Выбор оборудования
Самый важный вопрос – выбор оборудования. Как узнать, каким оборудованием должна быть укомплектована сушильная камера, чтобы она проработала долгие годы и при этом качество высушенного пиломатериала полностью бы вас удовлетворяло? Цена оборудования составляет примерно половину от общей стоимости сушилки. Вентиляторы и теплообменники – это самые дорогие и важные позиции в комплекте, поэтому подробно остановимся именно на них.
Вентиляторы: осевые реверсивные вентиляторы предназначены для продувки воздушным потоком штабеля внутри сушильной камеры. Реверсивный режим работы обеспечивает продувание штабеля с двух сторон поочередно, что повышает равномерность высушиваемого пиломатериала в штабеле и сокращает время сушки по сравнению с сушилками, в которых используются нереверсивные вентиляторы. Корпус и лопасти вентилятора лучше, чтобы были из алюминия, это обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики в сочетании долговечностью и относительно небольшим весом, что существенно при установке вентиляторов на фермах за фальшпотолком. Из условий эксплуатации, класс защиты оболочки электродвигателя должен быть не ниже IP55, а класс нагревостойкости изоляции, желательно, не ниже H. Одни из лучших двигателей для осевых вентиляторов лесосушильных камер производят фирмы SIEMENS (Германия) и Leroy-Somer (Франция).
Следует также обращать внимание на сочетание электрической мощности и производительности вентилятора, так как стоимость электроэнергии на сегодняшний день не маленькая и постоянно растет. Например, вентилятор с электродвигателем мощностью 3 кВт должен иметь производительность не менее 30000 м 3 /ч, а с электродвигателем 1,5 кВт – не менее 15000 м 3 /ч.
Чтобы ваш лес сушился достаточно быстро и качественно, необходимо обеспечить хорошую продувку штабеля воздухом. Как проверить правильность комплектации вентиляторами предлагаемой вам сушильной камеры?
На сушку 1 м 3 древесины производительность по воздуху должна быть не менее 2300 м 3 /ч, следовательно, для лесосушильной камеры с разовым объемом загрузки пиломатериала 50 м 3 необходимо:
2300 х 50 = 115000 м 3 /ч,
значит, требуется 4 вентилятора с максимальной производительностью 30000 м 3 /ч.
Теплообменники: биметаллические теплообменники предназначены для нагрева воздуха до необходимой температуры внутри сушильной камеры. Конструктивно это 2 коллектора, соединенные между собой теплоотдающими элементами, выполненными из круглой трубы с алюминиевым накатным оребрением. Коллекторы и круглые трубы теплоотдающих элементов в теплообменниках обычно изготавливают из нержавейки, меди или черной стали.
В наших непростых климатических условиях теплообменники из меди применять нежелательно. В зимнее время, в виду очень высокой теплопроводности меди и низкой прочности, были случаи их повреждений при разгрузочно-погрузочных работах пиломатериала во время сильных морозов. Это особенно актуально, когда теплообменники расположены над дверным проемом сушильной камеры. Мы рекомендуем сушильные камеры, укомплектованные теплообменниками из нержавейки или черной стали. И хотя теплообменники из нержавеющей стали дороже, но значительно легче и прослужат долгие годы.
Кроме материала следует особое внимание уделить конструкции. Теплообменники могут быть однорядными или многорядными. Что это значит? С однорядными все понятно: 2 коллектора соединены трубками в один ряд. Более подробно поговорим о многорядных теплообменниках, которые могут быть и 3-х рядные и 4-х рядные, то есть 2 коллектора соединены между собой 3-мя или 4-мя рядами трубок, расположенных в шахматном порядке. Тем самым увеличивается площадь поверхности нагрева, следовательно, и тепловая мощность теплообменника. Но покупать лесосушильную камеру, укомплектованную многорядными теплообменниками, мы вам не рекомендуем. Несмотря на большую тепловую мощность, они имеют очень низкую пропускную способность по воздуху из-за шахматного расположения рядов теплоотдающих элементов, препятствующих свободному проходу воздушного потока. Воздушный поток, создаваемый вентиляторами, например, в сушилке объемом 50 м 3 составляет 120000 м 3 /ч. Куда деваться этому воздуху? Ответ простой: между теплообменниками в таких сушильных камерах оставляются зазоры, чтобы вентиляторам не создавать избыточное сопротивление и не уменьшать воздушный поток, необходимый для качественной и быстрой сушки пиломатериала. Вот тут-то и возникает ряд проблем:
— во-первых, теплообменники начинают работать не эффективно, т.е. они не выдают свою тепловую мощность из-за того, что львиная доля воздушного потока проходит не через теплообменники, а через зазоры между ними, следовательно, увеличивается срок сушки пиломатериала;
— во-вторых, воздушный поток распределяется неравномерно в поперечном направлении, так как наибольшая скорость воздуха создается как раз в зазорах между теплообменниками. Как следствие, воздух через штабель циркулирует с разной скоростью и присутствует неравномерность по влажности высушенного пиломатериала;
— в третьих, многорядные теплообменники в несколько раз быстрее загрязняются в процессе работы сушильной камеры, а хорошо почистить их не представляется возможным из-за трудного доступа к средним рядам теплоотдающих элементов. Это касается и ремонтопригодности: если вдруг теплообменник потечет (не дай бог один из средних рядов), то качественно наложить шов с помощью сварки будет крайне затруднено.
Если в подобных лесосушильных камерах, все же зашить металлическими листами достаточно большие зазоры между многорядными теплообменниками, то из-за своей очень низкой пропускной способности по воздуху будет создаваться избыточное сопротивление, что приведет к увеличению нагрузки на лопасти вентиляторов и резкому сокращению срока службы дорогостоящих двигателей. Исходя из вышесказанного, следует обратить особое внимание на комплектацию теплообменниками предлагаемой вам лесосушильной камеры.
Чтобы ваш лес сушился достаточно быстро и качественно, необходимо обеспечить достаточно быстрый нагрев воздуха до необходимой температуры. Как проверить правильность комплектации теплообменниками предлагаемой вам сушильной камеры?
На сушку 1 м 3 древесины необходима тепловая мощность не менее 5 кВт, причем площадь поверхности теплоотдающих элементов должна быть не менее 4 м 2 , следовательно, для лесосушильной камеры с разовым объемом загрузки пиломатериала 50 м 3 необходимо:
5 х 50 = 250 кВт тепловой мощности,
4 х 50 = 200 м 2 площади поверхности теплоотдающих элементов.
Что касается остального оборудования, то мы не будем особо заострять на нем внимание. Вкратце, вам потребуются:
— воздушные клапаны с электроприводами для регулировки влажности воздуха в сушильной камере;
— 3-х ходовой клапан с электроприводом для регулировки температуры в сушильной камере;
— система орошения для увлажнения воздуха во время недостатка влаги в процессе сушения пиломатериала, особенно это важно для сушения твердых лиственных пород, таких как дуб, бук, ясень, клен, лиственница, береза, ольха.
Тепловоздушный обогрев сушильной камеры
текст и фото: пресс-служба ООО «Уралдрев-СКМ»
Выставки
Raute RxEvent — мероприятие с эффектом присутствия для производителей шпона, фанеры и ЛВЛ бруса
Открыта регистрация на чемпионат «Сибирский лесоруб» 2021
Выставка «ЭКСПОМЕБЕЛЬ-УРАЛ» пройдет в Екатеринбурге
Для теплоснабжения сушильной камеры можно установить водогрейный котел, работающий на газу, жидком топливе, отходах деревообработки, электроэнергии. Правда, высокая стоимость жидкого топлива и электроэнергии сдерживает широкое распространение таких котлов. Газовый водогрейный котел является хорошим вариантом организации системы теплоснабжения, но сложности проектирования и подключения к газовой сети также не позволяют широко их использовать.
Поэтому для теплоснабжения сушильных камер широкое распространение на практике получают сегодня водогрейные котлы, сжигающие древесные отходы. В том случае, когда сушильная камера одна, да еще и не очень большого объема (15–20 м 3 ), строить водогрейную котельную на древесных отходах для нее не совсем выгодно, в первую очередь с точки зрения экономической составляющей. Поэтому необходимо рассмотреть способ теплообеспече-ния сушильной камеры – тепловоздушный обогрев.
Тепловоздушный обогрев сушильной камеры
При тепловоздушном теплоснабжении значительно снижаются общие капитальные и эксплуатационные затраты на камеру.
Тепловоздушная сушилка состоит из сушильного помещения, топки и воздушного теплообменника специальной конструкции, предназначенного для нагревания воздуха топочными газами через разделительные стенки. Горячий воздух по системе воздухопроводов поступает в рабочее пространство камеры, смешивается с рециркулирующим агентом сушки. Побуждаемый вентилятором агент сушки проходит через штабель, где насыщается влагой из древесины и охлаждается. Отработанный агент сушки удаляется из камеры, а некоторая часть его отправляется на повторный разогрев в воздушный теплообменник.
Устройство тепловоздушного нагревателя ТВН
Тепловоздушный нагреватель предназначен для нагрева среды сушильной камеры путем подачи горячего воздуха непосредственно в сушильное пространство. Нагреватель ТВН состоит из следующих основных частей: топка; теплообменник; подающий и возвращающий воздуховоды; труба дымоудаляющая.
Камера сгорания образуется боковыми и промежуточной поверхностями топки, обмурованными шамотным кирпичом, слоем доменного шлака, накрывающего дно топки до верхнего уровня сопел колосников, и защитной стенкой – пламегасителем, закрывающей воздушный теплообменник от воздействия прямого огня.
Теплообменник воздухонагревателя представляет собой полую сварную конструкцию, состоящую из регистра теплообменника, находящегося в воздушной рубашке, кожуха, компенсатора, воспринимающего температурные деформации расширения, и дымового коллектора.
Теплопередающая поверхность теплообменника состоит из стальных высококачественных труб. Расположение труб коридорное с равным поперечным и продольным шагом по направлению воздуха.
В тепловоздухонагревателе ТВН для поддува топки и циркуляции воздуха через теплообменник применяются вентиляторы радиальные типа ВЦ.
Принцип работы тепловоздушного нагревателя
Принцип работы основан на теплообмене между продуктами сгорания отходов деревообработки и воздухом.
Для увеличения интенсивности горения использована технология горения в «кипящем слое», которая представляет собой вертикальное возвратно-поступательное движение твердых частиц в газовом потоке.
Технология горения в «кипящем слое» позволяет частицам топлива гореть по всей поверхности частицы. В случае горения мелких частиц эффективность горения увеличивается в сотни раз. Горение отходов деревообработки в «кипящем слое» – это высокотемпературное (1 000 0 С) бушующее пламя, заполняющее полный объем топки. Мелкофракционное топливо падает сверху, проходя через пламя, частицы нагреваются. В нижней части частицы падают на воздушную подушку, которая их подбрасывает. Совершая возвратно-поступательное движение, частицы топлива нагреваются, высыхают и сгорают.
Топливо загружается в топку через люк 1. Нагнетаемый вентилятором 2 воздух поступает из окружающей среды по коллектору 3 в полости колосников, откуда через сквозные отверстия и сопла 4 поступает в зону горения 5. Твердые частицы топлива под действием истекающих воздушных струй находятся в постоянном движении, что обеспечивает их полное сгорание. Создается высокотемпературное бушующее пламя, заполняющее объем топки.
При этом вся поверхность колосниковой решетки защищена от перегрева теплоизоляционным материалом 6. Свободная установка колосников компенсирует температурные расширения, предотвращая коробление.
Тепловые газы (продукты сгорания) поступают в трубы теплообменника 7, в полость которого вентилятором 8 нагнетается воздух, поступающий из отапливаемого помещения по обратному воздухопроводу 9.
Полученный теплоноситель по напорному воздухопроводу 10 направляется к объекту применения (сушильная камера). Все нагревающиеся поверхности теплообменника изолированы от воздействия внешней среды изоляцией 11 и кожухом 12.
Контроль и регулирование температуры отапливаемого помещения и напорного воздухопровода осуществляется изменением количества сжигаемого топлива по команде со шкафа управления 13.
При установке тепловоздушного нагревателя минимизация капитальных и эксплуатационных расходов обеспечена:
- отпавшей необходимостью в котельной и прокладке тепловых коммуникаций;
- предельной простотой в изготовлении и эксплуатации агрегатов
- применением технологии горения в кипящем слое, позволяющей топливу гореть по всей поверхности частицы;
- компактной универсальной топкой тепловоздушного агрегата, позволяющей сжигать в любом соотношении и практически любой влажности кусковые и мягкие отходы деревообработки, лесопиления, различные угли, сланцы и другие виды топлив;
- полной утилизацией всех отходов промышленной площадки.
Использование тепловоздушного обогрева сушильной камеры позволяет сократить расходы на сушку, путем значительного снижения стоимости получения тепловой энергии от сжигания древесных отходов.
