4.2. Класифікація обладнання сушильних пристроїв

Основні групи устаткування

У кожній сушарці можна виділити чотири основні групи обладнання: огорожі, транспортні пристрої, теплове і циркуляційний обладнання.

огороджень називають пристрої, які відокремлюють сушильне простір від навколишнього середовища. Вони споруджуються або із звичайних будівельних матеріалів (Цегла, бетон, залізобетон), або формуються з готових деталей і металевих щитів, заповнених теплоізоляційним матеріалом.

Транспортні пристрої - це машини та механізми, призначені для формування шару або штабеля висушується, завантаження його в сушарку і вивантаження з неї, а також транспортування.

Теплове обладнання призначене забезпечувати теплопостачання сушарки. До цієї групі устаткування відносяться калорифери, теплообмінники, конденсатовідвідники, паропроводи, топки, запірно-регулювальна та контрольно-вимірювальна апаратура.

Циркуляційне обладнання служить для створення організованої циркуляції сушильного агента. Основними елементами цієї групи є вентилятори, вентиляторні і інжекторні установки.

У сушарках теплове і циркуляційний обладнання монтується зі стандартних елементів. У навчальній літературі з сушінні деревини цю групу устаткування прийнято вивчати до розгляду конкретних конструкцій сушарок. Огорожі та транспортне обладнання специфічні для кожного типу сушарок, тому їх доцільно розглядати при описі конструкцій сушарок певного типу.

Теплове обладнання сушильних камер

Призначено для теплозабезпечення сушильної камери. До теплового обладнання належать: калорифери, конденсатовідвідники, зволожувальні труби, паропроводи, запірно-регулювальні, контрольно-вимірювальні апарати.

Калориферами називаються теплообмінні апарати, які передають теплоту від теплоносія до сушильного агенту. Теплоносієм можуть бути насичений водяний пар, топкові гази, гаряча вода і деякі органічні рідини, що мають високу температуру кипіння. У промислових сушарках переважно використовують парові калорифери, теплоносієм в яких є насичений водяний пар. Іноді застосовують водяні (теплоносій - гаряча вода) калорифери та електричні, в яких електрична енергія еквівалентно перетворюється в теплову, а теплоносієм служать провідники з високим провідникові. p> Паровий калорифер складається з замкнутої системи сполучених металевих паропроводів. Зовні цю систему омиває циркулює сушильний агент, а зсередини - вступник в неї насичений водяна пара під тиском до 0,6 МПа. Основну частину теплоти, що міститься в парі, становить прихована теплотапаротворення. Вона повинна бути використана в калорифері повністю. Тому весь пар, що подається в калорифер, повинен сконденсуватися.

У сушарках використовують збірні парові калорифери, які збирають всередині сушарки із стандартних труб, і пластинчасті калорифери заводського виготовлення. Часто для монтажу збірних калориферів використовують чавунні ребристі труби з фланцевими сполуками (рис. 2) довжиною 1, 1,5, 2 м і з поверхнею нагріву відповідно 2, 3 і 4 м 2 на одну трубу. Іноді калорифери монтують з гладких паропровідних труб. Схема монтажу калорифера визначається конструктивним оформленням сушильного пристрою. Однак у всіх випадках труби збирають в секції, які мають самостійне харчування парою.

Всередині секції труби з'єднують послідовно, паралельно або послідовно-паралельно. Послідовне з'єднання забезпечує рівномірний нагрів сушильного агента по довжині калорифера, а паралельне - більш компактний монтаж. Раціонально комбіноване з'єднання - має гідності послідовного і паралельного сполук. Окремі труби з'єднують фланцями за допомогою болтів на прокладках з пароніту. Трубу, отводящую конденсат, приєднують до ребристою трубі фланцем з ексцентричним отвором, що забезпечує безперешкодний стік конденсату з ліній калорифера. Труби калорифера і паропроводів прокладають з ухилом 0,005 ... 0,01, а конденсатні труби - 0,01 в напрямку руху пара або конденсату. Секції труб монтують в сушарках на спеціальних підвісках.

Недолік збірних калориферів з чавунних ребристих труб - велика кількість фланцевих сполук, герметичність яких порушується. Це знижує надійність роботи калорифера. p> Пластинчастий калорифер складається з корпусу, нагрівальних елементів і кришок. Корпус 1 включає в себе трубні решітки та бічні щитки, зігнуті у вигляді швелера і з'єднані між собою болтами. Нагрівальні елементи 2 являють собою приварені до трубним гратам труби з насадженими на них пластинами. Кришки 3 приварюються до трубним гратам.

Теплоносій, що проходить по трубах, передає своє тепло пластин. Повітря, що знаходиться в зазорах між пластинами, нагрівається до заданої температури.

Огорожа сушильних камер

Огородження призначені для відділення пиломатеріалу від навколишнього середовища Відн: (стіни, стеля, паркани, перегородки). p> Існує 2 види огорож: будівельні і збірно-металеві. Всі огородження повинні відповідати певним вимогам:

1. повинні бути паротеплонепроніцаемимі

2. довговічні.

Будівельні огорожі перевагу: довговічні ніж з-металеві і дешевше. Недоліки: трудомісткий процес введення в експлуатацію, потрібно окремо купувати все необхідне технічне обладнання та комплектувати камеру. З-металеві перевага: швидкість введення в експлуатацію при заводському виготовленні гарантується на 100% комплектація камер всім необхідним тепловим устаткуванням а також приладами контролю і регулювання процесу сушіння, камери більш герметичні. Недолік - дорогі, недовговічні.

Камери безперервної дії з противоточной циркуляцією

Сушильні камери безперервної дії відрізняються від камер періодичної дії, як характером транспортування штабелів, так і принципом підтримання режиму сушіння.

У камері періодичного дії стан повітря змінюється в часі, але для кожного заданого моменту процесу сушіння воно має бути однаковим по довжині камери і штабелів. У відміну від цього в камері безперервної дії стан повітря змінюється по її довжині, залишаючись в кожній точці камери і штабеля весь час постійним.

У нашій промисловості застосування мають переважно протиточні камери безперервної дії. Протівоточная камера являє собою довгий (25 - 40 м) тунель, розділений легкої горизонтальною перегородкою на дві частини: сушильне простір і циркуляційний канал. У циркуляційному каналі встановлюють осьової вентилятор і батарею пластинчастих калориферів. Вентилятор, що приводиться в рух електродвигуном, проганяє повітря через калорифери і далі по циркуляційному каналу в сухий (розвантажувальний) кінець камери, звідки підігрітий сухе повітря повертає в сушильне простір, вступає в штабелі в рухається через них до сирого (завантажувальному) кінця камери, тобто назустріч переміщенню штабелів (Чому камери і отримали назву протиточних). Пройшовши через усі штабеля, відпрацював повітря повертається до вентилятора. Тут (до і після вентилятора) відбувається підсмоктування свіжого і викид частини відпрацьованого повітря, для чого служать припливна і вихлопна труби.

Проходячи по штабелям, повітря випаровує з деревини вологу, і його ступінь насичення зростає, а температура знижується. Штабель з сирими пиломатеріалами, завантажений в камеру, потрапляє, таким чином, у вологе середовище. По ходу процесу штабель періодично переміщується від сирого кінця до сухого, потрапляючи після кожної вивантаження і завантаження в середу з більш високою температурою і низьким ступенем насичення. При сушінні матеріалу певної характеристики як в сирому, так і в сухому кінцях камери підтримують стабільні в часі стану повітря. Однак на пересувається штабель впливає повітря, стан якого змінюється в часі так, як це необхідно для збереження цілісності деревини: спочатку висока ступінь насичення знижується, а температура підвищується за міру просихання матеріалу.

Існують три різновиди протиточних камер безперервної дії, що розрізняються напрямом транспортування штабелів (щодо їх осі) і характером циркуляції повітря в сушильній просторі: камера з поздовжнім транспортуванням і прямолінійною циркуляцією, камера з поздовжнім транспортуванням і зигзагоподібної циркуляцією і, нарешті, камера з поперечним транспортуванням і прямолінійною циркуляцією. Схеми всіх цих камер в поздовжньому розрізі принципово однакові і розрізняються лише деталями. Пристрій ж їх у плані різному. p> У камері з поздовжнім транспортуванням і прямолінійною циркуляцією штабель займає весь поперечний перетин сушильного простору. Пиломатеріали укладають зі шпаціями. Камери такого типу проектувалися в стаціонарному виконанні ЦНІІМОД і Гіпролеспромом під марками ЦНІІМОД-24, ЦНІІМОД-34, НС-4. Вони в невеликому кількості побудовані на деяких підприємствах. Істотний недолік таких камер - необхідність укладання зі шпаціями.

У камері з поздовжнім транспортуванням і зигзагоподібної циркуляцією дошки укладають без шпаціями, а зигзагоподібні стіни (або система екранів, що примикають до прямих стінах) створюють рух повітря через штабель не вздовж, а впоперек нього. При переміщенні штабеля з одного місця на інше напрямок потоку в ньому змінюється на протилежне, тобто реверсують. Ці камери, відомі в стаціонарному виконанні під маркою ЦНІЙМОД-32 (системи І. В. Кречетова), поширені дещо ширше.

На підприємствах першої групи, як правило, доцільно використовувати камери безперервної дії . У результаті випробувань сушильних камер, проведених ЦНІІМОД, ВНІІдревом і МЛТІ, було прийнято вважати перспективними наступні камери. Для сушіння товарних пиломатеріалів до транспортної вологості:

В· на підприємствах великої виробничої потужності - протиточні камери безперервної дії з поперечною транспортуванням штабелів (ЦНІІМОД-49, СП-5км, В«ВалметВ»);

В· на підприємствах середньої виробничої потужності - протиточні камери безперервної дії з зигзагоподібної циркуляцією (ЦНІІМОД-32).

Камери безперервного дії будують у вигляді довгого тунелю, що вміщує кілька штабелів. Матеріал по одному штабелю завантажується з одного кінця камери, званого В«СиримВ», і по одному штабелю вивантажується з протилежного, званого В«СухимВ». Режим сушіння підтримується в В«сухомуВ» і В«сиромуВ» кінцях, в проміжних зонах камери Самоустановлювальні постійні за часом режимні умови. За міру просування від В«сирогоВ» кінця до В«сухогоВ» штабель потрапляє в умови з більш високою температурою і більше низькою відносною вологістю. У В«сухомуВ» кінці камери агент сушіння має максимальну температуру і мінімальну вологість.

Камера безперервного дії з противоточной поперечно-реверсивної циркуляцією і поздовжньої завантаженням штабелів. Зигзагоподібні бічні стіни камери забезпечують поперечну реверсивну циркуляцію повітря. Тому пиломатеріали укладають у штабелі щільно. При цьому необхідно суворо дотримуватися потрібні габаритні розміри штабелів і тим самим запобігати прохід повітря між стелею і верхом штабелів і виступами бічних стін.

Для спонукання повітря служить осьовий вентилятор. Повітря нагрівається пластинчастими калориферами. Вентилятор нагнітає нагріте повітря по рециркуляційного каналу в сушильне приміщення зі штабелями. Розрахункова швидкість циркуляції повітря по матеріалу становить 4-5 м/сек. p> Для сушіння знеособлених за призначенням товарних пиломатеріалів розроблені низькотемпературні лісосушильні камери безперервної дії з противоточной прямолінійною циркуляцією повітря і поперечної завантаженням штабелів.

Внутрішні розміри камери 7,2 x5, 0 м (висота разом з вентиляційним каналом). Камера вміщує десять штабелів. Штабеля, укладені на підштабельних швелерних балках, переміщуються по чотирьох роликовим транспортерів, які мають ухил у бік В«сухогоВ» кінця камери. Під, штабельні балки кілька довше ширини штабелів, завдяки чому між ними зберігаються простору, які забезпечують нормальну циркуляцію агента сушіння через всі штабелі.

Крім цього, штабеля просуваються з роликового транспортеру не тиском штабеля на штабель, а виступаючими за штабеля підштабельних балками. На рольганге встановлено гальмівний пристрій, за допомогою якого регулюється викатка штабелів з камери. Блок з шести камер обслуговується загальної теплообмінної установкою. У калорифери з ребристих труб подається вода, нагріта до 110 В° С. Циркуляція води в системі здійснюється відцентровим насосом. Калорифери встановлені в вентиляційному каналі під кутом (приблизно 100 В° C). Поверхня нагріву калорифера 550 кв.м.

РОЗДІЛ V. ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ ПРИ ВИКОНАННІ СУШІННЯ

1. До роботи з обслуговування сушильних камер необхідно допускати осіб, які знають їх будову, правила технічної експлуатації та способи безпечного виконання робочих операцій.

2. Коридори управління, лабораторія, топкові приміщення газових камер обладнають вентиляцією, що забезпечує підтримку температури не вище 25 В° С.

3. Трубопроводи для підведення пари з зовнішньою температурою вище 60 В° С тепло ізолюють; фланці з'єднань трубопроводів і калориферів захищають екранами.

4. Завантаження і вивантаження сушильних камер, а також пересування вагонеток (треків) з сушильними штабелями в цеху механізують.

5. Рейкові шляхи влаштовують з тупиками, щоб вагонетки НЕ сходили з рейок. Зазори в стиках не повинні перевищувати 10 мм. Головки рейок траверсної візки, вантажної площадки, сушильних камер і приміщень для зберігання матеріалу розташовуються на одному рівні. Траверсна візок повинна мати пристрій, що фіксує положення на ній треків.

6. Всі рухомі частини обладнання сушильних установок закривають огородженнями.

7. Укладання штабелів пиломатеріалів на треки або вагонетки вручну виробляють на висоту не більше 1,5 м. Високі штабеля укладають і розбирають тільки із застосуванням механізмів і пристосувань.

8. Сушильні камери обладнують системою дистанційного контролю та управління процесом сушіння (або системою автоматичного регулювання).

9. Організовується періодичне навчання персоналу правилам охорони праці та техніки безпеки, а також, інструктаж з виробничої санітарії. У цеху повинен бути обладнаний санітарний пост і стенди, з наочними посібниками з техніки безпеки.

10. Чергові сушильники, які заходять в камеру під час її роботи, забезпечуються спеціальними брезентовими костюмами.

11. Сушильні камери повинні бути обладнані електричним освітленням напругою 12-18 В. При відсутності його необхідно при вході в камеру користуватися акумуляторними ліхтарями або переносними низьковольтними лампами з сіткою і броньованим шнуром.

12. Двері в камеру повинні мати зовнішні і внутрішні ручки. p> 13. При вході в камеру треба стежити, щоб двері часом не закрилася зовні. При необхідності перебування в гарячій камері у її дверей повинен знаходитися черговий.

14. Підлоги в камерах повинні бути рівними, без вибоїн і виступів. Грати в камерах розташовуються на рівні головок рейок, причому відстань між сусідніми брусками не повинно перевищувати 3 см. Люки і отвори в підлозі захищаються спеціальними пристроями.

15. При експлуатації сушильних камер необхідно виконувати такі протипожежні вимоги:

· регулярно прибирати всі допоміжні приміщення та сушильні камери, не допускати скупчення відходів і сміття;

· своєчасно змащувати підшипники у вентиляторів і електродвигунів щоб уникнути їх перегріву;

· не допускати застосування відкритого вогню (свічки, гасові ліхтарі і паяльні лампи) і куріння в цеху;

· зварювальні роботи виконувати тільки з дозволу представників пожежної охорони;

· в газових лісосушильних камерах, крім того, необхідно:

· постійно стежити за станом топкових газів, не допускати вильоту іскор за межі іскрогасні камери топки, користуватися тільки дозволеним для неї паливом.

· систематично чистити кабана і газоходи;

· не допускати прогарів топки і завалів великих мас палива, небезпечних у відношенні вибуху;

· золу з зольного приміщення видаляти не раніше ніж через 5 доби після того, як її вигребли з топки.

ВИСНОВКИ

В даному курсовому проекті була розроблена автоматизована система управління процесом сушіння.

Також в даному проекті було вивчено технологічну схему процесу.

Розроблена і спроектована функціональна схема.

Система на базі сучасного ПЛК МІК-51 здійснює збір всіх основних показників роботи сушарки та регулювання протіканням процесу за наперед заданою програмою. При регулюванні процесом застосовано принцип двопозиційного регулювання.

Для якісного збору технологічних параметрів використані сучасні давачі температури, вологості в камері та вологості пиломатеріалів. Що дає змогу точніше, і головне швидше реагувати на зміну стану об’єкта автоматизації. Також відбулися зміни у вимірюванні температури, після автоматизації значення температури знімаються цифровими давачами, значення яких обробляється ПЛК, що дає високу швидкість та точності обробки інформації.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1.Е.И. Юревич. Теория автоматического управления. Л. Энергия, 1969.

2.Богданов Е.С., Козлов В.А., Пейч Н.Н. Справочник по сушке древесины. – М.: Лесн. Пром-сть, 1981. 191ст.

3.Кириченко В.Н. Охрана труда. М. 1990.

4.Кречетов И. В. Сушка и защита древесины. – М.: Лесн. Пром-сть, 1987. 372ст.

5.Клепач М. І. Теорія автоматичного керування. Навчальний посібник. – Рівне: НУВГП, 2007.  206 с.

6.Стефани В. П. Основы построения АСУТП. – М.: Энергия, 1982.–852 с.

Клюев А. С. и др. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. Справочное пособие.  М.: Энергия, 1980.

7.ДСТУ Б А.2.4-16:2008. Автоматизація технологічних процесів. Умовні графічні зображення приладів і засобів автоматизації в схемах. – К.: Мінрегіонбуд України, 2009.

8.ДСТУ Б А.2.4-8:2009. Умовні графічні позначення елементів санітарно-технічних систем. – К.: Мінрегіонбуд України, 2009.

Додатки

Додаток 1

МІК-51

Програмований логічний контролер МІК-51

- Компактний малоканальный багатофункціональний високопродуктивний мікропроцесорний контролер.

- Автоматичне регулювання та логічного керування технологічними

Функціональні можливості

- Контролера МІК-51 це - проектно-компонуемое виріб, який дозволяє користувачеві вибрати потрібний комплект модулів і блоків відповідно до кількості і виду вхідних-вихідних сигналів

- Вбудовані засоби самодіагностики: сигналізація та ідентифікація несправностей, про вихід сигналів за допустимі межі, про збої в ОЗП, порушенні обміну по мережі і т. п.

У контролера МІК-51 є розвинена система межконтроллерного обміну, з допомогою якої контролери можуть об'єднуватися в локальну або розподілену керуючу мережу. У мережу контролери можуть обмінюватися інформацією, як з комп'ютером, так і між собою. Дана функція забезпечує можливість організації розподіленої обробки даних, а також збільшення числа каналів вводу-виводу. При використанні функції межконтроллерного обміну значно знижується інформаційна навантаження на мережу.

- Програмування контролера виконується за допомогою клавіш на передній панелі або по інтерфейсу за допомогою спеціального програмного забезпечення - візуального редактора FBD-програм АЛЬФА. В якості мови програмування в системі реалізований мову функціональних блокових диаграм Fnction Block Diagram (FBD), що надає користувачу механізм об'єктного візуального програмування. Система програмування реалізована у відповідності з вимогами стандарту Міжнародної Електротехнічної Комісії (МЕК) IEC 1131-3.

Редактор FBD-програм АЛЬФА має вбудований відладчик програм, систему логічного контролю стану програми, можливості документування програм, друку, подання програми у вигляді таблиці та ін.

Додаток 2. Вакуумна сушарка

Додаток 3. Конвективна сушильна камера