化。
  1.2课题的实施方案与技术路线开发设计相应的组态软件,实现对以下流程的数据采集分析及自动控制:太阳能饲草干燥设备分别通过板式集热器及真空管集热器两套系统将太阳能高效转换成热能。在白天时,通过热风吹送系统将板式集热器的热能直接转换成热风,通过空气分配筛将热风均匀吹入干燥仓内待干燥饲草,再将尾气排出机外。而与此同时,储热水罐则通过真空管集热器将太阳能用于加热罐中的水,以储备热能。
  当夜晚时,设置在板式集热器内的电子监测系统感受到温度的明显降低,即通过组态软件的自动控制系统关闭风机到板式集热器间的风管,风机的风转而通过储热水罐,经加热后再进入热风吹送系统,用于干燥饲草。当天亮后,板式集热器受太阳照射温度再度升高,电子监测系统感受到温度的变化,组态软件的自动控制系统打开风机到板式集热器间的风管,如此实现组态软件自动控制对饲草的昼夜连续干燥过程。干燥仓分为八个单元,通过天车用抓斗依次装仓和卸仓,由此实现各单元的流水干燥作业。
  板式集热器采用具有高透光性及低反射的透光板,具有高效接受太阳能的受热板,具有迅速实现在集热器内将热空气与冷风混合的紊流器。管式集热器采用当前最先进的工业用真空(真空构建器械性能勘测器的研发)管集热器。电子监测和组态软件控制系统可自动检测尾气温度、干燥仓内饲草含水率的变化等主要工作参数,以实现监控使设备运行在最佳工况。
  2系统分析MCGS组态软件对如下过程进行实时数据采集分析与自动控制
  3基于组态软件的太阳能饲草干燥系统理论分析、设计与实现利用组态系统,可实现对太阳能饲草干燥设备整个工作流程的监测、数据采集分析及自动控制。
  太阳能饲草干燥系统主要由全自动组态控制和组态监控系统、太阳能集热器、吹风系统、贮能系统、干燥塔等组成。制备优质青干饲草是储存、流通的先决条件,是饲草产业化生产的关键环节,饲草的收获工艺与干燥工艺对青干饲草的营养价值影响很大。饲草花叶包含了大约一半的可消化的干物质和3/4的蛋白质,在收获过程中饲草的花叶非常容易损失脱落,我国的饲草青干草大多数在田间割晒干燥,然后再收集。这种收获方式造成饲草的干物质损失一般在1037,相应的蛋白损失在1754.另外饲草的干燥方式对饲草营养损失影响也很大,因此,减少花叶损失和迅速干燥牧草是获得优质干草的重要保证。
  为了减少花叶损失和迅速干燥牧草获得优质干草,国外普遍采用高温快速干燥设备干燥鲜草,80年代,我国曾从日本、荷兰、法国等国引进这种设备,荷兰时产1t的设备价值约50万美元,每小时燃重油170200kg,耗电136?158?,由于设备造价高,运行成本大,烧重油不符合国情,因此这些设备未被推广。
  近年来,通过消化吸收国外技术,我国研究成功燃煤高温快速干燥设备,尽管燃煤符合国情,但设备造价高,运行成本大,厂房及配套设备要求高,烘干成本每吨干草达200元人民币。
  养殖业是一个微利行业,终端产品(肉、奶、蛋等)与人民生活关系重大,在我国市场是低价位的商品,这就决定了原料产品(牧草产品)的低价,要求优质干草制备成本必须要低。
  饲草干燥工艺要考虑能耗和营养成分的得失,采用田间自然干燥虽然省钱,但产品质量低,会把丰富的营养成分白白丢掉,采用高温快速烘干设备,产品质量高,但费用大,如何处理好这一关系是世界各国都在研究的课题,太阳能干燥牧草是一项很有前途的技术,近年来,随着人们对环境保护意识的增强,很多国家都在研究,太阳能干燥牧草已在欧洲地区取得了较好的效果。我国西部干旱少雨,日照充足。畜牧业和草业是西部两个重要的产业,近年来饲草种植面积逐年扩大。因此,立足我国西部对太阳能风干燥饲草是非常必要的。
  饲草安全贮存水分含量为1517,饲草干燥大体需经过两个生化过程:在牧草水分含量降至3550前,牧草还在呼吸,这个过程叫饥饿代谢过程;而后进入自体溶解过程,在自体溶解过程中,必须避免雨淋和日光曝晒。因为此时的细胞原生质渗透压提高,雨淋干草将不可避免地造成营养损失。
  雨淋可使干草水溶性糖和淀粉含量下降,矿物质损失达6070,糖类损失达40.光化作用会引起胡罗卜素破坏。另一方面当饲草水分<35收获时花叶很容易脱落损失。因此我们提出当饲草水分含量降至3550时收集,采用太阳能工厂化干燥,这是饲草低成本、高品质理想干燥方案。太阳能烘干饲草拟采用工艺是将田间饲草收割,按照一定高度一定密度把饲草堆放在干燥仓,把用太阳能加热的空气从干燥仓底部吹入,饲草的水分被加热的空气带走而干燥。
  可依据试验方案,打开干燥塔门,把鲜饲草称重,用升运机输送到干燥塔内,在塔内在饲草中按规定放入湿、温度传感器、取样袋和标高签。然后关闭干燥塔门。启动风机,把太阳能集热器内的加热空气通过管道输送到干燥塔中,加热空气从干燥塔底部逆向流动来慢慢带走水份而干燥饲草。可根据温、湿度传感器的数据,利用组态软件通过风机电机变频器调整风机转速,达到最佳干燥效果,一般情况下,塔内饲草水份降到18左右就可以出草了。
  4结论本文的重点是对MCGS组态软件进行研究,在此基础上开发高效太阳能饲草干燥设备。开发设计后的组态系统不仅能实现实时数据的采集分析和自动控制,而且还具有操作方便,容易学习,容易使用的特点。用它完成的组态功能将以图形动画的形式,非常生动、直观、友好地呈现在用户面前。