Розрахунок витрат пари

Витрата пари на 1 м³ розрахованого матеріалу, кг/м³:

(2.57)

кг/м³

де q_суш – сумарна питома витрата теплоти на сушіння для середньорічних умов;

і_п – тепловміст сухої насиченої пари при заданому тиску, кДж/кг;

і_к – тепловміст кип’яченої води при тому самому тиску. Орієнтовно можна взяти:

при Р = 2 … 2,3 бар ∆і = 2190 кДж/кг;

при Р = 3 … 5 бар ∆і = 2100 кДж/кг.

де Р – тиск пари в калориферах, бар.

Для камер періодичної дії в період прогрівання:

(2.58)

кг/год.

Для камер періодичної дії в період сушіння:

(2.59)

кг/год.

де С₂ – коефіцієнт, що враховує втрати теплоти паропроводами, конденсатопроводами, конденсатовивідниками, С₂ = 1,25.

Максимальна годинна витрата пари сушильним цехом у зимових умовах в камерах періодичної дії.

(2.60)

де n_кам.тр. – кількість камер_, в яких одночасно проходить прогрівання матеріалу. Беруть 1/6 від загальної кількості камер n_кам, але не менше ніж одну при їх невеликій кількості;

n_{кам.суш.} – кількість камер, в яких проходить сушіння, шт..;

(2.61)

шт..

де n_кам. – загальна кількість камер.

Середньорічна витрата пари на сушіння всього заданого об’єму пиломатеріалів, кг/рік.

(2.62)

С_трив – коефіцієнт, який враховує збільшення витрати пари при сушінні пиломатеріалів, які сохнуть повільніше ніж розрахунковий. Значення коефіцієнта С_трив визначають за табл.. Д.28. залежно від відношення :

(2.63)

діб

де τ₁, τ₂ … τ_п – тривалість сушіння фактичних пиломатеріалів, діб;

Ф₁, Ф₂ … Ф_п – річний об’єм цих самих пиломатеріалів окремо за перерізами, м³;

– тривалість сушіння розрахункового матеріалу, діб;

Ф – об’єм фактичного висушування пиломатеріалу, м³.

2.2.6.6 Розрахунок діаметрів паропроводів і конденсатопроводів

Діаметр головної парової магістралі d_маг, м., у сушильному цеху (від теплого вводу до крайньої в боці камери):

(2.64)

(м)

де ρ_п – густина пари, кг/м³ (залежить від тиску пари), визначають за табл..2;

V_п – швидкість руху пари, беруть для магістралей 50 … 80 м/с.

Діаметр паропроводу (відводу) до колектора камери, м.:

(2.65)

(м)

де Р_{кам.суш.} – витрата пари на камеру періодичної дії для зимових умов в період прогрівання, кг/год.;

V_п – беруть 40…50 м/с.

Діаметр паропроводу до калорифера камери, м.:

(2.66)

(м)

де Р_{кам.суш.} – витрата пари на сушіння для зимових умов, кг/год.;

V_п – беруть 22…40 м/с.

Діаметр паропроводу до зволожуючих труб в камерах періодичної дії:

(2.67)

(м).

При обчисленні d_звол швидкість руху пари беруть 50 м/с. Діаметр зволожуючих труб може бути d_звол = 40…50 мм.

Діаметр конденсаційного трубопроводу від калориферів камери, м:

(2.68)

(м).

де ρ_к – густина конденсату, кг/м³ (визначають залежно від часу в трубопроводі), табл..Д.29;

V_к – швидкість витікання конденсату, м/с, беруть від 0,5 до 1 м/с.

(2.69)

м

де п_кам – кількість камер в цеху;

V_к – беруть 1 … 1,5 м/с.

2.2.7 Вибір конденсатовідвідників

В лісосушильних камерах для відведення конденсату з калориферів до останнього часу переважно використовувалися гідростатичні конденсатовивідники. Зараз їх заміняють на більш компактні і надійні в роботі – термодинамічні конденсановивідники 45ч15нж, технологічна характеристика яких наведена в таблиці Д.30.

Їх вибирають за коефіцієнтом пропускної здатності, кг/год.:

(2.70)

кг/год.

де Р_{кам.суш.} – витрата пари на сушіння в зимових умовах, кг/год.;

∆Р – перепад тиску в конденсатовивіднику, бар.;

ρ_к – густина конденсату, кг/м³ (таблиця Д.37);

С_ч – коефіцієнт, який враховує зменшення пропускної здатності конденсатовивідника при випуску гарячого конденсату порівняно з холодним (при ∆ Р ≤ 2 бар; С_ч = 0,29; ∆ Р > 2 бар; С_ч = 0,25).

Перепад тиску в конденсатовивіднику, бар:

∆Р = Р₁ – Р₂ (2.71)

Р₁ = 0,4 ∙ 0,95 – 0,1 = 0,28 бар

де Р₁ – абсолютний тиск пароводяної суміші перед конденсатовивідником, Р₁ = 0,95 Р;

Р – абсолютний тиск пари перед калорифером, бар, задається або береться за даними виробництва;

Р₂ – абсолютний тиск конденсату після конденсатовивідника, бар (тиск в конденсаційній магістралі беруть 1 … 2 бар).

Якщо за рахунком К_v перебільшує 2500 кг/год., то на камеру вибирають два конденсатовивідники за сумарною пропускною здатністю, близькою до розрахункової.

2.3 Аеродинамічний розрахунок

Мате розрахунку – вибір типу і номера вентилятора, розрахунок споживача вентилятором потужності і встановленої потужності електродвигуна, вибір електродвигуна.

2.3.1 Складання схеми циркуляції агента сушіння і визначення ділянок опору

Схема циркуляції агента сушіння викреслюється на одному з характерних розділів камери. Для камер періодичної дії з вертикально-поперечною циркуляцією викреслюють схему поперечного розрізу камери; для камер періодичної дії з вертикально-поперечною циркуляцією викреслюється схема плану камери;

На викресленій схемі розрізу сушильної камери показують напрям циркуляції агента сушіння і виявляють характерні ділянки місцевих опорів руху агента сушіння (звуження і розширення потоку повітря, повороти, опір калориферів, штабелів, вентиляторів і прямолінійні ділянки). Ділянки опору нумерують, починаючи з вентилятора, а номери і назви ділянок заносяться до таблиці. Симетричні ділянки при цьому об’єднуються. На схемі розрізу камери проставляють основні розміри камери, за якими будуть розраховуватись площі ділянок.

Таблиця 2.7

Ділянки циркуляції агента сушіння в камері

Номер ділянки	Назва ділянки
	Вентилятор
2, 10	Поворот під кутом 135^0
3, 9	Калорифери
4, 8	Поворот під кутом 90^0
	Вхід в штабель (раптове звуження)
	Штабель
	Вихід з штабелю (раптове розширення)

2.3.2 Розрахунок площ ділянок опору і швидкостей агента сушіння на цих ділянках

Площі ділянок опору визначаються в площині, перпендикулярній до напрямку руху агента сушіння.

Площу перетину вентиляторів визначають за формулою, м²:

(2.72)

де D_в – діаметр ротора вентилятора, попередньо беруть 1 м;

n_в – кількість вентиляторів у камері.

За площі ділянок «повороти», «звуження», «розширення» потоку беруть меншу площу. Площу ділянок «калорифери» беруть такою, що дорівнює площі живого перетину калорифера F_ж.п.к.. За площу ділянок «штабель» беруть площу габаритного перетину штабелів, м².

(2.73)

де n – кількість штабелів у площині, перпендикулярній до напряму руху агента сушіння.

Розрахунок площ ділянок опору для камер СПЛК-1:

Ділянка 1. Вентилятор.

м²

м²

Ділянка 2, 10. Поворот під кутом 135⁰.

м².

Ділянка 3, 9. Калорифери.

м².

Ділянка 4, 8. Поворот під кутом 90⁰.

м²

Ділянка 5. Вхід в штабель (раптове звуження).

м²

Ділянка 6. Штабель.

м²

Ділянка 7. Вихід з штабелю (раптове розширення).

м²

Розрахунок швидкості агента сушіння за кожною ділянкою (таблиця 2.8):

м/с (2.74)

де V_ц – об’єм циркулюючого агента сушіння, м³/с;

м³/с

F_i – площа ділянки, м².

Ділянка 1. Вентилятор

м/с

м/с

Ділянка 2, 10. Поворот під кутом 135⁰

м/с

Ділянка 3,9. Калорифери.

м/с

Ділянка 4,8. Поворот під кутом 90⁰.

м/с

Ділянка 5. Вхід в штабель (раптове звуження).

м/с

Ділянка 6. Штабель

м/с

Ділянка 7. Вихід з штабелю (раптове розширення).

м/с

Розрахунок швидкості руху агента сушіння на ділянках

Таблиця 2.8

Номер ділянки		2; 10	3; 9	4; 8
Fi	1,57	1,57	5,07	5,07	16,9	7,44	16,9
ω, м/с	11,85	11,85	3,67	3,67	1,101	2,5	1,101

2.3.3 Розрахунок опору ділянок

При роботі вентилятора в замкненій системі циркуляції агента сушіння його тиск витрачається на подолання опору всіх ділянок.

Місцевий опір всіх ділянок, крім калориферів і штабелів, визначають за формулою:

(2.75)

Ділянка 1. Вентилятор.

Па

Ділянка 2, 10. Повтор під кутом 135 ⁰С.

Па

Ділянка 3, 9. Калорифери.

Па (за графіком О.Е. Власова).

Ділянка 4, 8. Поворот під кутом 90⁰.

Па

Ділянка 5. Вхід в штабель (раптове звуження).

Па

Ділянка 6. Штабель

Па

Ділянка 7, 10. Вихід із штабеля (раптове розширення).

Па

де ρ – густина циркулюючого агента сушіння, середнє значення густини на виході і вході зі штабелю, кг/м³;

(2.76)

кг/м³

W – швидкість агента сушіння на ділянці, м/с;

К_о – коефіцієнт місцевого опору.

(2.77)

k_тр – коефіцієнт тертя до стінок каналу;

l – довжина ділянки (каналу) в напрямі руху агента сушіння, м;

u – периметр перетину каналу в площині, перпендикулярній до руху агента сушіння, м;

F – площа поперечного перетину ділянки, м²;

m – кількість однакових ділянок.

Обчислення загального опору системи, Па:

(2.78)

Па

Обчислення тиску вентилятора, Па:

Па (2.79)

Па

2.3.5 Обчислення потужності вентилятора

Якщо не змінюється конструкція камер, то тип вентилятора визначається типом камери, але можливе використання вентиляторів різних номерів. Вибираючи номер вентилятора, необхідно намагатись вибрати вентилятор з найбільшим ККД, найбільшим номером і найбільшим числом обертів.

Для вибору вентилятора використовують аеродинамічні групові, індивідуальні або безрозмірні характеристики вентиляторів (t = 20 ⁰С, ρ = 1,2 кг/м³).

Через те фактичний тиск вентилятора Р_в необхідно перерахувати в тиск за цих стандартних умов, Па:

(2.80)

Па

де Р_в – тиск вентилятора, визначають за формулою (2.78);

ρ – густина агента сушіння, визначають за формулою (2.76).

Вентилятор вибирають за типом Р_хар і продуктивністю V_в.

Продуктивність вентилятора:

(2.81)

м³/с

де n_в – кількість вентиляторів, встановлених в камері, які працюють одночасно.

За діаграмою вибираю двигун серії У12N12,5;

n = 1200 об/хв.

Здійснивши вибір вентилятора, необхідно вказати не лише тип і номер вентилятора, ККД n_в, число обертів і потужність.

Потужність, споживана вентилятором, кВт.

(2.82)

кВт

2.3.6 Вибір електродвигуна

Визначаємо встановлену потужність електродвигуна для приводу вентилятора, кВт:

(2.83)

кВт

де К_з – коефіцієнт запасу потужності на пусковий період, вибирають залежно від типу вентилятора і орієнтованої потужності;

К_t – коефіцієнт, який враховує вплив температури середовища, в який встановлено електродвигун;

η_пр – ККД передачі, беруть залежно від виду передачі руху від вала електродвигуна до вала вентилятора.

Вибираю електродвигун 4А112МА6У3, n = 1500 об/хв.., N_дв = 3 кВт.

2.4 Опис технологічного процесу сушіння

2.4.1 Транспортування сирих пиломатеріалів в сушильний цех

Необхідно вказати, звідки привозять пиломатеріали і заготовки (зі складу, з сушильного або розкрійного цеху), у вигляді яких пакетів (рейкових чи сушильних), а також якими механізмами здійснюється транспортування сирих пиломатеріалів до сушильного цеху.

2.4.2 Формування штабелів для сушіння

Тип і розміри штабелю, правила формування.

При камерному сушінні використовують штабелі двох типів: пакетний і суцільний.

Вибираю тип штабеля без шпацій з прокладками, хвойних порід і розмірами 25 ∙ 40 ∙ 1800 мм.

Спосіб укладання – цілим штабелем з допомогою ліфта – підйомника.

Кількість прокладок на річну програму з врахуванням десятиразового їх використання, шт.:

(2.84)

Витрата прокладок на річну програму, м³:

(2.85)

м³

де V_1пр – об’єм одної прокладки, м³.

Об’єм прокладки, м³:

(2.86)

м³.

де L_пр, В_пр, S_пр – довжина, ширина і товщина прокладок, м.

Витрата пиломатеріалів на виготовлення прокладок, м³:

(2.87)

м³

де К_п.в. – процент корисного виходу при розкроюванні пиломатеріалів на прокладки, беруть 1,25.

Розрахунок кількості підштабних основ. Для забезпечення нормальної роботи цеху і проведення економічних розрахунків необхідно знати кількість підштабельних транспортних основ, які мають бути в сушильному цеху.

Кількість підштабельних основ визначають кількість штабелів, які можна розмістити на всіх ділянках сушильного цеху і резервним запасом, який становить 10 – 15 %, всіх треків, які знаходяться в роботі. В якості підштабельноЇ основи використовують трекові вагонетки, які складаються з трьох пар треків і зв’язані під штабельними брусами, а також вагонетки зварної конструкції.

Кількість треків у сушильній камері – 6 ∙ 4 = 24 треків;

Кількість треків в приміщеннях для укладання і розбирання штабеля – 24 шт.;

Запас треків – (24 + 24) ∙ 1,15 = 55 шт.;

Механізація формування штабеля. Формування сушильних штабелів неможливе без використання тих чи інших механізмів (вертикальних ліфтів – підйомників, автонавантажувачів, кранів, штабелеформуючих машин та інше). Вибір варіанта механізації робіт з формуванням штабелів залежить від об’єму виготовлення пиломатеріалів і від типу штабелів. Формування пакетів може здійснюватись вручну або з використанням машин ПФМ – 10. Безпакетні штабелі формують вручну, але з використанням механізмів: штабелів, ліфтів і спеціальних штабелеформуючих машин моделі ЛССА, які використовують в лінії сортування і пакетування сирих пиломатеріалів і штабелеформуючих машин, економічно доцільно лише на великих підприємствах з об’ємом сушіння 50 … 80 тис. м³ пиломатеріалів за рік. На підприємствах невеликої і середньої потужності рекомендується використовувати ліфт Л – 6, 5 – 15 при формуванні і розформуванні штабелів. Технічна характеристика ліфта Л – 6, 5 – 15 наведена в табл..2.9.

Технологічна характеристика ліфта Л – 6, 5 – 15

Таблиця 2.9

Показник	Значення
Вантажопідйомність, т.
Габарити підйомної платформи, мм: довжина ширина
Хід платформи, мм
Продовження таблиці 2.9
Швидкість переміщення платформи, м/с	0,104
Встановлена потужність електродвигуна, кВт	10,0
Габарити приймача, мм довжина ширина висота
Маса, кг

2.4.3 Транспортування сушильних штабелів в середині цеху

Для внутрішньо-цехових перевезень сформованих сушильних штабелів переважно використовують рейкові колію шириною 1000 мм. і траверсні візки.

Стан рейкової колії систематично контролюється, не допускається не прямолінійність рейок, нестабільна ширина колії, не збігання рівня рейок на траверс тону візку і рейок, які впираються в траверсний коридор. Для камер з повздовжнім завантаженням випускаються дві модифікації електрифікованих траверсних візків ЭТ – 4,5; ЭТ – 6,5М. технічна характеристика траверсних візків наведена в таблиці 2.10.

Технічна характеристика траверсних візків ЭТ2 – 6,5М

Таблиця 2.10

Показник	Значення
Вантажопідйомність, т.	15,0
Габаритні розміри, мм: довжина ширина
Висота загальна від головки рейки
Висота між головками верхньої і нижньої рейки візка
Швидкість переміщення, м/с	0,36
Швидкість переміщення троса лебідки, м/с	0,132
Максимальне тягове зусилля на тросі лебідки	7,8
Ширина колії траверсного шляху, м: довжина ширина висота	6,5 1,8 3,0
Загальна встановлена потужність, кВт	9,0
В тому числі: переміщення візка, лебідки	5,0; 4,0
Маса, кг

Механізм переміщення штабелів здійснюється за допомогою трособлокової системи і тягової лебідки, яка встановлена на траверсних візках. Можливе використання і інших методів внутрішньо цехового транспортування пиломатеріалів, особливо при пакетному формуванні штабелів.

Використання тельферів, монорейкових підвісних доріг, електродвигунів для транспортування пакетів пиломатеріалів або заготовок всередині сушильного цеху можливе за невеликої потужності цеху. Для механізації робіт на складі сухих пиломатеріалів великих сушильних цехів раціонального використовувати мостові крани, які мають можливість скоротити площу складу за рахунок зберігання пиломатеріалів у штабелях більшої висоти. В такому випадку штабелі формуються на спеціальних підштабельних брусах, які ставляться на підлогу, що збільшує стійкість і дозволяє значно скоротити кількість транспортних під штабельних основ.

2.4.4 Опис конструкції камери

Камера СПЛК-1 призначена для сушіння пиломатеріалів різних порід і товщини в повітряному середовищі нормальними або форсованими режимами при температурі сушильного агента до 180 ⁰С.

Камера рекомендується для деревообробних підприємств по виготовленню меблів, лиж, музичних інструментів, паркету, столярних виробів, спеціальної тари. Вона забезпечує сушіння пиломатеріалів по І і ІІ категоріях якості.

На базі лісосушильної камери рекомендується розробляти проекти лісосушильних господарств і цехів потужністю до 25 тис. м³ умовних пиломатеріалів в рік.

Лісосушильна камера СПЛК-1 побудована з цегли і залізобетону. Камера по довжині розділена металевою перегородкою на сушильний простір і вентиляційне приміщення.

В сушильному просторі розміщуються пиломатеріали, теплове обладнання, направляючі екрани і оброблені блоки. Об’єм сушильного простору розрахований на завантаження одного штабеля, для завантаження і розвантаження яких встановлена рейкова колія.

В вентиляційному приміщенні розміщуються: вентиляційний пристрій і металоконструкція для його кріплення; приточно-витяжні труби, зволожуючі, парові і конденсаційні труби. Для доступу в вентиляційне приміщення в металевій перегородці встановлюється дверка.

Для здійснення циркуляції сушильного агента в торцевій частині камери до її осі проміжкових валах встановлюється два осьових реверсивних вентилятори ЦАГІ серії У-12 № 12,5. Вентилятори розміщені один над іншим, приводяться в рух трьохшвидкісними електродвигунами, за допомогою яких можна вимірювати об’єм циркулюючого повітря на різних етапах сушіння пиломатеріалів.

Агент сушіння рівномірно розприділяється по довжині штабеля дякуючи циркуляційним каналам перемінного, січення і направляючим екраном, які встановлені на початку цих каналів.

Перемінне січення циркуляційних каналів утворюється за рахунок цегляних стін явної конфігурації. Теплове обладнання складається із двох рядів чавунних двохметрових ребристих труб, які розміщені вертикально. Труби встановлюються вздовж повздовжніх стін сушильної камери.

По довжині камери розміщуються стаціонарні металічні і бетонні і поворотні шторки з пристроєм для управління пили.

Автоматичне регулювання процесу сушіння основане на принципі регулювання температури і психрометричної різниці приладами, серійно виготовленими вітчизняною промисловістю.

Реверсування вентиляторів проходить автоматично з допомогою КЭП-12У.

Технічна характеристика камери

Таблиця 2.11

Показник	Значення
Габаритні розміри штабеля, мм: Довжина х ширина х висота	6500 х 1800 х 2900
Кількість завантаження штабелів, шт..
Вміст камери в умовних пиломатеріалах, м^3
Річна продуктивність в умовних пиломатеріалах, м^3/р, при режимі: нормальному фасованому
Збуджував циркуляції агента сушіння – осьовий реверсивний вентилятор серії У12 № 12,5; шт..
Характеристика вентилятора: продуктивність, м^3/р частота обертів, хв.^-1
Привід вентилятора трьохшвидкісний електродвигун типу 4А160М8/6/443 N = 5,0; 6,3; 10 кВт з частотою обертання n = 735; 980 і 1450 хв^-1, шт.
Швидкість циркуляції агента сушіння через штабель, м/с	1,5 – 3,0
Теплове обладнання – двохметрові ребристі чавунні труби, шт. поверхня нагрівання, м^2
Тиск пари на вході в камеру, МПа	0,4 – 0,5
Витрата пари на камеру, кг/р, при нормальному режимі максимальна середня
Помірна витрата пари на 1 м^3 умовних пиломатеріалів, кг/м^3, при режимі: нормальному форсованому
Помірна витрата електроенергії на 1 м^3 умовних пиломатеріалів, кВт – г/м^3, при режимі: нормальному форсованому	31,2 23,5
Внутрішній об’єм камери, м^3	126,5
Розміри камери, м	9,8 х 3,1 х 3,5

2.4.5 Пуск і завантаження камери

Перед завантаженням штабелів камеру необхідно прогріти, щоб не допускати конденсації вологи на огородженні камери і обладнанні.

Якщо камера не вистигла після завантаження, пару в калорифер необхідно впускати за 10…30 хв. до завантаження матеріалу. В момент впуску пари відкривають на 10…15 хв. Вентиль на обдув ній трубі конденсатовивідника. Пару випускають в калорифер, поступово відкриваючи вентиль. Після продувки калорифера вентиль на обдув ній трубі конденнсатовивідника закривають, і система починає працювати нормально – через конденсатовивідник.

У пусковий період припливно-витяжні канали мають бути закриті. Сформовані штабелі завантажують у камеру. Недопустиме завантаження в камеру неповно габаритних штабелів і робота камери при неповній кількості штабелів.

2.4.6 Технологічні етапи сушіння пиломатеріалів в камерах періодичної дії

Початок прогрівання деревини. Першою операцією після завантаження камери є початкове прогрівання деревини.

Для інтенсивного початкового прогрівання деревини перед сушінням в камері створюється висока відносна вологість агента сушіння при підвищенні (порівняно з першим ступенем режиму сушіння) температури. Температура середовища при прогріванні пиломатеріалів м’яких хвойних порід (сосна, ялина, кедр, ялиця) підтримують залежно від їх товщини і категорії режиму сушіння.

При прогріванні пиломатеріалів інших порід температура в камері більша, ніж на першому ступені режиму сушіння: для модрини і твердих листяних порід на 5 ⁰С, а для м’яких листяних порід (береза, вільха, осика, тополя, липа) – на 8 ⁰С, але не більше ніж 100 ⁰С.

Психрометричну різницю при початковому програванні підтримують в межах 0,5 …1,5 ⁰С. деревину прогрівають до того часу, поки різниця між температурою середовища і температурою в центрі дошки або заготовки буде становити 3 ⁰С. В разі відсутності засобів контролю температури деревини, тривалість прогрівання рекомендується визначити розрахунковим методом. Орієнтовно, тривалість початкового прогрівання визначається з розрахунку 1 годину на кожний сантиметр товщини матеріалу. Параметри проміжкової температури ; ; .

В період прогрівання до камери подають пару через зволожуючі труби при ввімкнених калориферах, працюючих вентиляторах і закритих припливно-витяжних каналах. На прогрівання деревини витрачається багато пари, через те проводити початкове прогрівання одночасно в декількох камерах сушильного цеху не рекомендується.

Сушіння до перехідної вологості. Після прогрівання деревини її висушують. Параметри прогрівання проміжкової термовологообробки ; ; .

Кінцева термообробка. Проводиться з метою зняття або зменшення внутрішніх напружень, що залишилися. Кінцеву термовологообробку проводять для пиломатеріалів, які висушують за І і ІІ категоріями якості. Параметри кінцевої термовологообробки ; ; .

Після кінцевої обробки температура агента сушіння підвищується на 8⁰С порівняно з температурою останнього ступеня режиму сушіння, але не вище 100⁰С. Психометрична різниця встановлюється в шляхах 0,5…1,0 ⁰С. Тривалість кінцевої термовологообробки визначають за табл.Д.32.

Підсушування після кінцевої термовологообробки. Після кінцевої термовологообробки пиломатеріали витримують в камері при психрометричній різниці останнього ступеня режиму сушіння протягом 2 – 3 годин, після підсушування поверхні.

Кондиціонуючи обробка. Кондиціонуючи обробку проводять для пиломатеріалів, які висушують за І категорію якості для вирівнювання вологості деревини по об’єму штабелю і по товщині пиломатеріалу, для чого в камері підтримують такий стан середовища, за якого недосушені сортименти досушуються, а пересушені зволожуються. Під час кондиціонуючої обробки температура агента сушіння в камері підтримується такою, що дорівнює температурі останнього ступеня режиму сушіння, але не вище 100 ⁰С, а відносна вологість повинна відповідати середній заданій кінцевій вологості деревини, збільшеній на 1 %, визначають за діаграмами рівноважної вологості. Тривалість кондиціонуючої обробки орієнтовно дорівнює половині тривалості кінцевої термовологообробки. Якщо в цеху висушують пиломатеріали за І категорією якості, слід визначити параметри кондиціонуючої обробки даного матеріалу.

Охолодження матеріалу в камері. Охолодження матеріалу в камері до 30…40 ⁰С проходить при відкритих проливно-витяжних клапанах і непрацюючих вентиляторах, пару в калорифер подають, двері камери напіввідкриті. Орієнтовна тривалість охолодження становить 1 годину на кожен сантиметр товщини матеріалу. Вивантаження з камери неостиглих штабелів недопустиме.

2.4.7 Контроль і регулювання параметрів агента сушіння

Прилади контролю і регулювання повинні забезпечувати вимірювання і автоматичне регулювання параметрів режиму сушіння – температури і відносної вологості сушильного агента. Ступінь насичення вимірюється психрометричним методом, тобто по показниках сухого і мокрого термометрів з використанням психрометричних таблиць.

Дистанційний контроль і автоматичне регулювання параметрів агента сушіння повинно здійснюватися по температурі сухого термометра і психрометричної різниці чи безпосередньо по температурі сухого і мокрого термометрів.

Для контролю за параметрами агента сушіння потрібно використовувати при сушінні п.м. І і ІІ категорії якості – електронні мости показують або самі пишуть; при сушінні п.м. ІІІ категорії якості – вимірювальним методом з термометрами опору і логометром.

Температура сушильного агента регулюється результатом вимірювання кількості пари, яка подається в калорифери камери. Для регулювання вологості змінюється ступінь відкриття приточно–витяжних каналів або в камеру подається водяна пара.

В системі автоматичного регулювання повинно бути передбачено:

1) автоматичне регулювання температури сухого термометра і психрометричної різниці або температур сухого і мокрого термометра;

2) дистанційний контроль температури сухого термометра і психрометричної різниці або температур сухого і мокрого термометра;

3) ручне і дистанційне управління регулюючими органами;

4) сигналізація чи вимірювання степені від регулюючих органів і знаку відхилення регулюючого параметру по кожній з камер (одночасно або по черзі).

У багатоканальних системах контроль і регулювання кожного параметру в кожній камері здійснюється самостійно параметр від роботи інших каналів. Задане значення параметра встановлюється незалежно по кожному каналі і може бути виміряно в процесі роботи приладу.

В проектах для камер з реверсивною циркуляцією передбачається автоматичне пристосування для реверсування.

На рисунку приведена функціональна схема автоматизації, виконана в відповідності з вимогами до обладнання контролю.

Температура і ступінь насичення сушильного агента контролюють з допомогою сухого і мокрого термометру опору 8, які посилюють сигнали в вимірювально-регулюючий пристрій.

Якщо регулювання параметрів відхилюється від заданого, встановленого з допомогою за датчиків Б3, тоді подається сигнал на вихідне реле БР, керуючі роботою виконавчих механізмів 6. Керування механізмами виконується або автоматично регулятором, або вручну з допомогою переключателів ПУ і ключів дистанційного управління КУ, розміщених на щиті управління.

Рис. 2.2 Схема автоматичного регулювання

Степінь відкриття регулюючих органів контролюється показниками положення 4, які знаходяться на щиті управління.

В системі передбачено пристрій 2 для автоматичного програмного управління вентиляторами камери, в залежності від об’єкту вона може бути розміщена на щиті управління.

Тиск пари, який подається в камеру, контролюється монаметром 5.

Для регулювання параметрів агента сушіння рекомендується використовувати:

1. При сушіння п.м. І і ІІ категорій якості двохпозиційні однокапальні регулятори з малою зоною не чуттєвості для регулювання температури і двох – трохпозиційні одноканальні регулятори для регулювання вологості величини рехрометричної різних. При великій кількості камери – спеціалізовані багатоканолючні регулятори з малою зоною не чуттєвості і малим часом циклу питання або багатоканальні швидкодіючі прибори.

2. При сушінні п.м. ІІІ категорій якості і малій кількості камер – двохпозиційні регулятори температури. При великій кількості камер – багатопозиційні або релейні регулятори.

Якщо немає таких регуляторів, то можна використовувати загальнопромислові багатоканальні релейні або імпульсні системи.

При використанні систем автоматичного регулювання температури і степені насичення агента сушіння необхідно:

а) забезпечувати сушильні камери парою тиском 0,3 – 0,5 МПа в потрібній кількості (для стабілізації тиску пари на вході в сушильний блок при її коливаннях в загальній магістралі більше ± 0,2 МПа рекомендується встановлювати спеціальний регулятор);

б) герметизувати камери;

в) обладнати сушильні камери надійними конденсатовивідниками.

Швидкість руху агента сушіння по матеріалу в штабелі повинна бути не менше 1 м/с. застосовувати системи автоматичного регулювання в камерах з природною циркуляцією не рекомендується.

Вимірювальні прилади і регулятори повинні встановлюватись в приміщеннях з температурою повітря 10 – 35 ⁰С і відносною вологістю 30–80%.

2.4.8 Контроль вологості деревини в процесі сушіння

Метод визначення поточної вологості по контрольним зразкам, які укладають в штабель перед завантаженням його в камеру, володіє рядом недоліків: необхідність періодичного заходу операторів в камеру для того, щоб взяти контрольні зразки на зважування, недостатня точність визначення середньої поточної і кінцевої вологості. Застосування цього методу зумовлено відсутністю приладів які серійно випускаються для дистанційного контролю вологості п.м. в процесі сушіння.

Існують розробки інститутів по методиках і засобах контролю вологості, провірені виробничих умовах. Частково, на основі випробування, зарекомендовані метод усідання для контролю кінцевої вологості, які висушуються і метод контролю вологості по зміні маси штабелю, який зволожується в процесі сушіння.

Для підприємств з розвинутим сучасним сушильним господарством можна зарекомендувати ваговий метод контролю поточної вологості в якості приладу розглянемо розроблене калінівським політехнічним інструментом відносно просте і нескладне у виготовленні ваговий гідравлічний пристрій (рис. 4). Штабель п.м. 1 укладається на під штабельний візок 2, колеса якого після завантаження штабеля в камеру фіксуються на підвішених участках рейків 3. Під цими рейсами встановлені гідравлічні датчики 4, які протидіють через опорні тарілки наеластичний мембрани, створюючи тиск рідини в кожному датчику пропорційно вазі. В камері для зволоження контрольного штабелю встановлюються 4-ри датчики, які з’єднані між собою трубопроводами. Тиск в системі ущільнюється і передається по трубопроводі 5 на передавач тиску типу МЭД, який з’єднаний з вторинним прибором 7 типу КСД.

Гідравлічний датчик призначений для передачі зусиль на штоці до тиску рідини пропорційній навантаженню. Зусилля передається через шток, опорну тарілку і діаграму на рідину (дистильована вода).

Технічна документація на систему контролю по масі штабеля розробила калінінська політехнічним інструментом. Компетентний взірець системи випробовуваний на Пеповському ДОЗу. Результати випробувань показали надійність системи задовільну точність визначення кінцева вологість, що дозволимо документувати цю систему для введення в промисловість.

В ряді випадків для контролю поточні і кінцевої вологості п.м. при сушінні можливо застосування кондуктометричних вологомірів, наприклад, дистанційного вологоміра ДВС-2М, який розробили сверд НІІП древа. Серійно вологомір не випускається, а технічна документація знаходиться в Свердловському ЦНТІ.

2.4.9 Показники якості сушіння

До показників якості сушіння відносять:

1) відповідність середньої вологості висушених пиломатеріалів у штабелі заданій кінцевій вологості;

2) відхилення вологості окремих дощок або заготовок від середньорічної вологості пиломатеріалів у штабелі;

3) перепад вологості за товщиною матеріалу;

4) залишкові напруження у висушених пиломатеріалах.

Норми показників якості сушіння пиломатеріалів і заготовок встановлені залежно від категорії якості сушіння.

Примірне значення кінцевої вологості для трьох основних випадків:

W_k = 7 %, опалювальне приміщення з середньорічною температурою t_ср = 20 ± 2 ⁰С, відносною вологістю φ_ср = 0,4 ± 0,1;

W_k = 10 %, опалювальне приміщення з підвищеною вологістю при t_ср = (7 – 20) ⁰С і φ_ср = 0,6 ± 0,1;

W_k = 15 %, зовнішні умови експлуатації при t_ср = 4,3 ± 1 ⁰С, φ_ср = 0,75 ± 0,2.

Конкретні значення середньої кінцевої вологості допускається призначати в відповідності з технічними умовами на вироби і продукцію.

Для пиломатеріалів, які висушуються по 0 категорії якості до транспортної вологості, кінцева вологість призначається в залежності від товщини пиломатеріалів з тим, щоб з вірогідністю 95 % вологість окремих дощок не перебільшина 22 – 23 %.

Для контролю залишкових напружень із п.м. (заготовок), відібраних з зони найбільш інтенсивного просушування вирізають пару з секціями вологості секції для визначень напруги (силові секції). Кількість п.м. (заготівок з яких вирізають відділи; залежно від категорії якості сушіння). Для І категорії якості сушіння приймають не менше 5 відділів, для ІІ – 3 відділи, тобто вирізають відділи із 5чи 3-х відібраних дощок.

Секції витримують в сушильній шафі протягом 2 – 3 годин при температурі 103 ± 2 ⁰С. Після охолодження відділи в ексикатори їх розкривають (стрічковою пилою чи лобзиком) по схемі, показано на рисунку 5.

а – для пиломатеріалів (заготовок) товщиною до 40 мм; б – для п.м. (заготовок) товщиною більше 40 мм.; В – ширина п.м. (заготовок), мм.; Т – товщина секції, мм.; Т₁ – віддаль між внутрішніми кутами зубці, мм.

У кожній секції вимірюють індикаторною скобою чи штангенциркулем з точністю 0,1 мм. Товщину і віддаль між внутрішніми кутами зубців відділів. Якщо ці величини рівні, то напруга в п.м. практично відсутня. Для п.м., які висушують по І-ІІ категоріях якості відносна деформація зубців віддалі (вверху) не повинно перевищувати 1,5 – 2 %.

Відносну деформацію зубців відділу обчислюють по формі у %.

(2.88)

де l – довжина зубця, мм.;

За результат приймають середнє арифметичне значення відхилення зубців відділами, які контролюються.

Середню кінцеву вологість п.м. відхилення вологості окремих дощок від середньої, перепад вологості по товщині і кінцева напруга за рекомендаціями справжнього розділу допускаються контролювати періодично; при перепаді на сушку п.м. іншої характеристики не сушку п.м. іншої характеристики, при запуску камери після її ремонту чи переналадки, а також за проханням контрольних служб.

Поточну і кінцеву вологість деревини в камерах контролюють періодично в відповідності з рекомендаціями режимів сушіння.

2.4.10 Розформування висушених штабелів

Розформування сушильних штабелів проводиться не відразу після вивантаження їх з камери, а після відповідної витримки в охолоджувальному приміщення, тривалість витримки беруть приблизно 24 години для тонкого матеріалу і 36…48 годин для товстого матеріалу. Для механізації розформування пакетних штабелів можна використовувати електротельфери, крани, електронавантажувачі, якими знімають верхні пакети і транспортують їх до місця розформування. Розформування пакетів може проводитися вручну або за допомогою механізмів. Для розформування суцільних штабелів є механізми, які використовують і при формуванні, а також автоматичні штабелерозбірники на великих підприємствах.

2.4.11 Зберігання висушених пиломатеріалів

Пиломатеріали, висушені до транспортної вологості, повинні зберігатися у закритих неопалюваних складах або під накриттями в штабелях із закритими торцевими і боковими сторонами. Допускання зберігання на відкритих складах, якщо штабелі захищені вологонепроникним папером, синтетичною плівкою або закриті суцільним дахом і щитами.

Пиломатеріали, випущені до експлуатаційної вологості, повинні зберігати в закритих опалювальних приміщеннях при плюсовій температурі повітря і відповідних значеннях відносної вологості, значення якої залежить від категорії якості сушіння, кінцевої вологості деревини і терміну зберігання. Допустиме зберігання пиломатеріалів на відкритому складі, якщо пакети захищені вологонепроникною упаковкою або в закритих неопалювальних складах протягом обмеженого терміну.

2.5 Розрахунок завантажувально-розвантажувального і транспортного обладнання і кількості робітників

Дата добавления: 2015-10-02