При сушке древесины в сушильную камеру необходимо подводить тепло от источника тепловой энергии.
При выборе системы теплоснабжения сушильной камеры необходимо учитывать следующие факторы:
- требуемый температурный уровень сушильного агента в камере;
- вид теплоносителя;
- вид топлива или генератора тепловой энергии.
В настоящее время в качестве теплоносителей чаще всего применяются: вода, воздух, пар, топочный газ и электроэнергия. Очень важно правильно выбрать теплоноситель. Рассмотрим основные факторы, определяющие этот выбор.
Выбор теплоносителя в зависимости от необходимого режима сушки
Древесину можно высушивать режимами различного температурного уровня. ГОСТ 19773-84 выделяет высокотемпературные и низкотемпературные режимы, которые, в свою очередь, делятся на мягкие (М), нормальные (Н) и форсированные (Ф). Средняя температура в камере при мягком режиме составляет 70ºС, нормальном – 90ºС, форсированном – 100ºС. Следовательно, для получения в камере заданной по режиму температуры, с учетом тепловых потерь через ограждения, нужен теплоноситель со средней температурой на (15…20)ºС выше, чем температура в камере.
Для поддержания мягкого (М) режима температура теплоносителя должна быть не менее (85…90)ºC, поэтому для мягких режимов в качестве теплоносителя достаточно использовать горячую воду с температурой до 95ºС.
Для поддержания нормального (Н) режима температура теплоносителя должна быть не менее (105…110)ºC, поэтому для нормальных режимов в качестве теплоносителя необходимо использовать воздух, пар, топочный газ и электроэнергию.
Для поддержания форсированного (Ф) и высокотемпературного режимов температура теплоносителя должна быть не менее (115…120)ºC, поэтому для этих режимов в качестве теплоносителя необходимо использовать пар, топочный газ и электроэнергию.
Состав системы теплоснабжения в зависимости от выбранного теплоносителя
От природы теплоносителя весьма существенно зависят тип и сложность всей системы теплоснабжения сушильной камеры.
Рассмотрим, как влияет выбор того или иного теплоносителя на систему теплоснабжения.
- Если теплоноситель вода, то система теплоснабжения сушильной камеры должна состоять из станции водоподготовки, насосной станции, водопроводов, водяного котла, простейших вентилей и задвижек, водяных калориферов (в сушильной камере).
- Если теплоноситель пар, то система теплоснабжения сушильной камеры должна состоять из мощной станции водоподготовки, насосной станции, паропроводов, парового котла, сложных вентилей и задвижек, паровых калориферов (в сушильной камере), конденсатоотводчиков и конденсатопроводов.
- Если теплоноситель воздух, то система теплоснабжения сушильной камеры должна состоять из генератора горячего воздуха (воздухонагревателя), воздухопроводов, вентиляторов.
- Если теплоноситель электроэнергия, то система теплоснабжения сушильной камеры должна состоять из кабельной сети, пускателей, электрокалориферов, аэродинамических теплогенераторов.
- Если теплоноситель топочный газ, то система теплоснабжения сушильной камеры должна состоять из горелки и газоходов.
Преимущества и недостатки эксплуатации системы теплоснабжения в зависимости от выбранного теплоносителя
От вида теплоносителя зависит удобство его применения и продолжительность межремонтных периодов.
Рассмотрим плюсы и минусы применения того или иного теплоносителя.
- Вода – тепловая энергия легко распределяется, что позволяет использовать один котел на несколько сушильных камер. Действует безотказно при условии "мягкой" воды без примесей или мощной водоподготовки. Однако, система теплоснабжения должна иметь защиту против размораживания и закипания.
- Пар – также позволяет использовать один котел на нескольких сушильных камер. Представляют некоторую сложность запуск камеры и периодическая настройка конденсатоотводчиков. Недостаток - небольшой срок службы паропроводов и паровых калориферов.
- Горячий воздух – система не боится закипания и размораживания, небольшое количество удобного в обслуживании оборудования. Недостаток – трудность распределения воздуха между несколькими камерами от одного нагревателя, громоздкость оборудования.
- Электроэнергия – используется небольшое количество оборудования. Недостатком является ограничение мощности электрокалориферов или электродвигателей аэродинамических сушильных камер до 60…70 кВт (15…20м³ высушиваемого материала) вследствие резкого увеличения сечения подводящих кабелей.
- Топочный газ – очень простая и удобная система. Недостаток – трудно добиться полного сжигания топлива, высокая пожароопасность, изменение цвета древесины. Наиболее реальное топливо – природный газ и горючие жидкости.
Выбор топлива и котельного агрегата
Выбрав необходимый температурный уровень агента сушки и теплоноситель, обеспечивающий его, следует определиться с видом топлива и котельным агрегатом.
Свой выбор желательно осуществить, придерживаясь трех базовых критериев – доступности, дешевизны и технологичности.
Доступность. Как правило, наиболее доступным видом топлива для деревообрабатывающих предприятий являются отходы основного производства. Однако, следует учесть, что для получения 10 м³ сухой древесины необходимо сжечь от 1,2 до 5 м³ (в зависимости от котельного агрегата) плотных отходов.
Дешевизна. У каждого предприятия будут свои энергоносители, обладающие минимальной стоимостью. Кроме этого, следует знать:
- минимальной стоимостью отличаются котельные агрегаты, работающие на жидком топливе и газе, а также электрокотлы;
- существуют котельные агрегаты, предназначенные для сжигания только "мягких" (опилки, стружка), либо только кусковых отходов древесины;
- для сбора "мягких" отходов необходим внутризаводской транспорт и большие площади хранения;
- автоматизация загрузки твердого топлива рентабельна лишь при значительных мощностях котельных (свыше 0,7…1 МВт);
- топки для сжигания высоковлажных видов топлива сложны и, соответственно, дороги.
Технологичность. Наиболее технологичными видами топлива являются газы, горючие жидкости и электроэнергия. Их горение легко регулировать и автоматизировать. Большинство агрегатов для сжигания твердого топлива устойчиво работает лишь при мощности (80…100)% от номинальной, поэтому следует четко определяться с его мощностью или выбирать котельный агрегат с возможностью устойчивой работы в более широком диапазоне мощностей.