Повышение производительности лесосушильных эжекционных двухштабельных камер в мебельном цехе

курсовая работа

8. Повышение производительности лесосушильной эжекционной камеры в мебельном цехе

Рассмотренные раннее недостатки лесосушильных эжекционных двухштабельных камер приводят к уменьшению их производительности.

Повысить производительность лесосушильной камеры данного типа можно за счет:

- модернизации;

- автоматизации;

- механизации погрузочно-разгрузочных работ;

- применения диэлектрической сушки

Модернизация позволяет увеличить интенсивность циркуляции. Гипродревпромом был разработан типовой проект модернизированной эжекционной двухштабельной камеры периодического действия в строительных ограждениях. Камера предназначена для сушки пиломатериалов из древесины хвойных и твердых лиственных пород нормальными и форсированными режимами в паровоздушной среде. Камеры должны размещаться в отапливаемом помещении.

В лесосушильной эжекционной двухштабельной камере для обеспечения циркуляции воздуха через штабель в коридоре управления устанавливают центробежный вентилятор типа Ц4-70 №12 с электродвигателем мощностью 22 кВт.

Данный вентилятор отличается хорошим качеством изготовления и более высоким КПД, изготавливается из нержавеющей стали или с алюминиевым кожухом, коническое колесо имеет 12 прямых плоских лопастей, загнутых назад (по ходу колеса). Максимальное значение КПД достигает 0,81, а давление при окружной скорости на концах лопастей до 50 м/с - 1000 … 1400 Па.

Вентиляторы подбирают по аэродинамической характеристике, показывающей зависимость между производительностью, давлением, частотой вращения, мощностью и КПД вентилятора. На рис. 12.2 приведена аэродинамическая характеристика центробежного вентилятора Ц4-70 №12 на разных режимах его работы. Средняя прямая обозначает наибольший КПД (0,8). Зона оптимальной работы вентилятора располагается правее этой прямой до КПД = 0,75. В нижней части рисунка указана производительность вентиляторов этой серии, но других размеров. Окружные скорости колес этих вентиляторов (справа на рисунке 3) и частота вращения n обратно пропорциональны их диаметрам. У вентилятора №12 при n=800 мин-1 давление Р=1,4 кПа и окружная скорость v=50,3 м/с.

Всасывающий патрубок вентилятора соединяется непосредственно с камерой, а выходное отверстие направлено вверх. По направлению движения воздуха в воздуховодах вентиляторной установки между кожухом вентилятора и переходными нагнетательными патрубками устанавливается переключающая коробка с шибером для того, чтобы направлять воздух попеременно к правому и к левому воздухонагнетательному каналу камеры для обеспечения реверса сушильного агента по штабелю. Два воздухонагнетательных канала камеры, по длине которых через 0,5 м устанавливают эжекционный узел. Выходное отверстие сопла прямоугольное размером 300 * 55 мм. Камера смешения образуется между нижней плоскостью воздухонагревательных каналов и экраном. Высота камеры смешения 0,6 м.

Калориферы из ребристых чугунных труб размещают на продольных стенках камеры. На каждой стене смонтировано по 10 ниток ребристых труб, таким образом, в камере размещено 20 ниток (120 труб) с общей поверхностью нагрева 480 м2. По длине камеры ребристые трубы указывают с уклоном 0,01 в сторону движения пара. В нижней части камеры установлены две пропарочные трубы. Штабеля экранизируют по всему периметру металлическими экранами с обоих торцов камеры, а также шторами, выполненными из термостойкой резины и прикрепленными с обеих сторон к верхнему экрану по всей длине камеры. Кроме того, в нижней части камеры по всей ее длине предусмотрены бетонные экраны.

Параметры среды регулируются автоматически системой, разработанной по рекомендациям ЦНИИМОДа. Для определения текущей и конечной влажности предусмотрен механический закладчик образцов в торцовой стенке камеры со стороны коридора управления.

Загрузку и выгрузку штабелей из лесосушильной камеры осуществляют без захода в глубину камеры с помощью лебедки, установленной на тележке, и трособлочной системы. Для этого в лесосушильной камере со стороны дверного проема устанавливают оборотный блок. Этот блок служит для загрузки штабелей, а при выгрузке пользуются тросом лебедки.

В результате автоматизации процессов камерной сушки древесины:

· увеличивается производительность камер;

· повышается качество высушиваемого материала;

· снижаются затраты тепловой и электрической энергии;

· улучшаются условия труда обслуживающего персонала

Автоматизация включает в себя следующие этапы:

1) Дистанционный контроль и управление процессами сушки древесины. Оператор задает режим сушки и определяет время перехода с одной ступени режима на другую, а также время окончания сушки.

2) Автоматическое регулирование в следящем режиме с учетом средней влажности материала. Для проведения процесса сушки и создания систем автоматического регулирования необходима разработка способов и средств для дистанционного измерения влажности высушиваемой в камерах древесины. Наиболее просты по конструкции и надежны в работе электрические и кондуктометрические влагомеры. Погрешность измерения в диапазоне 8-10 % влажности не больше 2%; в диапазоне 10-17% не больше 3 %. Основные недостатки этого метода:

- локальность определения влажности, что требует установки большого числа датчиков в штабеле;

- невысокая точность измерения

Методы контроля влажности:

I. Метод контроля влажности усадкой. Он основан на свойстве древесины изменять свои линейные размеры в зависимости от влажности. Методом усадки можно контролировать конечную влажность штабеля с удовлетворительной для практики точностью. Необходимы уточнения зависимости усадки от влажности для различных пород древесины и толщин пиломатериалов и разработка простых надежных средств дистанционного измерения усадки.

II. Метод контроля влажности по изменению массы штабеля или его части в процессе сушки. При этом можно непосредственно измерять количество испаряемой влаги и среднюю влажность пиломатериалов в любом диапазоне. Внедрение этого способа сдерживается отсутствием простых и надежных устройств для взвешивания штабелей пиломатериалов в процессе сушки, недостаточной точностью (необходимо определять начальную влажность штабеля перед сушкой по отдельным образцам).

Необходимо правильно выбрать механизмы подачи пиломатериалов в камеру, т.к. они в значительной степени влияют на:

· производительность сушилок;

· стоимость капитальных затрат;

· качество сушки

Недостаток в том, что ни один вид подачи нельзя назвать оптимальным. Выбор средств подачи сушильных штабелей определяется:

- способом формирования штабелей;

- наличием свободного места около камеры;

- частотой загрузки камер

В лесосушильных эжекционных двухштабельных камерах перемещение штабелей на подштабельных тележках осуществляется гравитационно по уклону рельсовых с установкой на участках дистанционно управляемых упоров.

Также значительное внимание уделяется средствам малой механизации: пакетоформирующим машинам упрощенных конструкций, лифтам, подъемникам и т.д. в сочетании с автопогрузчиками это позволяет значительно снизить число укладчиков пиломатериалов.

Особое место среди специальных способов сушки занимает диэлектрическая сушка и ее комбинации: конвективно-диэлектрическая и вакуумная-диэлектрическая.

При диэлектрической (высокочастотной) сушке штабель пиломатериалов помещают между пластинами электрического конденсатора, где специальным генератором создается электромагнитное поле высокой частоты. Тепловая энергия не подводится снаружи, а генерируется в самой древесине. Периферийные слои вследствие теплоотдачи в окружающую среду имеют температуру ниже центральных, поэтому градиент температуры - положительная величина, что способствует ускорению процесса сушки. К недостаткам чисто диэлектрической сушки следует отнести высокий расход электроэнергии (2,5-3,8 кВт•ч/кг испаренной влаги). Достоинства диэлектрической сушки и одновременно снижение расхода электроэнергии обеспечивает комбинированный метод: конвективно-диэлектрическая сушка.

При комбинированной сушке на древесину воздействуют два источника тепла: внешний - конвективный (горячий воздух или топочные газы) и внутренний - токи высокой частоты. Этот метод выгодно отличается от чисто конвективного и высокочастотного. При конвективно-диэлектрической сушке более рационально используются токи высокой частоты, поскольку осуществить нагрев древесины, испарение влаги с поверхности материала и компенсировать все теплопотери можно за счет тепла, полученного при использовании более дешевых видов энергии: пара и топочных газов. Продолжительность сушки по сравнению с продолжительностью конвективной сушки по нормальным режимам сокращается в 4-5 раз. При правильном проведении комбинированной сушки 90 % тепловых затрат обеспечиваются конвективно подводимыми к материалу паром и газом, а 10 % (на создание положительного температурного перепада) - токами высокой частоты.

К преимуществам конвективно-диэлектрической сушки следует отнести:

· высокое качество сушки;

· низкий по сравнению с диэлектрической сушкой расход электроэнергии (0,25 кВт•ч/кг испаренной влаги);

· снижение удельного расхода пара по сравнению с конвективной сушкой на 15-20 %.

Недостатки этого способа:

- более высокая стоимость (на 70-90 %) по сравнению со стоимостью конвективной сушки;

- более сложное обслуживание камер (кроме сушки токами высокой частоты, требуется дополнительный источник тепловой энергии: пар, газ, омический электронагрев)

Комбинированную конвективно-диэлектрическую сушку можно рекомендовать для пиломатериалов больших сечений и долгосохнущих пород, где наряду с повышением производительности процесса предъявляются высокие требования к качеству сушки.

Вакуумно-диэлектрическая сушка - еще один способ комбинированной сушки с использованием токов высокой частоты. Принципиальное отличие вакуумно-диэлектрической сушки от чисто диэлектрической в том, что для создания молярного переноса нет необходимости поднимать температуру выше 100 оС, поскольку в вакууме температура кипения ниже. Температура нагрева древесины в условиях вакуума может быть невысокой, 40-60 оС, за счет чего физико-механические свойства материала не ухудшаются.

Продолжительность вакуумно-диэлектрической сушки еловых пиломатериалов толщиной 25-63 мм до влажности 15 % составляет 3-6 часов, что в 15-20 раз меньше продолжительности конвективной сушки по низкотемпературным режимам до такой же влажности. При поддержании на регламентированном уровне давления среды, напряженности поля и температуры древесины процесс характеризуется очень малыми внутренними напряжениями и высоким качеством сушки.

Расчетный расход электроэнергии в промышленных установках, с учетом КПД генератора, оценивается средней величиной - 1,65 кВт•ч на 1 кг испаренной влаги или 285 кВт•ч на 1 м3 условных пиломатериалов.

Технико-экономические расчеты показали, что эффективность вакуумно-диэлектрической сушки определяется в основном ценами на электроэнергию.

С учетом качества сушки можно сказать о перспективности вакуумно-диэлектрической сушки для пиломатериалов больших сечений, а также пиломатериалов (заготовок) твердолиственных пород любых сечений. Основной недостаток вакуумно-диэлектрической сушки состоит не столько в больших затратах энергии на сушку, сколько в сложности и недостаточной надежности оборудования, а также в сложности обслуживания камер.

лесосушильный камера двухштабельный мебельный

Делись добром ;)