Разработка лесосушильного цеха на базе сушильных камер ВК-4

nсуш = 5-2=3 камер

Dцехазим =0,4 * 2 + 0,05 * 3 = 0,9кг/с.

 

Расход пара на годовую  программу:

 

Dгод=(qзим*М1м3/1000*r)?Ф*Сдлит, т/год

 

где qзим - суммарный удельный расход тепла на сушку для зимних условий, кДж/кг;

М1м3 - количество влаги, испаряемой из 1 м3 древесины, кг/м3;

?Ф - общий объем подлежащих  сушке фактических пиломатериалов, м3;

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

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

Значение Сдлит определяется по таблице 35 приложения в зависимости от отношения средневзвешенной продолжительности сушки фактических пиломатериалов ?суш.ср к продолжительности сушки расчетного материала ?суш . Средневзвешенную продолжительность сушки фактических пиломатериалов находят по следующей формуле:

 

?суш.ср=(?1*Ф1+?2*Ф2+?3*Ф3 +?4*Ф4)/?Ф, ч

 

где ?1, ?2, ?3 - продолжительность сушки фактических пиломатериалов, ч;

Ф1, Ф2, Ф3 - годовой объем этих же пиломатериалов, м3.

 

?сушюср=(116,4*6000+74,4*8600+115,2*10900)/25500=101,8ч

Сдлит=?суш.ср/?суш ,

Сдлит =101,8/78=1,3

Dгод=((4313,8*175,2)/1000*2148)*25500*1,3=11663,9 т/год

 

5. Разработка технологического  процесса

 

5.1 План сушильного  цеха

 

Согласно проекту сушильный  цех занимает площадь 1728 м2 .

Цех оснащён пятью камерами ВК-4,расположенными в ряд. Согласно проекту боковая стена, торцовая стена - с коридором управления и  траверсным коридором, расположенными в отапливаемом помещении.

Для удобства управления камерами принято решение об устройстве коридора управления общей площадью 61 м2. Вдоль фронта камер со стороны дверей проходит траверсный путь .

Площадка для формирования штабеля площадью 130,8 м2 имеет три пары рельсового пути (для подачи пиломатериалов, формирования или разборки штабелей, а также рельсовый путь для запасных треков). Средний из рельсовых путей прерывается приямком, в котором установлен штабельный лифт. Склад сырых пиломатериалов имеет две пары рельсового пути (для размещения четырёх штабелей) и занимает площадь 114,7 м2 сухих пиломатериалов -четыре пары рельсового пути (для размещения восьми штабелей) общей площадью 232,2 м2. Склад сухих пиломатериалов разделены стеной от площадки для формирования штабеля.

 

5.2 Организация  технологического процесса

 

Транспортные и погрузочно-разгрузочные операции, применяемые механизмы:

Понятие транспорт означает совокупность транспортных операций, транспортных средств и системы  организации транспортных работ  в сушильном цехе.

К основным транспортным операциям  относятся: подвоз пиломатериалов, подлежащих сушке, на месте формирования штабелей; формирование сушильных штабелей; закатка  штабелей в камеру и выкатка из нее; подача штабелей на склад сухих  пиломатериалов и их размещение на складе; расформирование сушильных  штабелей; подача на склад готовой  продукции. Передвижение штабелей, уложенных  на трековых тележках происходит при  помощи троса-блочной системы и передвижной лебёдки. Сама тележка приводится в движение от индивидуального привода. Штабеля пиломатериалов укладываются на низких двух колёсных тележках - треках.

Важнейшим условием правильной эксплуатации сушильной камеры является надлежащая укладка пиломатериалов в штабеля, позволяющая значительно  снизить процент брака от коробления и растрескивания, и способствующая более равномерному просыхания материала, т.е. сокращения сроков сушки. Штабель составляется из досок одной породы и одного сечения. Отклонение по толщине не должны превышать + 5 мм.

Для надежного зажатия  всех досок в штабеле применяются  сосновые прокладки из прямослойной древесины без сучков одинаковой толщины. Длинна применяемых прокладок строго равна ширине формируемого штабеля (не более 1,8 м), их ширина 35 - 40 мм, толщина 25 мм. Штабеля формируются с прокладками одинаковой ширины. Используются только сухие прокладки, калиброванные строганием с одной стороны на рейсмусовом станке с влажностью соответствующей конечной влажности высушиваемой древесины, но не выше 12 %. Расстояние между прокладками по длине штабеля зависит от древесной породы, толщины и ширины материала, конечной влажности, требуемого качества сушки и длины выпиливаемых сухих деталей. Прокладки располагаются перпендикулярно длине досок. Нижняя прокладка должна находиться над опорным брусом или над другим прочным основанием. Крайние прокладки у лицевого ровного торца штабеля укладывают заподлицо с торцами досок. Укладка без шпаций более рациональна, так как повышается ёмкость штабеля, уменьшается его аэродинамическое сопротивление.

Все сформированные штабеля  должны быть полногрузными по высоте, их выкладывают по метке с тем, чтобы зазор между верхом штабеля и низом перекрытия камеры был не больше толщины доски с прокладкой.

Сформированные штабели  должны соответствовать габаритным размерам по ширине и высоте соответственно 1,8 и 2,6 метра (допускается незначительное ближайшее отклонения в меньшую  сторону в зависимости от сечения  высушиваемых пиломатериалов), а также  быть не более 6,5 м по длине. Разные сортименты допускается высушивать вместе только при одинаковой расчётной продолжительности  их просыхания.

Перед сушкой камеры подготавливают: очищают от различного мусора, необходимо очистить калориферы от пыли, смазать  подшипники, проверить исправность  дверей, калориферов. Исправные калориферы нагреваются за 10-15 мин. Вентили должны надёжно перекрывать систему. Для  проверки работы увлажнительных труб необходимо по трубе пустить пар  и, если выявятся засоренные отверстия, прочистить их. Проверяют работу конденсатоотводчиков, состояние вентиляторной установки, при этом устонавливают, есть ли биение вала, стук в подшипниках. Производят осмотр и подготовку психрометра и системы дистанционного контроля.

После проверки состояния  оборудования камеру необходимо прогреть и только после этого можно  загружать штабеля пиломатериалов. Если пиломатериалы загружать в  холодные камеры, на ограждениях и  оборудовании во время прогрева будет  конденсироваться влага, вызывающая коррозию металла.

Сформированный на трековой вагонетке штабель должен быть подан  по рельсовым путям в одну из камер  сушильного блока или при отсутствии свободной камеры на склад сырых  пиломатериалов. Для перекатки штабелей с одного рельсового пути на другой, а также для загрузки и разгрузки  сушильных камер применяется  траверсная тележка.

Штабель с погрузочной  площадки закатывается на траверсную тележку по уложенному на её платформе  рельсовому пути. Уровень рельсов  этого пути точно соответствует  уровню головки рельсов транспортных и карнных путей. Тележка со штабелем перемещается вдоль фронта камер и останавливается против камеры, подлежащей загрузке. После остановки тележки против нужной камеры производят ручную доводку её до совмещения рельсов траверсной тележки с рельсами камеры и застопоривание, после чего штабель вкатывают в камеру. Выгрузка штабелей из камеры ведётся в обратном порядке.

После загрузки штабелей в  камеру осуществляется первая технологическая  операция сушильного процесса - начальный  прогрев древесины. Затем по заданному  режиму выполняется собственно процесс  сушки, во время которого ведётся  непрерывный контроль за состоянием сушильного агента и периодический контроль за влажностью древесины и внутренними напряжениями в ней.

Влажность воздуха в камерах  регулируют приточно-вытяжными каналами и увлажнительными трубами. Если требуется увеличить влажность  воздуха в камере, нужно закрыть  шиберы на приточно-вытяжных каналах. Когда влажность воздуха и при закрытых шиберах не достигает заданной по режиму, одновременно с закрытием шиберов надо дополнительно через увлажнительные трубы пустить пар в камеру. Если требуется снизить влажность воздуха в камере, открывают приточно-вытяжные каналы и закрывают увлажнительные трубы.

При регулировании режима не следует забывать о тепловой инерции  камеры.

Переход с одной степени  на другую следует проводить плавно, так как резкое изменение температуры  и влажности может вызвать  опасные напряжения в материале, которые в свою очередь могу вызвать  появление трещин.

Перед окончанием сушки проводится конечная влаготеплообработка для снятия остаточных внутренних напряжений. После этого проверяется качество сушки. Далее следует выгрузка штабелей из камеры и подготовка её к следующему циклу.

Технологический процесс  сушки представлен в таблице 12.

 

Таблица 12 - Технологическая  схема сушки пиломатериалов

ПрокладкиПиломатериалы обрезные или необрезные Оборудование Операция АвтопогрузчикПодача пиломатериалов к месту укладки ВручнуюСортировка и подача прокладок к месту формирования штабеляЭстакада, вагонетка, вручнуюФормирование штабеля пиломатериалов для камерной сушкиЛебёдка двухбарабанная, траверсная тележка ЭТ-6,5Подача штабеля с пиломатериалами в сушильную камеруСушильная камера ВК-4Сушка пиломатериаловТраверсная тележка ЭТ-6,5, лебёдка двухбарабаннаяВыкатка вагонеток из камеры и выдержка в остывочном отделении

5.3 Контроль технологического  процесса

 

Перед началом укладки  материала вымеряют основание под  штабель. Подштабельное основание должно быть прочным, жестким, а верх его - горизонтальным, без местных выпуклостей и понижений. Длина основания должна равняться длине штабеля. Для проверки используют ровно выпиленною доску, которую прикладывают ребром к основанию штабеля.

Древесина, выпускаемая из сушилки, должна по качеству сушки соответствовать  своему назначению. Для контроля требований предъявляемых первой категорией качества сушки и допускаемых отклонений параметров будет использоваться следующая  методика.

Контроль за влажностью древесины в процессе сушки будет осуществляться видоизменённым весовым способом, который называется способом контрольных образцов или отрезков.

Из партии досок, предназначенных  для укладки в штабель и  последующей сушки, отбирают контрольные  доски, характерные для всей партии по влажности, и по расположению годичных слоёв. Таким образом, контрольный  отрезок длиной 1-1,2 м, отпиливается от доски (показано на рисунке 4), характеристика которой отвечает средней характеристике партии древесины, загружаемой в  сушилку. Отрезок отпиливается на расстоянии не менее 300 мм. от торца. Торцы контрольных образцов замазывают густотёртой краской. Отрезок и смежные с ним секции влажности взвешиваются: первый на торговых (с точностью до 5 г), а вторые - на технических весах. Затем отрезок укладывают в заранее приготовленные места - быстро сохнущие и медленно-сохнущие места штабеля. В штабель закладывают четыре, шесть контрольных образцов. Контрольный отрезок должен закладываться в штабель так, чтобы его можно было легко вынуть для взвешивания и вновь положить в штабель. По секциям определяют начальную влажность отрезка, за которую принимается средняя величина из влажности обеих секций.

 

Рисунок 4 - Схема выпиловки  контрольного отрезка

 

Начальная влажность контрольного отрезка после его выпиловки  может считаться равной:

 

Wнач=((Mнач-Mсух)/Mсух)* 100 %

 

где Mнач и Mсух - масса отрезка в абсолютно сухом состоянии и начальная масса отрезка.

При этом масса абсолютно  сухого отрезка вычисляем по формуле:

 

Mсух=(100*Mнач)/(Wнач+100)

 

где Wнач - начальная влажность контрольного отрезка.

Таким образом, масса отрезка  в абсолютно сухом состоянии  вычисляется заранее, перед началом  сушки.

В процессе сушки влажность  устанавливается по формуле:

 

Wi=((Mi-Mсух)/Mсух)* 100 %

 

где Mi - масса отрезка в любой момент процесса, устанавливаемая взвешиванием.

Так как при высушивании  пиломатериалов по первой категории  качества необходимо контролировать перепад  влажности по толщине, то для осуществления  контроля предусматриваем: из отобранной доски для определения общей  влажности выпиливаются секции для  определения послойной влажности, на которую раскалывают согласно приведённой схеме на рисунке 5. Разница  во влажности боковых и средних  полосок показывает перепад влажности. Число вырезаемых секций для первой категории качества сушки должно быть не менее пяти.

 

Рисунок 5 - секции послойной  влажности для пиломатериалов толщиной до 32 мм.

Контроль за внутренними  напряжениями при сушки необходим для того чтобы в любой момент процесса иметь возможность установить характер и примерную величину внутренних напряжений в древесине, а также наличие в ней остаточных деформаций.

Производственный качественный контроль внутренних напряжений осуществляют выпиловкой из материала на ленточной  пиле специальных проб - силовых  секций. Силовая секция раскраивается  в виде двузубой гребёнки, с выпиленной серединой, как показано на рисунке 6.

 

Рисунок 6 - Силовые секции

 

Если зубцы раскроено  секции изгибаются наружу (форма 1), значит в материале имеются растягивающие напряжения в наружных и сжимающие напряжения во-внутренних слоях. Форма 2 характеризует обратный характер напряжений: сжатие поверхности и растяжение центральной зоны. Отсутствие деформаций в секции поле раскроя (форма 3) указывает на отсутствие внутренних напряжений.

Форма силовой секции после  раскроя показывает только знак и  примерную величину полных внутренних напряжении в данный момент, но не даёт ещё представления об остаточных деформациях.

Положение зубцов секции после  её выдержки показывает имеющиеся в  древесине остаточные деформации и  напряжения. Если секция приобрела  форму 2, значит в материале имеются остаточные деформации удлинения на поверхности и укорочения внутри и соответственно сжимающие остаточные напряжения на поверхности и приобрела растягивающие внутри. Такой характер остаточных деформаций и напряжений наблюдается в процессе сушки без влаготеплообработки. Если после выдержки секции приобрела (форму 1). Такой случай может быть в самом начале сушки или после правильно, проведённой влаготеплообработки материала. Если же после выдержки секция принимает форму 1, в материале имеются остаточные деформации укорочение на поверхности и удлинение внутри. В процессе собственно сушки таких деформаций не возникает, но они могут появиться после излишне интенсивной влаготеплообрабтки.