Цех для сушки деревесины

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

Введение

В связи с расширением использования в народном хозяйстве изделий из древесины и древесных материалов, а также с ростом комплексного использования древесины роль сушки возрастает.

Особенно развивается камерная сушка пиломатериалов, в том числе массовая сушка на лесопильных предприятиях.

По своему технологическому содержанию процессы сушки и защиты древесины имеют целью осуществлять коренные изменения качества древесных материалов путем облагораживания древесины с превращением её из сырья в высококачественный строительный, поделочный и музыкальный материал.

Такое сырьё органического происхождения превращается в материал биостойкий, высокопрочный, облегчённый почти в два раза, стабильный по размерам и форме, отлично обрабатываемый, отделываемый, приобретающий тепло- и электроизоляционные свойства, имеющий высокую эстетичность в практическом использовании.

Перед специалистами по сушке и защите древесины возникают новые проблемы координального значения. Необходимо осуществлять процесс сушки древесины на более высоком техническом уровне, одновременно придавая ей и защитные свойства.

Цель заключается в коренном улучшение качества и сохранности древесины в самом производственном потоке.

Вторая, ещё более важная задача состоит в повышении конечных качественных показателей проведения процессов сушки и защиты древесины для удлинения срока службы вырабатываемых из неё изделий.

Лесосушильная камера SECOMAT-2 отвечает современным требованиям к лесосушильной технике и обладает следующими преимуществами: хорошей аэродинамической схемой, которая обеспечивает равномерное распределение агента сушки по объёму штабеля; возможностью максимально использовать производительность вентиляторной установки; возможностью изменять объём циркулирующего агента сушки и устанавливать оптимальные скорости воздуха по высушиваемому материалу.



1. Описание конструкции сушильной камеры

Сушильная камера типа Secomat - 2

1). Штабель

2). Вентилятор

3). Колорифер

4). Электродвигатель

5). Приточно-вытяжной клапан

6). Экран

7). Дверь

8). Увлажнительная система

9). Заслонка

Принцип действия - периодический

Способ загрузки - продольная

Характеристика сушильного объекта - паровоздушная камера

Способ циркуляции агента сушки - принудительная

Конструкция ограждения - сборно-металлическая

Сушильные камеры типа SECOMAT - 2 это самонесущие конструкции. Стены, крыша, ворота камеры построены из алюминиевых панелей, уплотненных силиконом и покрытых снаружи алюминиевым трапециидальным профилем.

Камеры снабжены обычными откатными воротами (стандартно) либо раскатными или воротами с гидравлическим приводом (подъемом). Выпускаются совместно с добавочным сервисным помещением, в котором установлено электронное оборудование, управляющее процессом сушки, к которому подведено нагревательное и увлажнительное питательное тело, в нем установлены электромагнитные клапана и распределяющие коллекторы.

Многокамерные сушилки состоят из камер, установленных рядом друг с другом, имеют совместную перегородку и совместное сервисное помещение. Теплоноситель - это горячая вода или водяной пар. Нагреватели и вентиляторы установлены в верхней системе.

Вентиляторы - алюминиевые осевые с двигателями, изготовленными в специальной версии, устойчивые к высоким температурам, влаге и кислоте существующих в камере. Работа вентиляторов реверсированная, диаметры вентиляторов и мощность двигателей применяются соответственно до величины камеры, гарантируя надлежащий продув воздуха.

Нагреватели - биметаллические из стали и алюминия, устойчивые к условиям в сушильной камере. Коллекторы нагревателей, нагревательная и увлажнительная системы изготовлены из нержавеющей стали и алюминия. Величина и количество нагревательных модулей дает возможность в короткий срок достигнуть требуемых температур в камере

Клапаны нагревательной и увлажнительной систем, а также коллекторы, распределяющие нагревательное и увлажнительное тело в камеры, расположены в сервисном помещении. Здесь же установлен шкаф с системами, управляющими процессом сушки.

Электроды используются для измерения влажности высушиваемых пиломатериалов. Они соединены с измерительной коробкой с помощью проводов в тефлоновой изоляции и передают данные из пяти измерительных точек.

Датчик климата и температуры измеряет температуру воздуха внутри камеры, с помощью целлюлозной бумаги проводит измерения эквивалентной влажности воздуха в камере сушилки.

Микропроцессор типа SECODATA обрабатывает все параметры, которые измерены в камере и передает их в виде цифровых данных в компьютер, управляющий ходом процесса сушки.

Достоинства камеры типа SECOMAT - 2:

самонесущие конструкции с отличной теплоизоляцией,

отличная циркуляция воздуха и равномерный климат сушки,

алюминиевые осевые, реверсивные вентиляторы, биметаллические нагреватели,

хорошая система измерения влажности и передачи данных,

быстрое и легкое управление компьютером SECOTRONIC.

Компьютер управляет ходом процесса сушки согласно выбранной программе соответственно для данной породы древесины. Процесс сушки происходит в следующих этапах: разогрев, шесть фаз сушки, кондиционирование, охлаждение.

В памяти компьютера содержаться все основные породы древесины. Сушка древесины может проходить как стандартно, так и индивидуально. Электронная система управления процессом гарантирует правильность и высокое качество полученного сырья в оптимальный срок.

долговечность

Сушильная камера типа SECOMAT - 2 это простота управления, отличное качество и хорошая функциональность, гарантированное качество древесины. Камера надежна и выгодна с экономической точки зрения.



2. Технологический расчёт

2.1 Выбор режима сушки

Режимом сушки называется расписание параметров сушильного агента (сочетание tс, tм или tс и ц) в зависимости от состояния древесины или времени.

Рациональным называется режим сушки пиломатериалов, обеспечивающий получение материала требуемого качества при минимальной продолжительности процесса.

Для низкотемпературного режима сушки пиломатериалов установлено три категории режимов сушки: мягкие, нормальные и форсированные.

Мягкие режимы (М), обеспечивающие бездефектную сушку пиломатериалов при полном сохранении естественных физико-механических свойств древесины, в том числе ее прочности, цвета и состояния в ней смолы, рекомендуются для сушки до транспортной влажности экспортных пиломатериалов и в отдельных случаях пиломатериалов внутрироссийского потребления высших сортов.

Нормальные режимы (Н), обеспечивающие бездефектную сушку пиломатериалов при практически полном сохранении прочностных показателей древесины с возможными незначительными изменениями ее цвета, рекомендуются для сушки пиломатериалов внутрироссийского потребления до любой конечной влажности.

Форсированные режимы (Ф), обеспечивающие бездефектную сушку пиломатериалов при сохранении прочности на статический изгиб, растяжение и сжатие, но при некотором (до 20%) снижении прочности на скалывание и сопротивление раскалыванию с возможным потемнением древесины, рекомендуются для сушки до эксплуатационной влажности пиломатериалов, предназначенных для изделий и узлов, работающих с большим запасом прочности.

Выбор режима сушки зависит от трех основных факторов: породы, толщины и назначения материала, подлежащего сушке.

В зависимости от назначения высушиваемых пиломатериалов устанавливается четыре категории качества сушки.

I категория - сушка до эксплуатационной влажности, обеспечивающая возможность особо точной механической обработки, а также сборки деталей и узлов наиболее ответственных изделий (точное машиностроение и приборостроение, музыкальные инструменты, производство моделей и т.п.).

II категория - сушка до эксплуатационной влажности, обеспечивающая возможность точной механической обработки, а также сборки деталей и узлов квалифицированных изделий (мебельное производство, футляры для радио- и теле аппаратуры, столярно-строительные изделия (оконные и дверные блоки) и т.п.).

III категория - сушка до эксплуатационной влажности для менее ответственных составных частей изделий (тара, строительный погонаж и т.п.).

0 (нулевая) категория - сушка до транспортной влажности (16…20)% товарных пиломатериалов, в том числе экспортных.

Таблица 2.1

Назначение пиломатериала	Категория качества сушки	Уменьшение прочности древесины	Конечная влажность древесины, %	Рекомендуемые категории режима сушки
Сушка до транспортной влажности пиломатериалов экспортного и внутрироссийского потребления	0	Не допускается	16…20	М, Н
музыкальные инструменты, точное машиностроение и приборостроение, производство моделей, паркета и т.п.	I		6…8	Н
Мебельное производство, оконные и дверные блоки, пассажирское вагоностроение, судостроение и автостроение, столярные плиты, спортинвентарь и т.п.	II	Допускается в зависимости от назначения пиломатериала	8…12	Н, Ф
строительные изделия, грузовое вагоностроение, тара	III		10…15	Н, Ф

Рекомендации по выбору режима сушки пиломатериалов в зависимости от назначения материала

Выбранные по соответствующим таблицам режимы сушки (Приложение, табл. 1-7) для пиломатериалов заданной спецификации представляются в виде таблицы 2.2.

Таблица 2.2 - Режимы сушки

Порода	Толщина пиломатериала, мм	Номер и индекс режима	Номер ступени режима	Изменение влажности древесины на каждой ступени, %	Параметры режима
					t,.С	?t,.С
Сосна	60	6-Н	1	75 - 35	71	5	0,80
			2	35 - 25	77	9	0,66
			3	25 - 6	85	28	0,31
Пихта	40	4-Н	1	70 - 35	75	5	0,80
			2	35 - 25	80	10	0,64
			3	25 - 10	100	30	0,29
Лиственница	60	6-Н	1	65 - 35	60	5	0,80
			2	35 - 25	65	9	0,66
			3	25 - 6	70	28	0,31
Дуб	25	6-в	1	60 - 35	53	3	0,84
			2	35 - 25	56	5	0,76
			3 4 5	25 - 20 20-15 15 -6	70 70 70	20 20 20	0,35 0,35 0,35

2.2 Расчёт продолжительности сушки и оборота камеры

Продолжительность сушки определяется по таблицам по сумме коэффициентов С.

С = , где: (2.1)

- коэффициент продолжительности сушки, учитывающий породу и толщину пиломатериала, стр. 195, табл. 19, /2/;

- коэффициент продолжительности сушки, учитывающий тип камеры и категорию качества сушки, стр. 195, табл. 20, /2/;

- коэффициент продолжительности сушки, учитывающий начальную и конечную влажность, стр. 196, табл. 21, /2/;

С - общая сумма всех коэффициентов.

Продолжительность сушки в часах (ф суш) определяется: стр. 196, табл. 22.

Продолжительность оборота камеры (фоб) при сушке в камерах периодического действия определяется по формуле:

ф об = ф суш + ф п.р., где: (2.2)

ф суш - продолжительность сушки в сутках;

ф п.р. - продолжительность погрузочно-разгрузочных работ, принимается равной 0,1 суток при механизированных способах загрузки.

Результаты расчётов продолжительности сушки и оборота камеры сводятся в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 - Расчёт продолжительности сушки и оборота камеры

Характеристики пиломатериалов	Категория качества сушки	Категория режима	Коэффициенты	фсуш.	фоб.
Порода	Толщина мм	Ширина мм	Влажность,%			С1	С2	С3	С	ч	Сут.	Сут.
			wн	wк
Сосна	60	н/о	75	6	I	Н	90	38	80	208	270	11,3	11,4
Пихта	40	120	70	10	II	Н	59	32	69	160	90	3.7	3.8
Листв	60	150	65	9	II	Н	151	32	70	253	760	31,6	31,7
Дуб	25	140	60	6	I	Н	111	38	76	225	400	16,6	16,7
Усл. пилом. (Сосна)	40	180	60	12	II	Н	63	34	60	157	84	3,5	3,6

За условный пиломатериал принимается обрезной сосновый материал толщиной 40 мм, шириной 120 мм, длиной более 1м, высушиваемый по 2 категории качества сушки нормальными режимами за 3,5 суток.

2.3 Перевод объёма подлежащих сушке фактических пиломатериалов в объём условного материала

Объём подлежащего сушке фактического пиломатериала () переводится в объём условного пиломатериала ( по формуле:

= • • , усл., где: (2.3)

- объём подлежащих сушке фактических пиломатериалов, заданных в спецификации,

- коэффициент вместимости камеры.

= , где: (2.4)

- продолжительность оборота камеры при сушке фактического пиломатериала, суток;

- продолжительность оборота камеры при сушке условного пиломатериала, суток.

= = , где: (2.5)

- вместимость (ёмкость) камеры на условном материале, ;

- вместимость камеры на фактическом пиломатериале, .

- объёмный коэффициент заполнения штабеля условным материалом, стр.198, табл. 23, /2/; - объёмный коэффициент заполнения штабеля фактическим материалом, стр. 198, табл. 23, /2/.

Результаты расчётов сводятся в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 - Перевод объёма фактических пиломатериалов в объём условного пиломатериала

Характеристика материала	Продолжительность оборота камеры, сут.	Коэффициенты	Объём пиломатериала
Порода	Толщина мм	Ширина мм							Заданный Фi	В усл. мат. Уi
Сосна	60	н/о	11,4	3,6	3,1	0,340	0,448	1,3	1100	4433
Пихта	40	120	3,8	3,6	1	0,448	0,448	1	1150	1150
Литв.	60	150	31,6	3,6	8,8	0,511	0,448	0,8	510	2203
Дуб	25	180	16,7	3,6	4,6	0,367	0,448	1,2	3800	20976



УУ=30149мі/год

2.4 Расчёт годовой производительности камеры на условном материале

• • Г, где: (2.6)

335 - плановая продолжительность работы камер в течение календарного года с учётом необходимости их периодического ремонта, суток;

Г - габаритный объём всех штабелей в камере,

Г = L • B • H • m, , где: (2.7)

L, B, H, - габаритные размеры штабеля (длина, ширина, высота), м;

m - число штабелей в камере.

Г = 6,8*7,6*4*1 = 206,72 м3

• 0,448 • 206,72 = 8617

2.5 Расчёт потребного количества сушильных камер

n = , где: (2.8)

?У - общий объём условного материала, /год, (табл. 2.2)

n = = 4



3. Тепловой расчёт

3.1 Выбор расчётного материала

За расчётный материал принимается самый быстросохнущий материал из заданной спецификации т. е. тот, у которого имеет наименьшее значение.

3.2 Определение параметров агента сушки на входе в штабель и на выходе из штабеля

Расчёт ведётся по выбранному расчётному пиломатериалу. По выбранному режиму (табл. 2.1) назначаются параметры агента сушки (влажного воздуха) на входе в штабель (принимаются параметры первой ступени режима: t; ц; ?t). Другие параметры влажного воздуха на входе в штабель и на выходе из штабеля (энтальпия I, влагосодержание d, парциальное давление Pп, плотность с, удельный объём х) определяются по Id - диаграмме.

Рис. 3.1 - Схема определения параметров агента сушки по Id-диаграмме

Параметры влажного воздуха заносятся в таблицу 3.1

Таблица 3.1 - Параметры агента сушки на входе в штабель и на выходе из штабеля

№	Наименование	Обозначение	Единица измерения	Значения
				Вход (т. 1)	Выход (т. 2)
1	Температура	t	C	75	72
2	Насыщенность		-	0.80	0.9
3	Влагосодержание	d		285	287
4	Теплосодержание (энтальпия)	I		825	825
5	Парциальное давление пара		кПа	32,5	32,7
6	Плотность	с		0,883	0,889
7	Удельный объём			1,45	1,44
8	Температура смоченного термометра		C	67	67

3.3 Расчёт количества испаряемой влаги

3.3.1 Количество влаги, испаряемой из 1 древесины

= , кг/, где: (3.1)

- базисная плотность древесины, кг/, стр. 52, табл.3, /2/;

Wн, Wк - соответственно начальная и конечная влажность расчётного

материала, %.

= 350* = 210 кг/



3.3.2 Расчётное количество влаги, испаряемой из древесины в секунду

= , кг/с, где: (3.2)

Г - габаритный объём всех штабелей в камере,

- объёмный коэффициент заполнения штабеля фактическим (расчётным) материалом;

- коэффициент, учитывающий качество сушки, для 1 категории качества сушки принимается равным 1,2; для 2 категории - 1,15; для 3 категории - 1,05; для 0 категории - 1,0;

X - коэффициент неравномерности скорости сушки, определяемый по графику (Приложение, рис. 1);

- общая продолжительность сушки расчётного материала, ч.

Значения Г, , были определены ранее в технологическом расчёте.

= = 0,124 кг/с

3.3.3 Определение объёма циркулирующего агента сушки

= n • • ; /с, где: (3.3)

n - количество штабелей в плоскости, перпендикулярной направлению потока воздуха; 1 штабель;

- скорость циркуляции воздуха по материалу, принятая ранее в технологическом расчёте по технической характеристике камеры, 2,5м/с;

- площадь живого сечения штабеля, м2.

Площадь живого сечения штабеля определяется по формуле:



= L • H • (1 - ); где: (3.4)

L, H - соответственно длина и высота штабеля, м;

, - коэффициенты заполнения штабеля соответственно по длине и высоте, определяются по формулам:

= , где: (3.5)

- средняя длина пиломатериала, м;

L - длина расчётного материала, м.

= , где: (3.6)

S- толщина расчётного пиломатериала, мм;

- толщина прокладок, мм (25мм).

= = 0,615

= = 1

= 6,5*4* (1 -0,615*1) = 10 м3

= 1*2,5*10 = 25 /с

3.3.4 Расчёт расхода тепла на сушку

Расход тепла на сушку складывается из затрат тепла на прогрев пиломатериала, испарение из него влаги, а также на потери тепла через ограждения камеры.

Расчёт ведётся для зимних условий.

Расчёт расхода тепла на прогрев древесины для зимних условий



= • , кДж/,где: (3.7)

- затраты тепла на прогрев 1 кг влажной древесины в зимних условиях, кДж/кг, определяются по диаграмме, (Приложение, рис.2);

- плотность древесины расчётного материала при заданной начальной влажности, кг/, определяется по диаграмме плотности в зависимости от породы и начальной влажности пиломатериала, (Приложение, рис. 3).

Значение определяется, как сумма абсолютных теплосодержаний древесины заданной начальной влажности Wн при нагреве её от расчётной зимней температуры t расч.зим. до температуры прогрева t пр.

tрасч.зим. определяется по климатологическим таблицам, как расчётная температура для отопления, (Приложение, табл. 8).

tпр. для камер периодического действия определяется в зависимости от породы:

при прогреве пиломатериалов мягких хвойных пород (сосна, ель, кедр, пихта) поддерживают в зависимости от их толщины и категории режима сушки (Приложение, табл. 9);

при прогреве пиломатериалов других пород устанавливают температуру среды выше, чем по первой ступени режима сушки: для лиственницы и твёрдых лиственных пород на 5•С, а для мягких лиственных пород (берёза, ольха, осина, тополь, липа) - на 8•С выше, чем на первой ступени режима, но в обоих случаях не выше 100•С.

Таким образом, значение определяется как сумма IА и IБ:

= |IА| + | IБ|, кДж/кг, где: (3.8)



IА, IБ - соответственно теплосодержание левой и правой части диаграммы.

= |-127 | + |255| = 382 кДж/кг

= 382*510 = 194820 кДж/

Расход тепла на прогрев древесины в камере для зимних условий в секунду

= , кВт, где: (3.9)

- габаритный объём прогреваемых штабелей, ; (в камерах периодического действия = Г = L • B • H • m, ).

- объёмный коэффициент заполнения штабеля фактическим (расчётным) материалом;

- продолжительность начального прогрева древесины, ч.

Ориентировочно определяется из расчёта 1час на каждый сантиметр толщины материала.

= = 1322, кВт

Удельный расход тепла на начальный прогрев древесины в зимних условиях

= , кДж/кг, (3.10)

определены ранее в тепловом расчёте.

= = 927 кДж/кг

Удельный расход тепла на испарение 1кг влаги



= 1000 - • , кДж/кг, где: (3.11)

, - тепло- и влагосодержание отработавшего воздуха, выбрасываемого из камеры (см. табл. 3.1);

, - тепло и влагосодержание свежего воздуха, поступающего в камеру;

При поступлении свежего воздуха в камеру из помещения сушильного цеха допускается принимать = 10 г/кг, = 46 кДж/кг.

- удельная теплоёмкость воды, = 4,19 кДж/(кг. град.).

= 1000 - 4,19 •90 = 2461 кДж/кг

Расход тепла в камере на испарение влаги в зимних условиях

= • , кВт, где: (3.12)

- расчётное количество испаряемой влаги, кг/с.

= 2461*0,124 = 305 кВт

Расчёт потерь тепла через ограждения камеры в секунду, выполняется для каждого ограждения для зимних условий

= S • K( - )С • , кВт, где: (3.13)

S - площадь поверхности ограждения, ;

К - коэффициент теплопередачи данного ограждения, Вт/(. Град.), (Приложение, табл. 8). (Коэффициент теплопередачи пола принимается равным половине значения коэффициента теплопередачи стены);

- температура агента сушки в камере, °С, определяется как среднее значение температур на входе и выходе из штабеля, т. е.

= ; •С; = = 73,5°С, (3.14)

t расч - расчётная температура вне камеры для зимних условий, •С;

(Если камера располагается внутри здания сушильного цеха, то tрасч принимается 15 - 20°С. Если же сушильная установка находится вне здания цеха, то tрасч принимается по климатологическим таблицам (Приложение, табл. 8).

С - коэффициент увеличения теплопотерь, равный 1,5 - при мягких режимах сушки и 2 - при нормальных, форсированных и высокотемпературных режимах.

Расчёт теплопотерь через ограждения сводят в таблице

Таблица 3.2 - Расчёт потерь тепла через ограждения камеры

Наименование ограждения	S, м2	К, Вт/	, •С	•С	( -), °С	Коэффициент С	кВт
	Расчётная формула	Значение			Зим.	Зим.
1. Наружная боковая стена	L • H	53	0.6	73.5	20	53.5	2	1.27
2. Торцовая задняя стена	B • H	37,1	0.6	73.5	20	53.5	2	0.888
3. Торцовая передняя (без двери)	B • H - b • h	4,46	0.6	73.5	20	53.5	2	0.107
4. Потолок	B • L	70	0.6	73.5	20	53.5	2	1.68
5.Пол	1.5(L + 2B)	36	0.3	73.5	20	53.5	2	0,432
6. Дверь	b • h	32,4	0.6	73.5	20	53.5	2	0.777

УQ5,154 огр. зим

Потери тепла через ограждения рассчитываются для каждого ограждения в зависимости от их площади. Площади ограждений рассчитываются по формулам, представленным в таблице 3.2 (L, B, H - соответственно длина, ширина и высота камеры; b, h - соответственно ширина и высота двери камеры).

Удельный расход тепла на потери через ограждения (на 1кг испаряемой влаги) для зимних условий

= , кДж/кг (3.15)

= = 41 кДж/кг

Суммарный удельный расход тепла на сушку для зимних условий

= + + , кДж/кг (3.16)

= 927+2461+41 = 3429 кДж/кг

3.3.5 Определение расхода пара

Максимальный расход пара в секунду

- для камеры периодического действия в период прогрева:

= , кг/с, где: (3.17)

r - теплота парообразования (конденсации) пара, кДж/кг, (Приложение, табл. 11)

- для камеры периодического действия в период сушки:

= , кг/ (3.18)

= = 0,625 кг/с

= = 0,146 кг/с



Максимальный расход пара сушильным цехом в единицу времени на блок камер периодического действия

= • + • ,кг/с, где: (3.19)

- число камер, в которых одновременно производится прогрев древесины, принимается равным 1/3 … 1/6 от общего числа камер , но не менее одной;

- число камер, в которых производится сушка,

= - (3.20)

= 0,625*2+0,146*2

Расход пара на годовую программу

Дгод =? УФ ? Сдлит, где: (3.21)

q зим - суммарный удельный расход тепла на сушку для зимних условий,

М 1м3 - количество влаги, испаряемой из 1м3 древесины, кг/м3;

УФ - суммарный объём подлежащих сушке фактических пиломатериалов, м3;

Сдлит - коэффициент, учитывающий увеличение расхода пара при сушке пиломатериалов, сохнущих медленнее расчётного материала;

r - теплота парообразования (конденсации) пара, кДж/кг.

Значение коэффициента Сдлит определяется в зависимости от отношения средневзвешенной продолжительности сушки фактических пиломатериалов к продолжительности сушки расчётного пиломатериала (фсуш.ср/фсуш), (Приложение, табл.12).

ф суш.ср = ф1?Ф1 +ф2 ?Ф2 + … +фn?Фn / УФ, ч, где: (3.22)

ф1, ф2, …, фn - продолжительность сушки фактических пиломатериалов, ч.

Ф1, Ф2,…, Фn - годовой объём сушки фактических пиломатериалов, м3.

ф суш.ср = 270*1100+90*1150+760*510+400*3800 / 6560 = 352 ч

Дгод =? 6560? 1,6 = 3558,144

3.3.6 Выбор конденсатоотводчиков

Конденсатоотводчики служат для удаления из калориферов скапливающегося конденсата и предохранения отвода неотработавшего пара. Используются различные типы конденсатоотводчиков: гидростатические, термостатические, термодинамические. Рекомендуются к применению термодинамические конденсатоотводчики, как наиболее надёжные в работе, экономичные и компактные. Необходимо выбрать конденсатоотводчик по диаметру условного прохода dу, (Приложение, табл. 13), а диаметр условного прохода подбирается по диаграмме (Приложение, рис.4) в зависимости от производительности П (П= Дсуш.зим) и давления пара в калориферах (указано в исходных данных).

40	2000	170	310	1 Ѕ	13,50



4. Описание технологического процесса сушки

4.1 Технология камерной сушки. Составление рабочих режимов сушки

Технологические этапы процесса сушки в камерах периодического действия:

- Выбор режима сушки

- Начальный прогрев древесины

- Сушка по 1 ступени

- Сушка по 2 ступени

- Промежуточная тепловлагообработка

- Сушка по 3 ступени

- Конечная тепловлагообработка

- Подсушка после конечной тепловлагообработки

- Кондиционирующая тепловлагообработка

- Охлаждение пиломатериала в камере

- Выдержка пиломатериала в остывочном помещении

Необходимо составить рабочие режимы сушки для двух пород из заданной спецификации: хвойной и лиственной.

Выбор режима сушки

Таблица 4.1 - Выбор режимов сушки

Порода	Толщина пиломатериала, мм	Номер и индекс режима	Номер ступени режима	Изменение влажности древесины на каждой ступени %	Параметры режима
					t,.С	?t,.С
Лиственница	60	6-Н	1	65 - 35	60	3	0,86
			2	35 - 25	65	7	0,71
			3	25 - 9	70	18	0,32



Начальный прогрев

Для интенсивного начального прогрева древесины перед сушкой в камере создаётся высокая степень насыщенности среды при повышенной (по сравнению с первой ступенью режима сушки) температуре.

Температуру среды при прогреве пиломатериалов мягких хвойных пород (сосна, ель, кедр, пихта) поддерживают в зависимости от их толщины и категории режима сушки (Приложение, табл. 9). При прогреве пиломатериалов других пород устанавливают температуру среды выше, чем по первой ступени режима сушки: для лиственницы и твёрдых пород на 5•С, а для мягких лиственных пород (берёза, ольха, осина, тополь, липа) - на 8•С, но в обоих случаях не выше 100•С.

Психометрическую разность при начальном прогреве поддерживают на уровне ?= 0,5 - 1,5•С.

Древесину прогревают до тех пор, пока разность между температурой среды и температурой в центре доски или заготовки не достигает 3•С. При отсутствии устройств для контроля температуры древесины длительность прогрева рекомендуется определять расчётом. Ориентировочно длительность начального прогрева определяется из расчёта 1 час на каждый сантиметр толщины материала.

Во время прогрева в камеру подают пар через увлажнительные трубы при включенных калориферах, работающих вентиляторах и закрытых приточно-вытяжных каналах.

= 60+5 = 65•С 1ч*6см = 6ч

Сушка по 1 ступени

t1 = 60 С ?t1 = 5С ц = 0,86

Сушка по 2 ступени

t2 = 65C ?t2 = 7C ц = 0.71

Промежуточная тепловлагообработка

Промежуточная влаготеплообработка проводится для уменьшения внутренних напряжений, возникающих в древесине при сушке.

В промежуточной тепловлагообработке нуждаются пиломатериалы повышенных толщин, помеченные в таблице продолжительности тепловлагообработок (Приложение, табл. 14) крестиком.

Температура тепловлагообработки должна быть на 8 выше, чем на второй ступени режима, но не более 100С.

Психрометрическая разность поддерживается на уровне 1,5 -2 °

Продолжительность тепловлагообработки составляет часть времени указанную в таблице продолжительности тепловлагообработок (Приложение, табл. 12)

фптво = 1/3*35 = 11 ч tптво 65 +8 = 73 С ц = 1

Сушка по 3 ступени

t3 = 70С ?t3 = 18С ц = 0,39

Конечная тепловлагообработка

Конечная влаготеплообработка проводится с целью снятия или уменьшения остаточных внутренних напряжений.

Конечной влаготеплообработке подвергают пиломатериалы, высушиваемые по I или II категориям качества. При применении высокотемпературных режимов сушки и при сушке пиломатериалов твёрдых лиственных пород и лиственницы независимо от назначения древесины проведение конечной влаготеплообработке обязательно в целях предупреждения внутренних трещин.

Температура конечной тепловлагообработки должна быть на 8° выше, чем на 3 ступени режима, но не более 100°С

Психометрическая разность устанавливается равной 0,5 - 1С.

Продолжительность промежуточной влаготеплообработки принимается по таблице (Приложение, табл. 12). При необходимости проведения промежуточной влаготеплообработки, на конечную обработку используется 2/3 общего времени, указанного в таблице (Приложение, табл. 12). tктво = 70 + 8 = 78С фктво = 2/3*35 = 23ч ц = 1

Подсушка после конечной тепловлагообработки

После конечной влаготеплообработки пиломатериалы выдерживают в камере при психрометрической разности последней ступени режима сушки в течение 2 - 3 часов для подсушки поверхности.

Кондиционирующая тепловлагообработка

Кондиционирующую обработку проводят в обязательном порядке для пиломатериалов I категории качества для выравнивания влажности древесины по объёму штабеля и по толщине пиломатериалов, для чего в камере поддерживают такое состояние среды, при котором недосушённые сортименты подсыхают, а пересушенные увлажняются.

Во время кондиционирующей обработки температура среды устанавливается равной температуре на последней ступени режима, но не выше 100•С.

Степень насыщенности должна соответствовать средней заданной конечной влажности древесины, увеличенной на 1%. Насыщенность определяется по диаграмме равновесной влажности по Wр=Wк +1% и t =t3 (/2/, стр.43)

Продолжительность кондиционирующей обработки ориентировочно равна половине продолжительности конечной влаготеплообработки.

Wp= 9 + 1=10% t = 70C фконд = Ѕ* tктво = Ѕ*23 = 11,5 ч

Охлаждение пиломатериала в камере

Охлаждение пиломатериалов в камере до 30-40° проводится при открытых приточно-вытяжных каналах, полуоткрытых дверях и отключённых вентиляторах и калориферах.

Ориентировочная продолжительность охлаждения составляет 1 час на 1см толщины пиломатериала. 1ч * 6см = 6 ч

Выдержка штабеля в остывочном помещении

Проводится с целью стабилизации внутренних напряжений. Тонкий пиломатериал выдерживается сутки, толстый - 2 суток.



4.2 Технология формирования и расформирования штабелей

сушильный камера штабель пар

Табл. 4.1 - Рекомендуемое количество прокладок в горизонтальном ряду пиломатериалов по длине пакета или штабеля

Толщина пиломатериалов, мм	Хвойные породы	Лиственные породы
	длина пакета или штабеля, м
	2,5	4,0…4,5	6,5…6,8	2,5	4,0…4,5	6,5…6,8
16…19	5	8	12	7	10	14
22…25	5	7	10	6	9	12
32…40	4	5	7	5	7	9
50 и более	3	4	6	4	5	7

4.3 Оборудование для формирования штаб

Формирование сушильного штабеля.

Сушильные штабеля формируются двумя методами - штучной укладкой досок и пакетным методом. Во втором случае пиломатериалы предварительно укладываются в сушильные пакеты высотой 1,3 или 1,5 м, из которых формируется сушильный штабель.

В условиях камерной сушки пиломатериалов беспакетные штабеля обычно предпочтительнее пакетных, так как отпадают операции формирования пакетов, исключается при этом возможность излома или смятия, сдвига или даже выпадения прокладок (в разных пакетах) устраняется излишняя утечка воздуха через зазоры, образованные брусками между пакетами, и др.

При возможной разнотолщинной выпиловке досок одной и той же номинальной толщины более тонкие доски окажутся не зажатыми в штабеле и покоробятся во время сушки. Поэтому точность распиловки досок толщиной более 32 мм (ГОСТ 24454-80),подлежащих камерной сушке, должна быть повышена. В противном случае предельно утолщенные даже утоньшенные доски (±2мм) надлежит отсортировать и уложить в штабель отдельными рядами. В этих же целях перед штабелированием желательно калибрование толщины более дорогих пиломатериалов строжкой.

Рассмотрим способы укладки пиломатериалов в штабель. Для соблюдения вертикальности боковых стенок штабеля на погрузочной площадке устраивают упорные стенки с полками для прокладок. Конец стенки по ходу выкатки погруженного штабеля, дополнительно отдален от рельса на 3…5 см. Правильность положения и уклона этих стенок по отношению к рельсовому пути периодически проверяют габаритным штабельным шаблоном изготавливаемым в виде легкой переносной рамки из реек с ограничителями внизу для установки ее на рельсы. Таким шаблоном выверяют во время ремонта рельсовые пути у всех дверей сушильных камер и туннелей, а также у стенок погрузочной площадки; просевшие рельсы выправляют.

В случае укладки досок разной длины оба конца штабеля выравнивают. По бокам штабеля кладут более длинные доски, а в середине в разбежку по длине короткие; при этом увеличивается ко-во прокладок. Свисающие (незажатые) концы досок за пределами штабеля и внутри него во время сушки будут испорчены (покороблены).

Для соблюдения правильного положения самого штабеля применяют фиксатор прокладок. Его основные детали опора и вертикальные швеллеры в пазы которых вставляют концы прокладок, накладываемых на погружаемый штабель. Не рекомендуется сдвоенная укладка даже тонких пиломатериалов, так как качество сушки древесины укладки получается низким. Уменьшается и производительность камер.

Как правило, в камеру можно загружать материал только одной породы и толщины. Разные сортименты можно высушивать вместе только при одинаковой расчетной продолжительности их просыхания, тщательно проверяя процесс. Лишь в камерах с естественной циркуляцией воздуха в верхнюю часть штабеля кладут более толстый материал и по нему ведут режим сушки. При этом достигается основная цель более равномерная просыхание материала по высоте штабеля.

Доски радиальной распиловки просыхают медленнее остальных той же толщины и того же бревна. К тому они меньше подвержены растрескиванию и короблению. Их желательно укладывать в вверхние 2-3 ряда штабеля.

В камерах с естественной циркуляцией воздуха, туннелях (ЦНИИМОД-24-29), при продольной штабелевке, материал укладывают со шпациями. Размер шпаций в середине ширины штабеля в 3 раза шире, чему боков штабеля. Более широкие доски кладут с обоих сторон штабеля. Ширина всех шпаций в ряду досок должна составлять 30..35% ширины штабеля. Обязательно соблюдение вертикальности всех шпаций по высоте штабеля,, в противном случае материал высохнет неравномерно(более замедленно в местах со слабой вертикальной циркуляции воздуха с узкими шпациями

В камерах со скоростной реверсивной циркуляцией воздуха доски укладывают в штабель без шпаций. При укладке брусков желательны небольшие шпации, поскольку все грани брусков при этом будут отдавать влагу и высохнут быстрее, а также равномернее по сечению.

При укладке коротких заготовок их размещают впритык, чтобы торцы взаимно закрывались (кроме заготовок, на концах которых, желательно пересушенных, будет нарезаться шип), а над местом стыка кладут прокладку, чтобы торцы не растрескивались.

Недопустимая укладка заготовок « в клетку» (с использованием этих же заготовок в виде прокладок). Следует применять в качестве прокладок, как правило, такие же сухие рейки, как и для укладки досок. Допускается использовать заготовки в качестве прокладок, если их толщина не более32 мм, а ширина находится в пределах 32…50мм при условии расстоянии между ними, т.е. шага таких прокладок не менее 400 мм. При загущенной укладке заготовок задерживается циркуляция воздуха и удаление влаги из « клетки». 

4.4 Оборудование для формирования штабелей

Лифт Л-6,5 предназначен для формирования беспакетных сушильных штабелей вручную.

Лифт устанавливают в котловане глубиной равной высоте штабеля.

Формирование штабелей производят на трековую вагонетку, которую закатывают на платформу лифта.

По мере заполнения штабеля платформа опускается, после окончания укладки штабеля платформу поднимают и штабель выкатывают на рельсовый путь.

Техническая характеристика лифта Л-65

Грузоподъемность. Т: 15,

Габариты подъемной платформы, мм:

Длина 6900

Ширина 2200

Ход платформы, мм: 2600

Наибольшая высота от уровня головки, рельса пола до верха рельса на платформе, мм: 715

Расстояние между стойками подъемных винтов, мм:

По длине 5000

По ширине 2480

Скорость перемещения платформы, м/с: 0,0104

Габариты приямка, мм:

Длина: 7000

Ширина: 3000

Высота: 3115

Масса кг: 2930



4.5 Оборудование для транспортирования штабелей

При формировании пакетного штабеля и сушке в камерах с фронтальной загрузкой для транспортировки пакетов применяются вилочные погрузчики 4008- М.

автопогрузчик

Модели 4008 - М - универсальная подъёмно-транспортная машина большой производительности.

Он может работать с вилами длиной 1,5 м для перегрузки штучных грузов массой до 10 тонн и длиной 3 м для перемещения крупногабаритных грузов Автопогрузчик рекомендуется для перевозки сушильных пакетов и формирования из них сушильных штабелей. При этом необходимо увеличить длину вил до 2-х метров. Техническая характеристика автопогрузчика модели 4008-Мгрузоподъёмность, т

- на вилах длиной 1,5 м 10

- на вилах длиной 3 м 5

высота подъёма груза на вилах от грунта мм 500

скорость подъёма груза, м/мин 7скорость передвижения по дорогам с твердым покрытием км/ч

-без груза до 16

с грузом до 10

двигатель ЗИЛ-157К

ведущий мост задний МАЗ-503А

габаритные размеры, мм

-длина с вилами 1,5 6600

- высота с опущенным грузоподъёмником 3780

- ширина 2660



5. Контроль качества сушки

К показателям качества сушки относятся:

- соответствие средней влажности высушенных пиломатериалов в штабеле заданной конечной влажности;

- величина отклонений влажности отдельных досок или заготовок от средней влажности пиломатериалов в штабеле;

- перепад влажности по толщине пиломатериалов (заготовок);

- остаточные напряжения в высушенных пиломатериалах (заготовках).

Показатели качества сушки пиломатериалов (заготовок) подлежат нормированию. Нормы устанавливаются в зависимости от категории качества сушки и условий эксплуатации изделий (стр.8, /5/).

Нормативные показатели качества сушки пиломатериалов и заготовок

Таблица 5.1

Показатели качества сушки	Категория качества
	I	II	III	0
Средняя конечная влажность пиломатериалов в штабеле (%)	7…10	7…15	10…15	16…20
Отклонение конечной влажности отдельных досок (заготовок) от средней влажности штабеля при толщине пиломатериалов: менее 32 от 32 до 50 свыше 50	±2 ±2 ±2	±3 ±3 ±3	±4 ±4 ±4	±6 ±4 ±2,5
Перепад влажности по толщине пиломатериалов (заготовок) при толщине, мм: 13…22 25…40 45…60 70…90	1,5 2,0 2,5 3,0	2,0 3,0 3,5 4,0	2,5 3,5 4,0 5,0	не контролируется
Условный показатель остаточных напряжений (относительная деформация зубцов силовой секции), %	не более 1,5	не более 2,0	не контролируется	не контролируется

5.1 Контроль средней влажности высушенных пиломатериалов (заготовок)

Для определения средней влажности партии пиломатериалов из различных зон контролируемого штабеля отбирают не менее 9 досок (заготовок).

Из каждой отобранной доски (заготовки) на расстоянии не менее 0,3 м от торцов перпендикулярно длине вырезают два поперечных среза (секции влажности) размером вдоль волокон древесины 10 - 12 мм и определяют их влажность сушилъно-весовым методом. Влажность пиломатериалов штабеля вычисляют как среднее арифметическое из значений влажности отобранных досок (заготовок).

Влажность пиломатериалов (заготовок) в штабеле при толщине их не более 40 мм допускается контролировать индикатором влажности.

5.2 Контроль отклонений влажности отдельных досок или заготовок от средней конечной влажности пиломатериалов в штабеле

Отклонение влажности отдельных досок (заготовок) в штабеле от средней конечной контролируют по среднему квадратическому отклонению S, которое вычисляют с точностью до 0,1% по формуле

S =где: (5.1)

Wi- влажность отдельных секций, %;

Wcp ~ средняя влажность партии, %;

п - количество замеров или секций.

При отклонении S больше допустимого пиломатериалы (заготовки) подлежат влаготеплообработке или досушке.

5.3 Контроль перепада влажности по толщине пиломатериалов (заготовок)

Для определения перепада влажности по толщине (разность во влажности внутреннего и поверхностных слоев) пиломатериалов (заготовок) рядом с секциями влажности вырезают секции для определения послойной влажности. Секции выпиливают из пиломатериалов, отобранных из зоны штабеля с замедленным просыханием.

Количество пиломатериалов, из которых вырезают секции, должно быть не менее 5 для I категории качества, не менее 3 для П и Ш. При сушке по Ш категории качества перепад влажности контролируют в том случае, когда пиломатериалы поступают на раскрой по толщине.

Секции раскраивают (раскалывают) по схеме, показанной на рис. 5.1

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

Рис. 5.1

Схема раскроя секций послойной влажности: а - для пиломатериалов (заготовок) толщиной до 32 мм; б - для пиломатериалов (заготовок) толщиной более 32 мм; В - ширина пиломатериалов (заготовок); 1,3- поверхностные слои и 2 - внутренние слои древесины секций.

Влажность внутреннего слоя и поверхностных слоев (взвешиваемых вместе) у каждой секции определяют весовым методом.

Перепад влажности по толщине пиломатериалов (заготовок) вычисляют по формуле:

?W = Wвн - Wпов., где: (5.2)

Wвн - влажность внутреннего слоя древесины секции, %;

Wпов - влажность поверхностных слоев (средняя) древесины секции, %.

Среднее значение перепада влажности по толщине пиломатериалов вычисляют по формуле:

?Wср =

где: (5.3) n - количество секций влажности.

5.4 Контроль остаточных напряжений в высушенных пиломатериалах (заготовках)

Для контроля остаточных напряжений из пиломатериалов (заготовок), отобранных из зоны наиболее интенсивного просыхания, вырезают рядом с секциями влажности секции для определения напряжений (силовые секции).

Количество пиломатериалов (заготовок), из которых вырезают секции, зависит от категории качества сушки. Для 1 категории качества сушки принимают не менее 5 секций, для 2 категории - 3 секции, то есть вырезают секции из пяти или трех отобранных досок.

Секции выдерживают в сушильном шкафу в течение 2-3 часов при температуре 103 ± 2°С. После охлаждения секций в эксикаторе их раскраивают (ленточной пилой или лобзиком) по схеме, показанной на рис. 5.2

У каждой секции измеряют индикаторной скобкой или штангенциркулем с точностью до 0,1 мм толщину Т и расстояние T1 между внешними гранями зубцов

секции. При равенстве величин Т и T1 напряжений в пиломатериалах практически нет. Для пиломатериалов, высушиваемых по Й - II категориям качества, относительная деформация зубцов секций f (в вершине) не должна превышать 1,5 - 2%.

Относительную деформацию зубцов секции вычисляют по формуле в %.

f = (5.4)

где L - длина зубца, мм.

За результат принимают среднее арифметическое значение отклонения зубцов контролируемых секций fср.

Среднюю конечную влажность пиломатериалов, отклонения влажности отдельных досок от средней, перепад влажности по толщине и остаточные напряжения допускается контролировать периодически при переходе на сушку пиломатериалов другой характеристики, при пуске камеры после ее ремонта или переналадки, а также по требованиям контрольных служб.

Текущую и конечную влажность древесины в камерах контролируют периодически.



Рис. 5.2 - Схема раскроя секции напряжений: а - для пиломатериалов (заготовок) толщиной до 40мм; б - для пиломатериалов (заготовок) толщиной более 40 мм; В - ширина пиломатериалов (заготовок); Т - толщина секции, мм; Т1 - расстояние между внешними гранями. зубцов, мм



Список литературы

1. Об охране окружающей среды. Федеральный закон №7- ФЗ от 10.01 2002г.

2. Кречетов И.В. Сушка и защита древесины. М., ЛП, 1987 г.

3. Милявская Р.Е. Сушка и защита древесины. Методические указания по выполнению курсового проекта.,1991г.

4. Богданов Е.С. Справочник по сушке древесины. М., ЛП, 1991г.

5. Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки, Архангельск., ОАО «Научдревпром-ЦНИИМОД»,2000г.

6. Расев А.И. «Сушка древесины» М., МГУл, 2007г.

7. Болдырев П.В. Сушка древесины. Санкт-Петербург, ПрофиКС, 2007г.

8. Серговский П.С. и др. «Гидротермическая обработка и консервирование древесины». М., ЛП, 1986 г.

Размещено на Allbest.ru