Проект лесосушильного цеха на базе сушильных камер 3AS-6-3A

?t_ср - средний температурный напор калорифера, ⁰C;

C₃ - коэффициент, учитывающий загрязнение поверхности нагревательных трубок калорифера.

Коэффициент теплопередачи для компактных калориферов определяем по приложению 14 [3] с.98:

К_тп =41,092 Вт/(м^2?С).

Площадь поверхности нагрева устанавливаемых калориферов рассчитываем по формуле (4.42) [3] с. 39:

(4.39)

где f_к - поверхность нагрева одного компактного калорифера, м²;

n_к - количество калориферов, устанавливаемых в камере, шт.

Величину f_к берём из табл.4.6.

f_к = 22,44 м².

F=22,44•14=314,16 м² .

Средний температурный напор определяем по формуле (4.48) [3] с.40:

?t_ср = t_н - 0,5•(t₁ + t₂),^?С, (4.40)

где t₁, t₂ - температура агента сушки на входе и выходе из штабеля, ^·?С;

t_н - температура насыщенного пара, ^·?С.

?t_ср =127,43- 0,5•(80 + 73,2) =50,83^?С.

Коэффициент, учитывающий загрязнение калориферов, принимаем С_з =1,2.

Определим тепловую мощность установленных калориферов:

Q_у= кВт.

Определяем тепловую нагрузку на калориферы во время сушки пиломатериалов в зимних условиях по формуле (4.49) [3, с. 40]:

Q_к = (Q_исп + 1,5·Q_огр )·С_п , (4.41)

где С_п - коэффициент неучтенных потерь теплоты при сушке. Принимаем С_п = 1,2.

Q_к = (256+ 1,5·2,51)·1,3 = 337,7 кВт

Т.к. условие Q_у>Q_к выполняется, считаем, что калориферы обеспечат соблюдение выбранных режимов сушки и требуемую производительность сушильных камер.

5. Разработка технологического процесса

5.1 План сушильного цеха

Строительство цеха планируется в Могилевской области в отапливаемом помещении. Размеры сушильного цеха следующие: 108Ч36 м. Общая площадь, занимаемая цехом, составляет 3888 м².

В данном цехе планируется установить 14 сушильных камер, которые будут располагаться в один ряд в помещении нашего цеха.

Склад сухих пиломатериалов имеет 12 подштабельных мест. Склад сырых пиломатериалов имеет 6 подштабельных мест. В цеху находятся две площадки для формирования и разборки пакетов, которая находятся рядом со складом сырых пиломатериалов.

В ряду с камерами располагается лаборатория с размерами 9,15Ч7,3 м. и комната управления с размерами 9,15Ч7,3 м.

5.2 Организация технологического процесса

Доставка пиломатериалов к месту формирования штабелей осуществляется в плотных пакетах при помощи траверсной тележки.

Штабеля формируются и разбираются при помощи автопогрузчика. Формирование пакетов проводится вручную. Разборка пакетов так же проводится вручную. Пакеты формируются на площадке, к которой из лесопильного цеха подвозят пакеты с сырым пиломатериалом. Из готовых пакетов формируют штабели, которые перевозят на склад сырых пиломатериалов для выдержки.

Толщина межрядовых прокладок составляет 25 мм. Толщина межпакетных прокладок составляет 75 мм. Шаг и количество прокладок принимаем в зависимости от толщины пиломатериалов, породы пиломатериалов и нужной конечной влажности.

Шаг прокладок рассчитываем по формуле:

Ш=W_к•S, мм. (5.1)

где W_к - конечная влажность пиломатериалов, %;

S - толщина пиломатериалов, мм.

Количество прокладок рассчитываем по формуле:

n= (L/Ш)+1, шт. (5.2)

где L - длина пиломатериала, м;

Ш - шаг прокладок, мм.

-для пиломатериалов толщиной S=22 мм - Ш=264 мм, n=16 шт.;

- для пиломатериалов толщиной S=75 мм - Ш=900 мм,n=5 шт.;

-для пиломатериалов толщиной S=19 мм - Ш=228 мм,n=19 шт.;

-для пиломатериалов толщиной S=44 мм - Ш=528 мм,n=6 шт.

Количество межпакетных прокладок равно количеству межрядовых прокладок.

Перед началом сушки камеру и её оборудование (особенно калориферы) необходимо очистить от пыли и мусора, смазать подшипники вентиляторов, проверить исправность всех деталей.

После загрузки пакетов в камеру осуществляется первая технологическая операция сушильного процесса - начальный прогрев древесины. Затем по заданному режиму выполняется собственно процесс сушки, во время которого ведется непрерывный контроль за состоянием сушильного агента и периодический контроль за влажностью древесины и внутренними напряжениями в ней. Перед окончанием сушки (а иногда и в середине процесса) проводится влаготеплообработка для снятия остаточных внутренних напряжений. После этого проверяется качество сушки и при необходимости назначается конечная кондиционирующая обработка древесины для выравнивания ее влажности. Иногда некоторые из перечисленных операций (в частности, влаготеплообработка и кондиционирование) могут исключаться.

Для транспортировки штабелейприменяем траверсную тележку. Штабеля со склада сухих пиломатериалов автопогрузчик загружает в камеру, высушенные пиломатериалы отвозит на склад сухих пиломатериалов. На складе сухих пиломатериалов осуществляется их охлаждение и выдержка. Разборка штабелей происходит на площадке таким же способом, как и формирование штабелей.

5.3 Контроль технологического процесса

Контроль технологического процесса сушки пиломатериалов включает: - определение параметров пиломатериалов, поступающих на сушку;

- контроль параметров теплоносителя на входе в калориферы и выходе из них;

- контроль состояния сушильного агента во время сушки;

- контроль состояния высушиваемого материала во время сушки;

- контроль качества пиломатериалов после завершения сушки.

Сушильная установка оснащена системой автоматического контроля и регистрации основных технологических параметров, дистанционного автоматического управления процессом сушки. Управление осуществляется путём регулирования подачи теплоносителя в калориферы, изменения частоты вращения вентиляторов и положения задвижек приточно-вытяжных труб.

5.3.1 Определение параметров пиломатериалов, поступающих на сушку

Здесь определяется начальная влажность древесины весовым способом, а также рулеткой замеряют геометрические параметры пиломатериалов и определяют породу.

Весовой способ основан на взвешивании и высушивании проб (образцов), отбираемых из партии сортиментов, влажность которых подлежит определению. От доски или заготовки на некотором расстоянии (не менее 300 мм) от торца по всему поперечному сечению отпиливается проба, называемая секцией влажности, размером вдоль волокон около 10 мм. Секцию очищают от заусениц, определяют на технических весах её массу m, помещают в сушильный шкаф с температурой 100-105 °С и выдерживают в нём до постоянной массы, т.е. до тех пор, пока из секции не перестанет испаряться вода, что контролируют несколькими последовательными взвешиваниями. Эту массу принимают равной массе абсолютно сухой древесины m_сух. Влажность, %, вычисляют по формуле:

5.3.2 Контроль параметров теплоносителя на входе в калориферы и выходе из них

В применяемых сборных калориферах теплоносителем является пар. Основным параметром теплоносителя является температура. В данной камере установлена система теплоснабжения, контролирующая параметры теплоносителя.

5.3.3 Контроль состояния сушильного агента во время сушки

Основными параметрами, характеризующими состояние сушильного агента, являются температура, относительная влажность и скорость циркуляции. Температуру и степень насыщенности агента сушки контролируют с помощью дистанционных психрометров на базе термометров сопротивления. Если температура ниже или выше заданной, то увеличивают, либо уменьшают подачу теплоносителя в калориферы камеры. Если возникают отклонения температуры смоченного термометра от заданной, то с помощью переключателей и ключей дистанционного управления изменяют положение заслонок приточно-вытяжных каналов и подачу пара в увлажнительные устройства. Психрометры устанавливаются в разных местах по высоте штабеля.

5.3.4 Контроль состояния высушиваемого материала во время сушки

Контроль текущей влажности пиломатериалов в процессе сушки осуществляется кондуктометрическим способом.Неотъемлемая часть такого влагомера -- острые металлические иглы, которые погружают в исследуемый материал (древесина, бетон и другие стройматериалы). Прибор измеряет электрическое сопротивление материала между иглами и по заложенной в память микропроцессора формуле вычисляет процентное содержание влаги.

Достоинства метода:

- простой датчик в виде двух игл.

- относительно несложный и быстрый способ измерения.

Недостатки метода:

- значительное влияние качества контакта игл с исследуемым материалом на результаты измерения.

- невозможность измерения влажности ниже 5-8 % портативными приборами. Для этого нужен источник высокого напряжения (500-1500 вольт), с помощью которого измеряют большие значения электрического сопротивления.

5.3.5 Контроль качества пиломатериалов после завершения сушки.

Т.к. заданные пиломатериалы сушат по ІI категории качества, то, учитывая рекомендации [1] с. 198, качество сушки характеризуется такими показателями, как средняя конечная влажность, отклонение конечной влажности отдельных досок от средней влажности штабеля, перепад влажности по толщине пиломатериалов и условный показатель остаточных напряжений. Нормы требований к показателям качества сушки для заданных пиломатериалов сведём в таблице 5.1., используя таблицу 20 [1] с. 198.

Таблица 5.1 - Нормы требований к показателям качества сушки

Принимая во внимание спецификацию и назначение подлежащих сушке пиломатериалов, принятые режимы сушки и особенности конструкции сушильной камеры, составляем карту контроля технологического процесса, которую оформляем в виде таблицы 5.2.

Таблица 5.2 - Карта контроля технологического процесса

Аэровектограф* -прибор для проверки работы вентиляционных установок, помещается в штабеле в пространстве между двумя слоями досок. Прибор тарируется по контрольному анемометру и позволяет определять скорости воздушного потока в диапазоне от 0,2 до 2,0 м/с. Точность измерения при скорости потока до пяти метров в секунду составляет 0,1 м/с. Рисунок 5.1.

Рисунок 5.1. Аэровектограф:

1 - лопасти, 2 - центральная ось,

3 - перо-регистратор, 4 - звенья, 5 - пластины.

Заключение

Разработан проект лесосушильного цеха для сушки пиломатериалов из древесины тополя и граба. Высушенные пиломатериалы будут использоваться для точного машиностроения. Предполагаемое место строительства - Гродненская область. Цех размещен вне помещения и занимает участок площадью 3511,16 м.Склады сырых и сухих пиломатериалов располагаются под навесом. Склад сухих пиломатериалов имеет 20 подштабельных мест. Склад сырых пиломатериалов имеет 10 подштабельных мест и занимает площадь. На площадке цеха находятся 1 площадка для формирования и разборки пакетов, которая находятся под навесом.

К установке предложены 23 сушильных камер. Вместимость каждой из них составляет 17,2 м условного материала. Камеры расположены в два ряда. Формирование и разборка штабелей осуществляется автопогрузчиком, пакеты формируются вручную. Для транспортирования штабелей используется траверсная тележка.

Камеры оснащены сборные калориферы из биметаллических труб типа IV.Количество калориферов - 6, общая площадь поверхности нагрева составляет 1081,08 м.Теплоносителем является пар с средней температурой напора 50,4 С. Годовой расход горячей воды на сушку всего заданного объема пиломатериалов для среднегодовых условий будет равен 839091,9 т/год.

Список источников информации

1. Снопков. В. Б. Гидротермическая обработка и защита древесины. Курсовоеи дипломное проектирование.- Минск: БГТУ, 2007. - 110 с.

2. Снопков. В. Б. Гидротермическая обработка и защита древесины. Примеры и задачи. - Минск: БГТУ, 2005. - 240 с.

3. Серговский П. С., Расев А. И. Гидротермическая обработка и консервирование древесины. - М.: Лесная пром-сть, 1987.- 360 с.

4. Теплоизоляционный материал минеральная вата[Электронный ресурс]. - Минск, 2016.-Режим доступа:http://tehnostroy.by/category/utepliteli/mineralnaja-vata/

Размещено на Allbest.ru