Проект лесосушильного цеха с камерами типа ЛС2-2

 

где

i_н – энтальпия сухого насыщенного пара при заданном давлении, кДж/кг; 

i – энтальпия кипящей воды при том же давлении, кДж/кг

 

М₁^пр_. = = 1630,3 кг/ч,

 

М₁^суш_. = = 331,7 кг/ч,        

Определяю количество камер, в которых одновременно идёт (n_пр) в которых одновременно идет прогрев и (n_суш) сушка пиломатериалов по формуле:

 

n_пр= n/6 (4.30)

 

n_суш= n- n_пр (4.31)

 

где n – количество камер в цехе, шт.

n_пр = 5/6 = 0,83 шт.

Принимаю одну камеру для прогрева.

n_суш = 5 – 1 = 4 камер

Часовой расход пара на сушильный цех М_ц, кг/ч, рассчитываю для зимних условий:

 

                                М_ц =М₁^пр × n_пр+ М₁^суш ×n_суш (4.32)

 

М_ц =1630,3 × 1 + 331,7 × 4 = 7848 кг/ч

Годовой расход пара на сушку всего заданного  объёма пиломатериалов М_г, т/год, определяю по формуле:

 

                                М_г =М_п × Ф × С_τЗ × 10^-3 , т/год (4.33)

 

где М_п– расход пара на сушку одного метра кубического пиломатериалов определяется по формуле:

 

                                                М_п = , кг/м³ (4.34)

 

М_п = = 406,8 кг/м³

Ф - суммарный  объём фактически высушенных (подлежащих сушке) пиломатерриалов заданных размеров и пород, м³/год составляет:

∑Ф =2000 + 5000 + 2000 = 9000 м³/год

Рассчитываю среднюю  продолжительность сушки заданных пиломатериалов по формуле:

 

                                     τ_об.ср = , сут., (4.35)

 

τ_об.ср = = 14,2 сут.,

Для расчётного материала определяем отношение τ_об.ср/ τ_об=14,2/4,4 =3,2.

Для которого принимаем  значение поправочного коэффициента С_τЗ= 1,4

Годовой расход горячей воды на сушку всего заданного объёма определяем по формуле (4.33)

М_г =406,8× 9000 × 1,4 × 10^-3 = 15377 т/год

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

 

5.1 План сушильного цеха

 

Участок формирования сушильных штабелей располагается  близко от дверей цеха, через которые  завозят пакеты сырых пиломатериалов, размещаются пакеты прокладок, механизм укладки сушильных штабелей, а также формируемый пакет или штабель.

Ёмкости склада сухих пиломатериалов рассчитаны на хранение двух–четырёх суточного запаса пиломатериалов, что приблизительно соответствует емкости блока  камер периодического действия.

Участок расформирования  сушильных штабелей располагается близко к остывочному помещению. Для внутрицеховых перевозок сушильных штабелей используют рельсовый транспорт. Ширина колеи 1000 мм. Для перемещения штабелей с одной колеи на другую применяют траверсные тележки, движущиеся вдоль фронта сушильных камер по рельсам, уложенным в специальном углублении, называемом траверсным коридором. На предприятиях с небольшой мощностью сушильного цеха (до 7000 – 10000 м³/год) при применении лифта участок расформирования иногда совмещают с участком формирования сушильных штабелей.

Это увеличивает  протяженность транспортных перевозок, но является более экономически выгодным, в связи с увеличением загрузки лифта.

Площадь служебных  и бытовых помещений определяют исходя из количества рабочих.

 

5.2 Организация технологического процесса

 

Операции по формированию и транспортировке  штабелей являются очень трудоемкими, включают подвозку пиломатериалов на формировочную площадку, формирование штабеля, закатку в камеры и выкатку  штабелей из камер, подаче на склад штабелей с высушенными пиломатериалами, размещение их на складе, подачу в деревообрабатывающий цех или потребителю.

Транспортировку пиломатериалов к формировочной  площадке осуществляют в плотных  пакетах.

Сушильный штабель  укладывается на подштабельные тележки или треки. Для формирования и разборки штабеля используют погрузочные лифты Л-6,5-15, что упрощает ручную укладку штабелей беспакетным способом. К лифту подвозят пакет с сырым материалом. Платформа лифта поднимается и занимает верхнее положение. На нее закатывают подштабельную тележку или трек. Рабочие (обычно 2 человека) сдвигают доски пакета на подштабельную тележку и формируют один за одним ряды штабеля. Штабеля укладывают без шпаций. Горизонтальные ряды пиломатериалов в штабелях должны разделятсямежрядовыми прокладками. По высоте штабеля прокладки следует укладывать вертикально одна над другой. Крайние прокладки рекомендуется укладывать на расстояние не более 25 мм от торцов пиломатериалов. Для закладки контрольных образцов в штабелях оставляют свободные места. Контрольный образец должен располагаться не менее чем на двух прокладках. По мере выкладки штабеля платформа лифта постепенно опускается, и фронт работы поддерживается на удобном уровне. После завершения укладки платформа поднимается и штабель скатывается с нее на рельсовые пути. Погрузочный лифт Л-6,5-15 имеет размеры платформы 6,9х2,2 м, вертикальный ход платформы 2,6 м, грузоподъемность 15 тонн и мощность 10 кВт. Лифт рассчитан на формирование сушильного штабеля длиной до 6500 мм, шириной до 1800 мм и высотой до 3000 мм. Лифт применяют также для разборки штабелей с сухим материалом. В этом случае процесс работы протекает обратно описанному выше. Сформированный штабель должен быть подан по рельсовым путям в одну из камер сушильного блока. Для перекатки штабелей с одного рельсового пути на другой, а также для загрузки и выгрузки камер применяют траверсные тележки. Для камер с продольной штабелевкой выпускают траверсные тележки ЭТ 2-6,5, снабженные самоходным механизмом и тросовой лебедкой с блоками для перемещения штабелей. Грузоподъемность тележки 15 тонн, скорость движения 21,7 м/мин, мощность электродвигателя 5 кВт (ходовой механизм) и 3,5 кВт (лебедка).

Траверсная  тележка движется вдоль фронта сушильных  камер по рельсовым путям, уложенным в специальном углублении – траверсной траншее. Сырой 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 движется вдоль фронта камер и останавливается против камеры подлежащей загрузке. Предварительно производят подготовку сушильной установки к работе: производят уборку камеры, проверяют исправность работы теплового оборудования камеры, вентиляторов, подготавливают психрометр (восприимчивый элемент одного из термометров обматывают марлевым чехлом, конец которого опускают в лунку с водой). Загрузку и выгрузку камеры, а также перекатку штабелей с одного рельсового пути на другой осуществляют при помощи лебедки и блоков. После закатки штабеля двери камеры плотно закрывают.

Далее 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 проводится влаготеплообработка для снятия остаточных внутренних напряжений и при необходимости назначается конечная кондиционирующая обработка древесины для выравнивания ее влажности. После окончания процесса сушки, выгруженные из камер штабеля с сухими пиломатериалами при помощи траверсной тележки поступают в остывочное помещение (склад), где их выдерживают в течение некоторого времени в зависимости от сечения пиломатериалов. Из остывочного помещения штабеля с сухими пиломатериалами при помощи траверсной тележки поступают на отгрузку. Разборка штабеля осуществляется в сушильном цеху или в цеху назначения. Штабеля разбирают вручную при помощи погрузочного лифта Л-6,5-15. Процесс разборки протекает обратно описанному выше процессу формирования штабеля. Технологический процесс сушки представлен в таблице 5.1.

 

Таблица 5.1 – Технологическая схема сушки пиломатериалов

Прокладки	Пиломатериалы обрезные или необрезные	Оборудование	Операция
		Вручную	Сортировка  и подача прокладок к месту  формирования штабеля
		Эстакада, вагонетка, вручную	Формирование  штабеля пиломатериалов для камерной сушки
		Лебёдка двухбарабанная, траверсная тележка ЭТ-6,5	Подача штабеля  с пиломатериалами в сушильную  камеру
		Сушильная камера ЛС2-2	Сушка пиломатериалов
		Траверсная  тележка ЭТ-6,5, лебёдка двухбарабанная	Выкатка вагонеток  из камеры и выдержка в остывочном отделении

 

 

5.3 Контроль технологического процесса сушки

 

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 выпиленную доску, которую прикладывают ребром к основанию штабеля.

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

Для   контроля    влажности    пиломатериалов    в   сушильных    камерах используют видоизмененный весовой способ, называемый способом контрольных образцов.

Начальную влажность  древесины определяют по секциям, а  текущую – по контрольным образцам. Схема отбора секций влажности и контрольного образца показана на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 – Схема отбора секций влажности и контрольного образца: 1- секция влажности; 2- контрольный образец

Источник: [     ]

 

Выпиленные  из досок, характерных для данной партии по строению, плотности и влажности, без гнили, засмолков, сучков и трещин, секции зачищают от заусенцев и взвешивают на технических весах с точностью до 0,01 грамма.

Взвешенные  секции укладывают в сушильный шкаф и высушивают при температуре 103±2ºС. Влажность секций определяют сушильно-весовым  методом.

Первый раз  секции взвешивают через 5-6 ч после  начала сушки, последующие – через каждые 2 часа. Если результат последнего взвешивания совпадает с предыдущим или отличается от него не более чем на 0,02 г, его принимают за массу абсолютно сухой секции, а сушку заканчивают. Перед взвешиванием секции охлаждают в эксикаторах с безводным хлористым кальцием или серной кислотой концентрированной не менее 94%.

Влажность секции рассчитывают по формуле:

 

W_нач = ,  (5.1)

 

где     m_нач– начальная масса секции, г;

m_с – масса абсолютно сухой секции, г.

Среднее значение влажности, вычисленное по двум секциям доски, принимается за начальную влажность контрольного образца. По контрольному образцу определяют текущую влажность в процессе сушки.

В каждый сушильный  штабель укладывают по два контрольных  образца в места интенсивной и замедленной сушки. Средняя влажность их принимается за начальную влажность пиломатериалов в штабеле. Контрольные образцы нумеруются, торцы очищают и покрывают густотертой масляной краской. После этого их взвешивают на торговых весах с точностью до 5 г. Массу записывают на образцах.

Образцы укладывают заподлицо с торцами штабеля  так, чтобы их легко можно было вынуть. В процессе сушки через  определенные промежутки времени в  зависимости от характеристик пиломатериалов образцы вынимают и взвешивают. Текущую влажность образцов находят по формуле:

 

    W_т = ×100%,     (5.2) 

 

где М_т – масса образца в момент определения текущей влажности, г;

М_с – масса образца в абсолютно сухом состоянии, г.

 

   М_с = ,    (5.3)

 

где М_нач – масса образца, г.

При этом следует  учитывать, что контрольные образцы высыхают быстрее, чем остальные  доски   в   штабеле,   к   концу  сушки  в  ряде  случаев влажность может достигать 2-3%.

Для контроля за полными внутренними напряжениями в штабель одновременно с контрольными образцами влажности закладывают (в быстросохнущие места один-два образца примерно такой же длины, что и образцы для определения влажности (1-1,2 м)) – силовые образцы. Торцы образцов покрывают густой масляной краской, на расстоянии 10 см от торцов в нужные моменты отпиливают торцовые срезы, из которых вырезают на ленточнопильном станке силовые секции. Силовая секция раскраивается в виде двузубой гребенки с выкалыванием серединки. После раскроя зубцы секций изгибаются в ту или иную сторону.

О знаке и  примерной величине напряжений судят  по направлению и величине изгиба зубцов. Изгиб зубцов наружу указывает  на наличие растягивающих напряжений, а изгиб внутрь – сжимающих  напряжений в поверхностных зонах  доски. Свежие пропилы силовых образцов после отпиловки каждого торцового среза вновь покрывают масляной краской.

Схема раскроя  силовой секции и возможные ее реформации показаны на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 – Схема раскроя силовой секции (а) и возможные ее деформации (б)

Источник: [     ]

 

Форма силовой  секции после раскроя характеризует  только полные внутренние напряжения в древесине в данный момент, но не даст представления о величине остаточных деформаций. Для установления характера остаточных деформаций надо раскроенную секцию выдержать в комнатных условиях в течении 7-8 ч или, ускорить анализ, в сушильном шкафу при 100ºС. При этом влажность станет равномерной, а форма зубцов может по сравнению с первоначальной измениться.

Если секция после выдержки приобретает форму 2 (рисунок 5.2), значит в материале имеются остаточные деформации удлинения на поверхности и укорочения внутри и соответственно сжимающие остаточные напряжения на поверхности и растягивающие внутри. Такой характер остаточных деформаций и напряжений наблюдается в процессе сушки без влаготеплообработки. Если после выдержки секция стала прямой и приобрела форму 3, значит остаточных деформаций в древесине нет. Если же секция приобретает форму 1, в материале имеются остаточные деформации укорочения на поверхности и удлинения внутри. В процессе собственно сушки таких деформаций не возникает, но они смогут появиться после излишне интенсивной влаготеплообработки.