Разработка лесосушильного цеха на базе сушильных камер ВК-4

Разработка лесосушильного цеха на базе сушильных камер ВК-4

 

Содержание

 

Реферат

Введение

Устройство и принцип  действия оборудования

.1 Устройство и принцип  действия сушильной камеры ВК-4

.2 Устройство и принцип  действия вспомогательного оборудовани

Выбор и обоснования режимов  сушки и влаготеплообработки

.1 Выбор режимов сушки

.2 Выбор режимов начального  прогрева и влаготеплообработки

Технологический расчёт

.1 Расчёт продолжительности  цикла сушки

.2 Расчёт количества сушильных  камер

.3 Разработка плана сушильного  цеха

Тепловой расчёт

.1 Определение массы испаряемой  влаги

.2 Определение параметров  агента сушки

.3 Определение расходов  теплоты на сушку

.3.1 Расход теплоты на  начальный прогрев

4.3.2 Тепловые потери через  ограждения

.3.3 Суммарный расход теплоты

.4 Определение расхода  теплоносителя

Разработка технологического процесса

.1 План сушильного цеха

.2 Организация технологического  процесса

.3 Контроль технологического  процесса

Заключение

Список используемой литературы

Реферат

 

Курсовой проект состоит  из пояснительной записки и 1 листа  графического материала (А1).Пояснительная записка включает страниц 56, таблиц 13, рисунков 3, источников информации 9.

ПИЛОМАТЕРИАЛ, СУШКА, АГЕНТ  СУШКИ, ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ, СУШИЛЬНАЯ КАМЕРА, РЕЖИМ, КАЛЕНДАРЬ, ТЕХНОЛОГИЯ, ПЛАН ЦЕХА.

Целью курсового проекта  является разработка лесосушильного цеха на базе сушильных камер ВК-4.

Изучено и описано устройство сушильной камеры ВК-4. Описано вспомогательное  оборудование, даны их технические  характеристики. Обоснованы и выбраны  режимы сушки, начального прогрева, и  влаготелообработок пиломатериалов из древесин: берёзы, ели и сосны. Выполнен технологический расчет. Установлено, что для выполнения программы необходимо 5 камер. Произведен выбор вспомогательного оборудования. На основании теплового расчета определена потребность сушильного цеха в паре. Для установки в камерах приняты калориферы пластинчатых и ребристых труб. Разработан план цеха и технологического процесса сушки пиломатериалов. Приведена методика контроля технологического процесса.

Введение

сушильный камера влаготеплообработка древесина

Сушка - это процесс удаления влаги из древесины путём испарения.

Физическая сущность процесса сушки заключается в том, что  нагретый воздух направляется к сырому материалу при соприкосновении с которым он отдает свое тепло а сам охлаждается. Влага в древесине за счет восприятия тепла превращается в парообразное состояние.

Цель сушки: превращение  древесины из природного сырья в  промышленный материал, с конкретными  улучшенными биологическими и физико-механическими  свойствами.

Задачи процесса:

. Придание древесине биологической  стойкости.

. Увеличение прочности  древесины (сухая древесина лучше  выдерживает механическую нагрузку).

. Превращение природного  материала в промышленный материал  с одновременным улучшением качества  высушиваемого материала в минимальные  сроки.

Основные технологические  цели, которые преследует сушка при  высушивании древесного материала:

.Уменьшение формоизменяемости и коробления материала.

.Уменьшение веса древесины  в 1,5 - 2 раза.

.Предохранение древесины  от поражений насекомыми, гнилью  и грибами и прочими дереворазрушающими  организмами.

.Увеличение срока службы  древесины.

.Улучшение выполнения  последующих технологических операций.

Для сушки пиломатериалов существуют следующие способы сушки  древесины:

.Конвективная газопаровая.

.Конвективная атмосферная.

Газообразными агентами сушки  могут быть:

атмосферный воздух;

топочные газы;

водяной пар.

Исключительно велико значение качественной сушки древесины. Оно  предопределяется необходимостью выработки  предприятиями высококачественной продукции по всем показателям, а  главное по ресурсу её эксплуатации.

Слабо контролируемый процесс  сушки приводит так же к значительным убыткам из-за возникновения большого коробления высушиваемого материала, растрескивания, внутренних деформаций и снижения,в связи с этим, точности механической его обработки. Совершенно не допустимо нарушение технологии сушки пиломатериалов - досрочная выгрузка из камеры в недосушенном состоянии. Это приводит к нерациональному её использованию и обострению дефицитности древесины.

 

1. Устройство и  принцип действия оборудования

 

.1 Устройство и  принцип действия сушильной камеры

 

Камера ВК-4, представлена рисунке 1, предназначена для сушки пиломатериалов из древесины хвойных и лиственных пород до эксплуатационной влажности в паровоздушной среде нормальными и форсированными режимами по 3 категории качества сушки.[1]

Камера ВК-4 относится к  камерам периодического действия, выполненным  в строительных ограждениях. Она  является камерой с поперечно-вертикальной циркуляцией, осуществляемой непосредственно  вентиляторами. В данной камере сушильный  агент проходит через штабеля  в поперечном (относительно длины  досок) направлении, а траектория его  кольцевого движения внутри камеры лежит  в вертикальной плоскости. Побудителями циркуляции здесь служат осевые реверсивные  вентиляторы 2. При вращении вентиляторов воздух совершает круговое движение поперек камеры, проходя последовательно  через калориферы и штабель. Если циркуляция направлена по часовой стрелке, то в левой половине циркуляционного  канала создается разрежение, а в  правой напор. В этом случае левая  часть циркуляционного канала служит для притока свежего, а правая для выхлопа части отработавшего  воздуха. При реверсировании потока назначение каналов меняется на обратное.

Лесосушильная камера выполнена  из монолитного железобетона толщиной 500 мм, утепленного газосиликатными  блоками толщиной 150мм по ГОСТ 5742-76 и  слоем пенопласта ПВ-1 толщиной 25 мм, защищенного снаружи листовым алюминием  толщиной 1,5 мм. Горизонтальное перекрытие выполнено из железобетона толщиной 200 мм, утепленного сверху пенобетоном  толщиной 400 мм и защищенного от проникновения  влаги кровельным материалом (рубероидом) толщиной 8 мм.

В качестве гидроизоляции  с внутренней стороны ограждений расположен слой стеклоткани толщиной 2 мм.

Каждая камера вмещает  четыре штабеля (два по её длине, два  по ширине), загрузка и выгрузка которых  проводится по рельсовым путям.

Металлический ложный потолок  разделяет камеру по высоте на две  зоны - сушильную, куда закатываются укладываемые без шпаций штабеля и зону циркуляционного  канала. В зоне циркуляционного канала установлено шесть реверсивных  осевых вентиляторов серии У12-10

Для нагревания агента сушки  в камере применяют пластинчатые калориферы КФС-11 5 , расположенные в  верхнем рециркуляционном канале , и ребристые чугунные 3, расположенные между штабелями .

Теплоносителем является насыщенный водяной пар.

Циркулирующий агент сушки  при движении через штабель изменяет своё состояние. Перед новым заходом  в штабель первоначальное состояние  сушильного агента восстанавливается  при помощи нагревательных и воздухообменных  устройств. Установленные калориферы с запасом обеспечивают подвод теплоты, необходимой для проведения процесса сушки и проведение начального прогрева.

Камера оборудована системой пропарки. Пропарочная перфорированная  труба устанавливается вдоль  циркуляционного канала. Помимо основного  назначения она служит для пожаротушения.

Металлический ложный потолок  перекрывает не всю ширину камеры, по всей длине боковых стен имеются  отверстия, через которые агент  сушки из циркуляционного канала попадает в сушильную зону. К недостаткам  камеры ВК-4 с точки зрения аэродинамики можно отнести недостаточную  ширину (675 мм) бокового циркуляционного  канала между штабелем и боковой  стеной камеры, что приводит к неравномерности  распределения агента сушки по высоте штабеля. В проходах между продольными  стенами и штабелями поставлены наклонные экраны, сужающие книзу  сечение околоштабельных каналов, что способствует выравниванию скорости сушильного агента по высоте штабеля. При этом по данным межведомственных испытаний все же наблюдается неравномерное распределение скорости агента сушки по высоте штабеля: внизу штабелей скорость в среднем на 0,6 м/с меньше, чем вверху (скорость замеряли на выходе из второго штабеля). Коэффициент использования потока 60%. Это свидетельствует о неудовлетворительном экранировании разрывов между штабелями, между штабелями и ограждениями.

Отличительной особенностью камеры является конструкция вентиляторного узла, представляющего собой съемный вентиляторный блок. Привод вентилятора осуществляется от электродвигателя посредством цепной двухрядной передачи, теплоизоляционного щита, гидросистемы для смазки и охлаждения подшипников. Вентиляторно-приводные узлы, устанавливаемые в люках перекрытия являются съемными. Направляющая коробка крепиться на перекрытии камеры и служит для установки вентиляторного блока. Хотя вентиляторный узел может быть легко заменен, привод посредством цепной передачи необходимо отнести к конструктивным недостаткам данной камеры, так как цепные передачи при больших скоростях, особенно в условиях лесосушильных камер, работают неудовлетворительно.

Следует учесть и то, что  такие вентиляторные блоки промышленность не производит.

Для воздухообмена при  использовании для сушки нормальных и форсированных режимов камера оборудована приточно-вытяжной системой 4 и трубами, на которых установлены  заслонки, сочлененные с электрическими исполнительными механизмами.

В зависимости от направления  вращения вентилятора функции каналов  изменяются. Реверсирование осуществляется прибором КЭП-12У.

Конструкция одностворчатых дверей 1 и откидных участков рельсов  обеспечивает надежную герметизацию дверных  проемов. Штабель формируется на подштабельной тележки 6 с помощью лифтов - подъёмников и перемещаются траверсной тележкой .

Для предотвращения коробления пиломатериалов камеры оборудованы  пневмоприжимами, что позволяет сушить пиломатериалы в зажатом состоянии. Сила прижима в четыре тонны действует на штабель в течение всего процесса сушки, включая и период остывания пиломатериалов. Пневмоприжимы состоят из пневмоцилиндров и прижимной рамки, которые устанавливаются над штабелями. Под действием сжатого воздуха (4 атмосферы) происходит опускание поршня цилиндра и прижимной рамки, что обеспечивает зажатие штабелей. Обязательным условием при этом является вертикальная укладка одинаковых по толщине прокладок (строганных в угол). В борьбе с короблением помогает также замена треков подштабельными тележками с базой, равной размерам штабеля в плане. Тележки обеспечивают наибольшую прочность и жёсткость подштабельного основания.

Для наблюдения за пиломатериалом в процессе сушки в торцовых стенах камер устанавливаются иллюминаторы с освещением. Чтобы облегчить  труд обслуживающего персонала и  сократить время наблюдения за текущей  влажностью пиломатериалов и взвешиванием контрольных образцов, разработано  специальное устройство для закладки их в камеру без захода в неё. Устройство монтируется на торцовой стене камеры со стороны коридора управления.

Закладные детали для прохода  паровых труб, психрометрического устройства приточно-вытяжных труб, герметизируются  во время строительных работ.

В камере ВК-4 предусматривается  автоматическое регулирование температуры  и психрометрической разности агента сушки с помощью регулирующих приборов 7.

Производительность камеры при форсированных режимах около 6800м3 условного материала в год.

Техническая характеристика сушильной камеры ВК-4 представлена в таблице1.

 

Таблица 1 - Характеристика сушильной камеры ВК-4

ПоказателиЗначения 1. Габаритные размеры штабелей, мм Длина Ширина Высота 6500 1800 26002. Число штабелей, загружаемых в камеру, шт. 43. Ёмкость камеры в условном материале, м357,64. Годовая производительность, м3; при режиме: Форсированный Нормальный 6000 44005. Побудитель циркуляции сушильного агентаОсевой реверсивный вентилятор серии У12 №10 6. Число вентиляторов, шт.67. Установленная мощность, кВт21; 16,6; 14,2;8. Скорость циркуляции сушильного агента через штабель, м/с2 - 39. Удельный расход электроэнергии, кВт, при режиме: Форсированный Нормальный 36,4 4010. Характеристика теплового оборудованияПластинчатые и ребристые трубы11. Средний расход пара, кг/час при режиме: Форсированный 450Нормальный36912. Габаритные размеры, мм Длина Ширина Высота 14400 6200 5210

1.2 Устройство и  принцип действия вспомогательного  оборудования

 

Траверсная тележка (рисунок 2) движется вдоль фронта сушильных  камер по рельсам, уложенным в  специальном углублении - траверсной траншее. Штабель закатывают на траверсную тележку по уложенному на ее платформе  рельсовому пути. Уровень рельсов  этого пути точно соответствует  уровню головки рельсов транспортных и камерных путей. Тележка со штабелем перемещается вдоль фронта камер  и останавливается против камеры, подлежащей загрузке. После этого  штабель перекатывают с тележки  в камеру. Из камеры штабель выгружают  в обратном порядке.

Тележка состоит из двух сварных  рам, покрытых рифленой листовой сталью. Одна рама является грузовой платформой, другая - платформой машиниста. На платформе  машиниста устанавливаются лебедка  привода передвижения тележки и  пульт управления. К грузовой платформе  приварены два рельса 8 типа Р18 на расстоянии между ними 1000мм. Грузовая платформа имеет 8 катков, четыре из них ведущие. Эти катки сидят  на одном валу 5. На ободах ведущих катков имеются шестерни, находящиеся в зацеплении с шестернями приводного вала.

Привод механизма передвижения и ведущий вал связаны цепной передачей. Привод механизма передвижения тележки 4 состоит из электродвигателя, электромагнитного тормоза и  редуктора.

Лебедка 2 состоит из электродвигателя, редуктора 3, открытой зубчатой передачи и барабана. Трос, закрепленный одним  концом на барабане лебедки, проходит под грузовой платформой и с противоположной  стороны ее, огибая блоковую батарею 6, состоящую из одного горизонтального  и двух вертикальных блоков, выводится  на эту платформу. На конце троса  вплетается крюк. Для управления тележкой имеются контроллеры 1 и кнопочный  пост.