粮食干燥机系统工艺设计技术规范编制说明

粮食干燥机系统工艺设计技术规范 行业 标准 编制 说明 粮食干燥机系统工艺设计技术规范 编制小 组 2017 年 8 月 1 一 工作简况 1 任务来源 及协作单位 根据 2017 年 2 月国务院领导、局领导在国家发展改革委、农业部关于节粮节减损工作等情况的报告上的重要批示 ; 中共中央办公厅、国务院办公厅发出了关于厉行节约反对食品浪费的意见，明确提出在粮食流通各环节推广节粮减损新设施、新技术等具体措施 ; 国家粮食局、工信部发出了关于促进粮油加工业节粮减损的通知，明确要求通过制定和实施粮油加工标准 ，规范产品开发、工艺流程、生产组织等 ; 以有 结合粮食产后服务体系建设，仓储与科技司发出关于粮油加工业转型升级 2017 年急需制修订的关键重要行业标准的建议 ; 随后国粮办发（ 2017） 134 号文件关于下达 2017 年第一批粮油行业标准制修订计划的通知，将粮食干燥机系统工艺设计技术 规 范(以下简称规范 )列为紧急编制标准 。 近年来随着经济的快速发展和粮食流通体制改革的不断深化，粮食干燥技术水平有了一定程度的提高，粮食品质受到更多的关注。但是由于粮食干燥企业、科研设计院所的设 计能力参次不齐，粮食干燥的工艺设计又没有统一的规范及标准，使设计初期没有严格把关，导致后期影响了粮食的干燥效果 及粮食品质，并且有些情况无法挽回。2017 年国家将粮食干燥机系统工艺设计技术规范列为第一批重点编制标准。 郑州中粮科研设计院有限公司 作为规范的主要起草单位，全面负责标准的编写及组织协调工作， 组成标准 起草 工作组（以下简称工作组）承担 编制 任务 ，辽宁省粮食科研所 、 黑龙江省粮食科研所 、河南工业大学 参与调研及编写 。 2 2 工作过程 成立标准起草小组 在接到 国 粮办 的文件后， 郑州中粮科研设计院有限公司 选定了技术负责人，并与各专业技术人员组成起草工作组， 制定了编制计划，明确了任务分工， 选聘业内专家组成专家顾问组。 技术调研，收集资料 工作 组在接到任务之后，进行了 大量 的调研， 充分 利用互联网等检索 工具 收集了有关粮食 干燥机 及 其 附属设备的 相关工艺设计的技术规范 等 相关 资料 ,并 结合 我院在粮食干燥 方面的 设计 和实践 优势，借鉴了相关 规范及 标准 ， 对资料进行分析和整理 。 提出标准总体框架结构 通过归纳 整理 所收集的相关标准及资料， 仔细分析了 粮食干燥 机系统 在 设计和 使用 中 常见 的 问题和注意事项，并结合时代的发展 ，提出了本标准的提纲和总体框架结构，初步确定了标准拟规定的主要内容。 起草标准初稿 结合标准总体框架结构， 工作 组对标准拟规定技术内容进行细化。同时按照 准化工作导则 第 1 部分：标准的结构及编写规则及 准化工作导则 第 2 部分：标准中规范性技术要素内容的确定方法 的要求 进行编写 。初稿形成后， 工作组 经 多次讨论并在单位内部征求意见，对标准初稿进行适当修改。 标准 中期汇报，征求专家意见 2017 年 7 月 3 号全国粮油标准化委员会在北京湖北大厦召开标准工作会议， 国家粮食局、国家粮食局科学研究院、河南工业大学等 专 3 家 参加了会议，明确了 规范 的基本框架、思路及主要内容 ，根据专家意见， 形成了标准草稿。 编制标准征求意见稿及相关附件 结合 国家标准及安全法 ， 工作 组对 规范 草 稿进行 反复的 调研及讨论 ， 并小范围征求了专家意见， 于 2017 年 8 月 5 日完成了标准征求意见稿及 编制 说明 。 3 标准主要起草人及所作的工作 首席专家： 李 杰 郑州中粮科研设计院有限公司 研究员 主 持标准编制项目，提出标准总体框架结构，负责确定标准 主要 技术内容，负责验证和修改。 成 员： 马云霞 郑州中粮科研设计院有限公司 高 级工程师 收集标准 相 关资料 ,主要编写 标准主要指标和技术内容。 成 员： 邸坤 郑州中粮科研设计院有限公司 高 级工程师 收集标准 相 关资料 ,主要编写 标准主要指标和技术内容。 二 确定标准内容的 论 据 4 基本要求 由于粮食干燥机系统的工艺设计是 系统设计 ，涉及 面广 ， 不仅要求设计人员 具 有 一定的 专业知识 和工艺设计水平 ，还要对项目的来源、依据、项目特点、业主需求、国家及行 业标准等熟悉 掌握 ，并符合节能环保、减损、效率高、成本低等特点， 基于以上原因， 本条 主要提出 工艺设计的依据。 设计人员充分了解项目前期的 来源 ，从可行性研究报告、协议书、项目规模等文件把握设计的原则， 只有了解项目的来源及背 4 景，设计人员才能设计出符合业主意图的工程 。 案比选 :粮食干燥是一个专业性很强的行业，粮食种类、降水、燃料的不同就会产生 多种 不同的方案， 对不同的粮食种类、燃料特性 、投资成本 进行比选， 才能 选择 出 节能、环保、安全、高效 最佳 的一种方案。 案比选的过程中， 要求 尽量选择 新材料、新装备、新工艺，符合时代特点，减轻环境的污染。 明设计过程的一些重要参数， 对工艺设计的一些常用参数提出要求。 5 工艺流程 在了解项目背景和设计依据并确定项目总方案后，开始进行工艺设计，在工艺设计的第一环节就是确定工艺流程，流程的合理与否直接影响系统的 配置和 使用效果。 本条对干燥系统构成、流程走向提出了推荐性要求。 统构成 本条 提出 了粮食干燥机系统的基本构成，包含的一些附属设备。但是具体的情况具体分析， 在不影响干燥作业的前提下业主也可根据自身特点和资金情况适当进行增 减。 艺流程 粮食干燥 实质 是 粮食与干燥介质、干净的干燥介质与烟气进行热交换的过程 ， 不仅 有粮食的流程，也有干燥介质的流程，并且还有烟气、通风除尘的流程。本条进行分别 要求 。 5 条 提出了 了粮食在干燥过程的一般流动工序。 条 提出 了 干燥介质 在干燥过程的一般 流程 。 条 提出 了通风除尘中灰尘的一般流程。 条 提出 了烟气的一般流程 ， 由于干燥作业产生的烟气会对空环境产生污染，尤其燃煤热风炉的使用，污染会更严重， 目前，国家加大力度治理环境污染问题， 所以本条 有必 要专门提 出烟气的流程。 艺的灵活性 由于工艺设计灵活多变，设计人员的责任心直接影响工艺的效率，在不增加设备的前提下，可以从管道增加三通等进行工艺的变通，以免造成不必要的浪费。 6 工艺布置 在进行项目方案和工艺流程的选定后，接下来很重要的环节就是进行工艺平面的布置， 根据 我院 多年的设计经验， 工艺布置 不仅要依据库区的特点，还要结合我国的方针，并且在满足消防安全的前提下，保证设备的正常维修空间。 艺布置的依据，结合粮库物流走向及进出粮方向进行布置，粮食收购量及气候特点的不同， 也影响工 艺平面的布置，比如在我国东北地区，粮食收购量大，气候寒冷，并且粮食收购期在 11 月份，收上来的粮食 基本 处于冰冻状态， 存 上一段时间粮食 也 不会 发生 霉变，这就要求工艺设计时预留出足够大的粮食堆场 。 而在南方，粮食收购期在 6份，收上来的粮食在 1 天之后就会发生霉变， 这就要求 收上来必须马上 进行 烘干，所以工艺设计不需要设置 太大的 堆场。 另外 在满足工艺要求的前提下，工艺平面应紧凑，节约土地。 6 艺布置 应 具有灵活、多变、安全的特点。 艺 设备 最终是为人所用，要求 工作 人 员 在操作 设备时 要有足够的操作及维修空间 ，并 且 工艺布置还 要满足设备安装的要求，比如安装 时 吊车的位置及 吊装 空间 、 设备组装的空间以及机械 设备的进出方向及空间等。 燥系统是一个产生明火的系统， 所以与周围建筑物的关系应满足消防、安全等规范的要求。 食干燥不仅要有粮食堆场，而且还要考虑燃料的堆放，并且在干燥过程中还有燃烬物的排出。粮食、燃料、燃烬物的堆放要合理布置。 7 设备选用 在工艺流程及工艺布置的过程中重要的环节是设备的选用，因为不同的设备有着不同的外形尺寸 和内部结构， 会直接影响 设备的 占地面积 和维修空间 ，并且不同的设备型号和参数 会影响设备使用的效果，会直接影响粮食烘后品质 。 本条逐一对干燥系统的 主要 设备从产量、参数的选型、技术特性、安全、技术指标、电控等方面进行 要求 。 般规定 提出了 设备选型的依据及设备选用的一般原则及基本配置。 备选型的一般原则：粮食种类和水分的不同，会直接影响干燥机和输送设备的选型。比如玉米和稻谷所选用的干燥机的机型不同。烘后粮食的用途（种子粮、饲料等）会对干燥机的结构有影响 ，种子粮要求最高，饲料要求低 。 不同的干燥机工艺参数（干燥缓苏比）导致干燥机的结构不同 。由于玉米和稻谷的容重不同，所 选用的输送设 7 备的型号 有差别 。 另外 燃料的不同直接影响热风炉的选型，燃煤、稻壳、油、气的热风炉的形式差别很大。当地气温的高低也影响热风炉的型号。所以 提出 粮食 种类、水分、用涂、热源、气候是设备选用的基本原则。 出了 所有设备的通用条款，基本的安全、操作要求。 食干燥机 干燥机是干燥系统的核心设备，对干燥机系统而言，首先选型的设备是干燥机，其它附属设备的选型都是根据干燥机的产量及型号而定。 本条 提出了 干燥机的分类、本身结构及功能、工艺参数、烘后质量指标、自动控制等方面 的要求 。 燥机 选型的一般原则 燥机的总的分类：连续式、间歇式。 续式干燥机的选型 连续式干燥机种类繁多，并且干燥机是非定型产品，对每种粮食、水分、特性、当地条件都需要量身定做，所以干燥机选型非常复杂，本条仅推荐玉米、稻谷、小麦的优先选法。 。 依据多年的烘干现场经验， 在调试过程经常会出现很多问题， 由于 目前国内 干燥机设计和制造水平参次不齐，其中大部分是在设计 和制造 阶段产生 的。本条有必要 在设计初期 对干燥机提出基本的功能要求。 条 提出 干燥机的基本功能。 粮段的功能和要求。 粮段的功能和要求。 8 风段的功能和要求。 燥机的内壁的要求。 表面的要求。 封性要求。 条提出了 干燥机内主要零部件的要求及设计寿命要求。使用有效度、大修周期、使用寿命的参数的制定有如下依据：（ 1）依据多年的现场使用经验；（ 2）调研了有经验的用户以及客户的回访次料；（ 3） 参照 连续式粮食干燥机 相关 规定。 燥机的检修口、人孔的位置及安全设施。 燥机在紧急情况下的安全配置。 燥机是一个粮食和干燥介质进行热交换的设备，风机是提供干燥介质的设备 ,风机的选型是一个至关重要和不可缺少的环节。本条规定风机选型的依据。 风机提供的干燥介质的温度高达 200 度，所以热风机要有保温措施。 燥工艺参数的规定。 8 干燥后破碎率、水分不均匀度 、单位热耗 等指标 参照其它标准。 0/出 了干燥机的自动控制的最基本功能。 风炉 粮食的干燥离不开热源，所以热风炉是必配和关键的设备。热源的不同导致热风炉的种类繁多。本条 提出了 热风炉的分类、选用原则、热风炉的基本结构功能、废气处理设备及指标、自动控制等方面 的要求 。 9 风炉的分类，这是目前粮食行业最常用的几种形式。 风炉的选型依据。 于煤的使用成本低的特点，目前在我国煤作为燃料的热风炉还是最常见和最普通的形式，但是燃煤产生的废气中含有有毒物质，对粮食和大气会造成一定程度的污染，所以在选用热风炉时应优先选用清洁、可再生能源。 于燃料的不完全燃烧，导致热风炉的使用效率低。并且热风炉的污染性，所以本条要求热风炉采取节能、降耗、降尘的措施。 同的燃料燃烧的完全程度不同，导致热风炉的效率不同，在设计时应根据热风炉的效率进行选型。 。 风炉排出烟气温度在 100 度左右， 因此 可回收利用。 煤、稻壳及油时，排出的烟气有污染，不能和粮食直接接触 ，须通过换热器进行热交换。换热器容易堵塞并且在寒冷地区容易结冻，所以 本条 要条 采 取相应措施。 热器高温 段 温度高达 600 度，对材料有特殊要求，设计寿命依据 ：（ 1） 查阅了国内外资料，搜集了多种材料的相关数据 ；（ 2）调研了有经验的用户以及客户的回访 资 料；（ 3） 参照 粮食干燥机运行安全技术条件 的相关 规定 风炉炉体、烟气管道、炉顶都是高温部分，为了减少热量损失，所以要求保温。本条数据的依据： 1）依据多年的现场使用经验；（ 2）调研了有经验的用户以及客户的回访次料；（ 3） 参照 粮食干燥机运行 安全技术条件 相关 规定 10 封性要求 3/风炉的基本配置及安全设施，热风炉要设置脱硫降尘装置。 硫装置一般是湿法处理， 在寒冷地区使用时经常冻裂，影响干燥作业的正常进行，所以本条提出了 采取防冻 的要求 。 硫等设备处理的液体为酸性物质，所以 本条提出 防腐 的要求 。 8 燃油、气炉的安全设施。 风炉的自动控制装置及联锁要求。 前仓、烘后仓 烘前仓、烘后仓为粮食干燥前后的暂存装 置，它的设置 一 是为了保证干燥机的连续作业，二是为了避免工人夜间上粮和出粮，减少工人的劳动强度。 容量的选 择 依据： 1）依据多年的现场使用经验；（ 2）调研了有经验的用户以及客户的回访次料；（ 3）理论计算：正常情况下暂存仓的容量要保证干燥机在夜间正常使用，但是当粮食水分低于设计时粮食水分时，烘干机的处理量会加大，排 粮的设计可增加一倍，所以干燥机的日处理也可增加一倍，比 如 烘干日处理 500 吨的干燥机，可增加至 1000 吨，按白天工作时间 8 小时算，剩下的 2/3 小时不上粮，仓容量至少该满足干燥机 日处理 1000 吨的 2/3（即 666 吨），按系数 ，所以仓容量最佳为 750 吨 。 所以 本条提出了 仓容量宜为干燥日处理量的 是有的企业工人工作时间长，仓容量可以适当小些，所以 11 斗角度是 依 据粮食的自流角 。 食从仓内流出的流量应能进行调节。 顶中心进粮。由于偏心进粮会导致偏 心 荷载，严重的导致粮仓倒塌事故 ,所以本条提出了中心进粮的要求 。 粮相对湿粮来说 更容易 破碎， 况且烘后仓是一个有一定高度且内部无任何缓冲的设备，粮食从高处抛下，速度 很快极易破碎， 所以 推荐 烘后仓配上防 破 碎设施。 方气候 特殊 ，仓内存放粮超过一天粮食会霉变，所以 本条提出仓内 配通风系统 的要求 。 作、检修等基本的安全设施。 升机 升机是造成粮食破碎的重要环节，所以优先选用低破碎的设备。 速要求： 参照粮食斗式提升机相关规定及多年的现场使用经验及测验结果。 升机产量：烘前仓 之 前的设备产量要大，快速大产量进仓，保证 夜间不上粮，烘前仓之后的设备产量受干燥机产量的制约。干燥机处理量 在 处理粮食 的 水分小时可 增 加 到 2 倍，所以烘前仓之后的设备处理量为干燥机处理量 的 2 3 倍，而烘前仓前的设备产量要大产量进粮，所以制定为 3 4 倍。 升机的结构设计 维修孔、人孔等安全配置及位置。 升机的自动控制。 0 提升机的 指标： 参照粮食斗式提升机相关规定及多年 12 的现场测验 数据 送机 输送机产量的确定：理由见 。 作空间 的要求 动控制 的要求 。 理筛 于粮食种类、品种、形状的不同，清理筛的产量有很大的差别，并且 不同的 厂家清理筛的型号也不一致。所以清理筛不能用统一的标准衡量，最低要求是满足生产需要。 理筛的结构要求。 作及维修空间的工艺要求。 清理筛的衡量指标。 气控制设备 于粮食干燥机系统的电气控制没有统一的规定，受设计单位、企业的水平及投资规模的限制。本条仅规定干燥系统 电气控制应具备的功能。 度要求。 、防护等极等。 8 管道设计 管 工艺设计不仅包含工艺流程、平面布置、设备选型的设计， 还包括管道设计。 各设备之间的连接统称为管道，管道包括溜管、风管及 13 除尘风网，管道属于非标件，但也是工艺设计里很重要的一部分，这部分设计的合理与否，直接影响系统运行的效果 ， 本条从粮食的管路（溜管）、热风冷风管路（风管）、灰尘的管路（风网）进行 要求 。 溜管的工艺尺寸，角度及截面。角度的制定大于粮食的自流角，即湿粮的流 动性差，所以角度比干粮的大。 粮食与溜管接触容易产生破碎的原因（ 1）与溜管的接触摩擦，（ 2）粮食从高处抛下高速与溜管撞击。 因此本 条是从增碎的源头通过工艺设计 的要求 达到降低粮食破碎的目的，另外从溜管设计上防止偏心入粮。 管的检修口、取样口的工艺要求。 工艺上应达到溜管的检修、拆卸及更换。 尘风网 ，并且规定吸风口位置。 各吸口风量：数据的依据： 1）依据多年的现 场使用经验；（ 2）参考了各设备的使用说明书、样本及科研教材；（ 3）依据粮食烘干机操作规程的规定 艺 要 求。 气控制要求：为了取得更好的除尘效果，需在除尘系统先开后停。如果除尘系统后于作业设备启动，那么设备运行就会产生灰尘，导致粉尘外溢，污染环境。 管 本条指的 是 输送干燥介质的热风管路及冷风管， 风管温度高达 180度，所以要求保温。风管设计的不合理，会造成分风不均及湍流，影 14 响烘干效果，所以应从工艺上采取分风均匀的措施，保证布风均匀。 9 节能设计 粮 食干燥是一个高热耗、高电耗的系统，所以节能设计是其中的一个很必要的部分。 本条主要从 热量的损失、电机的启停、废气及废水的循环利用等方面进行 要求 。 数的合理选择、设备的最佳配置本身就是节能设计。 热量的损失部位进行保温处理。 燃料充分燃烧。 气、废水循环利用 ：干燥机的废气温度可达 50囱的温度可达 100 度左右，对这 此 余热进行回收。 电设计：电机的变频及软启动，功率补偿等。 10 环保设计 粮食干燥系统的环保设计含热风炉产生的废气处理、整个 系统的粉尘控制及噪声控制。 食干燥机配置的风机的特点是功率大、噪声高。因此 本条 对以下几方面提出了明确的 要求（ 1）单个风机从工艺进行减震及消声，并且 提出了 管道 与风机之间的连接要求 。 (2)多个设备 的 布置要求、 隔音 要求 。（ 3） 从 传动部件减速机的选 型提出要求。 燥机本身会产生大量的粉尘，如果排放到空气中，会对空气造成严重污染。因 此 本条要求干燥机设置废气道及沉降室。 场炉渣的堆放处要求。 放指标及噪声指标。 11 安全设计 随着全社会 对安全的日益重视， 安全设计是工艺设计的一个重要 15 的必不可少的环节。 设备的传动部件的防护、进风口的防杂网、安全 标记等方面进行 要求 。 直梯的护笼。 作人员的检修平台、护栏、观察窗等方面的安全设计 控室的安全设计。 艺设计中必须有的设计说明，应对安全提出明确要求 。 6 采用国际标准和国外先进标准的程度 本标准是按照 2000 标准化工作导则 第一部分：标准的结构和编写规则及 2002 标准化工作导则 第二部分：标准中规范性技术要素内容的确定方法的要求进行编写。本标准 起草过程 中， 尽可能与国家标准接轨 。 7 与有关的现行法律、法规和强制性标准的关系 本 标准制订 特别注重与现行法律、法规和政策以及相关标准的协调，如： (1)中华人民共和国安全法 (2) 粮食 干燥机技术条件 8 重大分歧意见的处理经过和依据 无 9 作为强制性标准或推荐性标准的建议 本标准的制订符合当前我国 粮食烘干的 发展需要 ，但是目前市场上 干燥 机的型式、配套设施以及我国南北粮食种类、水分等都有很大的 差异， 建议将本标准作为推荐性标准。 16 10 贯彻标准的要求和措施建议 本标准的适用对象主要 是粮食烘干 企业 及设计单位 （如： 粮食干燥生产企业、设计院 等所有 进行粮食干燥工艺设计的单位 ） 。 鉴于当前我国 相关企业对粮食干燥工艺设计的水平参次不齐 ， 建议有关行政主管部门在标准发布后，向 适 用本标准的有关单位进行标准宣贯。 11 废止现行有关标准的建议 本标准为首次制定，不涉及废止现行有关标准的问题。 12 标准名称的变更 无