ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ СУШИЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС

Предложение относится к деревообрабатывающей промышленности и предназначено для сушки пиломатериалов с одновременной утилизацией отходов лесопереработки и генерацией теплоэнергии.
Известно множество конструктивных инноваций последних десятилетий, связанных в основном с разработками Bollman, Hildebrand, Valmet, Schilde, Vanicek, а также отечественными ЦНИИМОД, ГИПРОДрев, которые сформировали классическую технологию сушки древесины. Ее успешность определяет практически полное доминирование на мировом рынке оборудования.
В настоящее время широко известны установки для сушки пиломатериалов, классифицируемые как конвективные сушильные камеры с подкрышной группой вентиляторов и вертикальным воздухооборотом, производимые Brancoin, Koetter, BIGonDRY, Seccea, Secotherm, Baschild, Muhlbock, Лесмаш-СПб, Уралдрев-Инто и др. [1-3].
Существенный недостаток установок данного типа - ограниченная полезная вместимость. Повышение полезной вместимости сушильных камер периодического типа действия сталкивается с физическими ограничениями по высоте, а главное - по глубине загрузки пиломатериалов. Так относительно безопасная высота загрузки не может превышать 5 м (4 штабеля), а глубина загрузки более 5 м требует увеличения давления вентиляторов для продува аэродинамической сети и совершенствования системы фальшь-потолков и экранов. Предел полезной вместимости таких сушильных камер с пролетом до 6,6 м составляет около 60-80 куб.м.
Наиболее близким техническим решением является установка для сушки пиломатериалов, выполненная в виде сушильной камеры, состоящей из корпуса, изготавливаемого из теплоизолирующего герметичного каркаса; вентиляционного оборудования, обеспечивающего принудительную
циркуляцию воздуха через пиломатериалы и калориферы; приточно-вытяжного оборудования для обмена воздухом между камерой и внешней атмосферой; электрооборудования, системы управления техпроцессом, а также инженерного оборудования: насосного, трубопроводного, калориферов [4; Wood handbook. FPL-GTR-113. 1999, 463 p.ch. 12, p.9.].
Недостатком прототипа является невысокая полезная вместительность сушильной камеры, отсутствие собственного котельного модуля, связанного с сушильными камерами общей системой управления, что связано с некоторыми потерями энергии рабочего агента.
Технической задачей и технологическим результатом данного предложения является дальнейшее усовершенствование конструкции сушильного комплекса для повышения вместимости, включение в состав энергоподающего узла, снижение стоимости строительства за счет модульности монтажа и повышение производительности, как следствие более эффективного распределения потока рабочего агента.
Указанная техническая задача и положительный эффект достигаются за счет того, что технологический сушильный комплекс (ТСК) выполнен в виде набираемых модульных элементов на основе контейнеров, устанавливаемых по два друг на друга, так, что пространство между ними образует загрузочный объем сушильной камеры, а внутри контейнеров содержит вентиляционное, насосное, электрооборудование с системой управления, котельную, операторскую, а также складские и вспомогательные помещения: ТСК также включает строительные конструкции и теплоизолирующие элементы; ТСК содержит одну или несколько сушильных камер, оснащенных тепловентиляционным блоком (ТВБ), формирующим двукольцевой вертикальный воздухооборот и принудительную приточно-вытяжную вентиляцию, при этом сушильная камера разделена на две симметричные полости, в каждой из которых размещен блок-штабель обрабатываемого материала, а ТВБ установлен между ними.
Предлагаемый технологический сушильный комплекс показан на приводимых графических материалах, где:
на фиг.1 показан разрез сушильной камеры с двукольцевым вертикальным воздухооборотом;
на фиг.2 изображен общий вид ТСК, состоящего из двух камер со сдвиговыми воротами;
А-А
на фиг.3 показано сечение  ТСК по фиг.2;
на фиг.4 и фиг.5 изображен тепловентиляционный блок.
Технологический сушильный комплекс, показанный на графических материалах, содержит одну или несколько сушильных камер 1, которые составлены из контейнеров 2. Тепловое ограждение камер формируется контейнерами, образующими две боковые стенки, и теплоизолирующими панелями 3, образующими переднюю, заднюю стенки и крышу камер. Контейнеры, устанавливаемые парами (фиг.2), образуют готовые помещения для монтажа котельной 4 и насосного оборудования, а также для технических и хозяйственных нужд, одновременно обеспечивая высокий уровень теплоизоляции сушильных камер. Сдвиговые ворота 5 выполняются из теплоизолирующих панелей и в закрытом положении обеспечивают плотное примыкание к контейнерам и передней ферме. Тепловентиляционный блок 6 (фиг.4, 5), устанавливается в каждую сушильную камеру, являясь помимо основного технологического назначения несущей фермой и опорой конструкционных балок. В его состав входят вентиляторы 7, обеспечивающие необходимый перепад давления для формирования сдвоенного вертикального кольцевого движения воздушной массы, эффективного теплообмена на поверхности калориферов 8 и приточно-вытяжной вентиляции 9. Система приточно-вытяжной вентиляции состоит из группы аэродинамически сбалансированных каналов. Для достижения высоких характеристик и точности выполнения режимных карт сушки применены сервоприводы с пропорциональным законом регулирования. Биметаллические калориферы в составе ТВБ имеют высоко развитую поверхность, оптимизированную для камер сушки древесины. Каждую камеру загружают штабелями 10 предварительно уложенных на прокладки досок, при этом формируют два блок-штабеля
11 (фиг.1 и 3). Для загрузки применяют вилочный фронтальный погрузчик 12 грузоподъемностью от 5 т.
Технологический сушильный комплекс работает следующим образом. Из отдельных штабелей пиломатериалов формируют два блок-штабеля 11 (фиг.1) высотой до уровня трубных решеток калориферов 8, таким образом, чтобы оставались коридоры воздушных коллекторов вдоль ворот и задней стенки, а также между блок-штабелями. Эти воздушные коллекторы обеспечивают необходимый динамический напор и распределение давления при формировании двукольцевого вертикального воздухооборота.
Технология сушки древесины основана на применении ступенчатых режимов, т.е. набора значений параметров и нескольких методов обработки: нагрев, прогрев, сушка, пароувлажнение, кондиционирование, охлаждение. При осуществлении метода сушки, дозируемая порция паро-воздушного потока удаляется из камеры, замещаясь атмосферным воздухом, подмешиваемым к циркулирующему в камере потоку, который направляется на калориферы и далее на древесину, отдавая ей тепло и вновь насыщаясь паром.
Нагрев и подачу горячей воды в ТВБ 6, а также отвод обратной воды осуществляют из котельной 4, расположенной в контейнере 2. Тепловая мощность котельной для одной камеры, рассчитанная по рекомендациям ГИПРОДрева, составляет примерно 400-500 КВт по условному топливу. Котельная по принципу действия является водогрейной жаротрубной с мощным конвективным пучком, трубная часть которой выполнена в тяжелой обмуровке шамотным кирпичом. Конструкция котельной на чертеже не раскрыта в виду известности. Регулирование температуры в одиночной сушильной камере осуществляют с помощью частотного регулятора, дозирующего поддув воздуха в камеру сгорания котла. В варианте двух или более камер регулирование температуры ведут через частотный привод теплоснабжающего насоса.
Основные теплопотери метода сушки составляет приточно-вытяжное вентилирование и КПД котельной установки. Теплопотери через все ограждения камеры составляют не более 4% установочной тепловой мощности
котла. Экономайзер устанавливают для снижения температуры дымовых газов и предварительного нагрева воздуха, принудительно подаваемого в топку, а также для регулирования кратности вентиляции в помещении котельной.
Приточно-вытяжная система 9, благодаря особенности расположения и конструкции форточек, обеспечивает высокую осредненную равномерность параметров агента сушки и, как следствие, равномерность распределения влаги в высушиваемой продукции.
Автоматическое управление камерой производится микроконтроллером, осуществляющим контроль и удержание параметров сушки в соответствии с режимной картой. На лицевой панели щита управления размещены световые индикаторы и переключатели ручного управления.
Таким образом, эффективность данного предложения состоит в конструкторско-технологическом решении модульного строительства из готовых контейнеров технологических сушильных комплексов. Применение двукольцевого вертикального воздухооборота, формируемого тепловентиляционным блоком, позволяет в одну сушильную камеру загружать не один, а два блок-штабеля пиломатериалов, удваивая полезную вместимость установки, и, соответственно, - ее производительность.
При необходимости заявитель может представить более полные данные по сущности и эффективности данного предложения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Н.Н.Пеич, З.В.Бороненко. Справочник по сушке древесины. М.: Лесная пром-сть, 1966,- 272 с.
2. Справочник по сушке древесины. Под ред. Е.С.Богданова. М.: Лесная пром-сть, 1990,- 304 с.
3. Кречетов И.В.Сушка древесины. М.: Лесная пром-сть, 1980.-432 с.
4. Wood handbook - Wood as an engineering material. Gen. Tech. Rep.FPL-GTR-113. Madison, WI: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory. 1999 - 463 p.- прототип ch.12, p.9.
5. C.M. Wolfe et al. US 4182048
6. J.I. Charter et al. US 5226244
7. RU 2047064, F26B 7/00, 1995.
8. SU 1200097, F26B 7/00, 1985.
9. SU 505862, F26B 7/00, 1973.