книги из ГПНТБ / Жуков Д.В. Основы теории и техника сушки теплоизоляционных изделий

При сушке изделий в формах поверхность испаре­ ния также больше геометрической поверхности, но толь­ ко с одной открытой стороны изделия, поэтому такой процесс имеет пониженную,интенсивность теплообмена.

7. Методика подбора режимов сушки

впроизводственных условиях

Взадачу освоения режима сушки изделий в произ­ водственных условиях входит подбор таких параметров

теплоносителя (температуры, относительной влажности и скорости движения), которые обеспечили бы наимень­ шие продолжительность сушки, расходы топлива и элек­ троэнергии при наилучшем качестве продукции. Решение этой общей задачи может быть разделено на три органи­ зационно-технических этапа:

1) установление наименьшей допустимой продолжи­ тельности сушки изделий при данной конструкции су­ шильной установки, причем решение этого этапа опреде­ ляет и производительность сушилки, так как емкость ее

является определенной;

2)обеспечение сушилки необходимым количеством тепла и теплоносителя в соответствии с выбранной про­ должительностью сушки и производительностью сушил­ ки, т. е. обеспечение необходимой мощности источников тепла (топок, калориферов) и мощности подающих цир­ куляционных и вытяжных вентиляторов, обслуживаю­ щих сушилку;

3)организация производственных опытов по подбору параметров оптимального режима сушки.

Остановимся на порядке проведения каждого из этих этапов.

Продолжительность сушки изделий обусловлена свойствами рабочей массы, ее гранулометрическим и хи­ мическим составами, усадкой, а при тепловой обработке минераловатных изделий —структурными характеристи­ ками минераловатного ковра. Подобранные выше режи­ мы сушки или тепловой обработки проведены с учетом этих свойств, поэтому в основу подбора (корректировки) режима сушки в производственных условиях должна быть положена установленная в опытах продолжитель­ ность сушки.

Как уже упоминалось, если продолжительность суш­ ки известна, то легко рассчитать и производительность

102

сушилки. В самом деле, пусть продолжительность сушки равна т ч, а емкость сушилки (число изделий, нахо­ дящихся в сушилке) составляет е шт., тогда производи­ тельность сушилки

т

Производительность камеры тепловой обработки мпиераловатных изделий на синтетических связующих G определяется соотношением

По подсчитанной таким образом производительности можно определить необходимое количество теплоносите­ ля, тепла и мощность вентиляторов (дымососов). Все эти расчеты в систематизированном виде приводятся в главе V «Расчет сушилок».

После приведения мощности отопительно-вентиляци­ онных средств сушилки или камеры в соответствие с на­ меченной производительностью можно приступать к про­ изводственному освоению режима сушки. Однако следу­ ет иметь в виду, что в зависимости от параметров наружного воздуха влажность теплоносителя в сушил­ ках резко изменяется. Чем ниже температура наружного воздуха, тем меньше влажность газов в рабочем прост­ ранстве сушилки и тем, следовательно, больше возмож­ ностей для растрескивания изделий. Поэтому для обес­ печения допустимой скорости сушки изделий в зимних условиях необходимо температуру теплоносителя в цент­ ральном нагревательном канале понижать на 10—20° против летних условий.

Известно, что продолжительность сушки в свою оче­ редь определяется скоростью сушки (скоростью убыли влаги из изделия в единицу времени). Следовательно, устанавливаемые параметры теплоносителя в сушилке должны обеспечивать определенную скорость сушки. Если продолжительность сушки должна составлять т ч, начальная (формовочная) влажность изделия te>i%, а влажность после сушки w2%, то средняя скорость суш­ ки изделий

103

Из формулы (63) видно, что скорость сушки, а значит и продолжительность ее зависят от начальной и конеч­ ной влажности изделия. Начальная влажность изделия W\ является его формовочной влажностью и определяет­ ся по формуле

W! (Oi—Со) юо%,

«о

где — вес влажной пробы (навески), которую берут в пределах 20—50 г; G0— вес этой пробы, высушенной до постоянного веса в сушильном шкафу при температуре 105—110° С.

Как уже указывалось выше, изделие должно высу­ шиваться до нормативной влажности.

После того как установлены начальная и конечная влажности изделий и известна продолжительность суш­ ки, можно подсчитать по формуле (64) среднюю скорость сушки, которая и является основным критерием для под­ бора параметров теплоносителя в сушилке. Однако па­ раметры теплоносителя в сушилке зависят от параметров теплоносителя в центральных каналах: температуры, давления — разрежения. Изменить режим сушки в от­ дельных туннелях практически невозможно, не изменяя параметров теплоносителя в центральных каналах. Изме­ нение же параметров в каналах повлечет изменение ус­ ловий сушки во всех туннелях блока, поэтому режим сушки рекомендуется устанавливать на весь блок в целом. Если же существующей мощности отопительно-вентиля­ ционных устройств не хватает для обеспечения принятой скорости сушки и производительности блока сушилок, то следует выключать из работы часть туннелей и подби­ рать режим на сокращенном числе туннелей в блоке.

Детальные наблюдения за процессом сушки изделий

ипараметрами теплоносителя удобнее всего проводить

вконтрольных туннелях (крайних в блоке) через наблю­

104

дательные окна, устроенные в стенах через каждые 5 м длины туннеля. Каждые 2—3 ч следует замерять пара­ метры теплоносителя, наблюдать за внешним видом из­ делий, усадкой и определять скорость сушки, взвешивая контрольные изделия. Влажность этих изделий в любой данный момент времени подсчитывают по формуле (4)

гд е G х — ве с и з д е л и я в д а н н о е в р е м я в г ; О 0 — вес а б с о л ю т н о с у ­ х о г о и з д е л и я , п о д с ч и т ы в а е м ы й и з с о о т н о ш е н и я

з д е с ь to , — в л а ж н о с т ь и з д е л и й п е р е д с у ш к о й .

Скорость сушки контрольного образца за данный от­ резок времени хх

При наблюдении за контрольными образцами необ­ ходимо, чтобы тх была бы равна или несколько превы­ шала т — среднюю скорость сушки, подсчитанную по формуле (66) или (67). При наличии замедленной ско­ рости сушки следует или повышать температуру тепло­ носителя в сушилках при сохранении его относительной влажности, или переходить к более жестким режимам сушки.

Одной из главных задач при установлении скорост­ ного режима сушки, как мы знаем, является подбор мак­ симально допустимой температуры и необходимой влаж­ ности теплоносителя в процессе сушки, обеспечивающих наиболее короткую продолжительность сушки при высо­ ком качестве продукции. Однако для чувствительных к сушке изделий во избежание брака продукции эти па­ раметры начинают подбирать осторожно, с более мягких режимов с пониженной начальной температурой и высо­ кой влажности (например, 25° С и 90%). После освоения мягких параметров сушки следует переходить или к ре­ жимам с более высокими температурой и влажностью

105

теплоносителя в сушилке, или к более жестким режимам путем повышения температуры или понижения, влажно­ сти теплоносителя. При сушке изделий с пониженной чувствительностью к сушке можно сразу же применять режимы с повышенными начальными параметрами.

Очень часто причиной неудовлетворительной работы туннельных сушилок являются низкая температура теп­ лоносителя на загрузке, т. е. низкая температура отра­ ботанных газов, недостаточная скорость движения теп­ лоносителя и наличие в связи с этим растянутой по дли­ не туннеля зоны пониженных температур при высокой влажности теплоносителя (зоны конденсации). Все это объясняется в основном недостаточным количеством по­ даваемого в туннели теплоносителя или несоблюдением темпа загрузки вагонеток в туннели.

Для обеспечения заданной продолжительности суш­ ки число загрузок вагонеток в сутки А должно быть оп­ ределенным и подсчитывается по формуле

гд е п — ч и с л о в а г о н е т о к в т у н н е л е .

Например, если продолжительность сушки составля­ ет 20 ч, а число вагонеток в туннеле 18, то

Для сохранения постоянного темпа загрузки целесо­ образно работу формовочного отделения организовать в три смены. При работе формовочного отделения в две смены следует обеспечивать задел вагонеток с изделия­ ми с таким расчетом, чтобы темп загрузки и в третью смену был постоянным.

Необходимыми условиями качественной и быстрой сушки и получения изделий хорошего качества в тун­ нельных сушилках являются также обеспечение наиболь­ шей скорости сушки с самого начала процесса и равно­ мерности сушки изделий, расположенных как на пери­ ферийных, таю и в центральных участках вагонетки, и допустимое ужесточение условий сушки по длине тун­ нелей. Для выполнения первого условия необходимо, чтобы изделия сразу же попадали под воздействие пол­ ного и непереувлажненного потока теплоносителя. При этом двери сушилок должны быть тщательно герметц-

№<3

зированы. Равномерность сушки изделий на различных участках вагонетки зависит от порядка укладки изделий, величины зазоров между вагонетками и стенками тун­ нелей и от скорости движения теплоносителя.

Укладывать изделия иа полки вагонетки следует с равномерными промежутками по ширине и по высоте. В ряде случаев целесообразно на верхние две полки из­ делия укладывать более плотно, чем иа нижнее. Вообще говоря, изделия по ширине вагонетки должны быть уло­ жены разреженно (30—40 мм одно от другого). Зазоры между вагонетками, стенками туннелей и потолком (от последнего ряда изделий) не должны превышать 40— 50 мм.

Скорость движения теплоносителя в туннелях огово­ рена в приведенных выше режимах сушки и во всех случаях не должна быть ниже 4 м/сек (по «живому» се­ чению туннеля). Практика показывает, что такая ско­ рость теплоносителя может быть получена при разре­ жении в середине центрального вытяжного канала 25— 30 мм вод. ст. и давлении в середине центрального нагнетательного канала 8—10 мм вод. ст.

Клапаны на соединительных нагнетательных и вы­ тяжных каналах, как правило, должны быть открыты полностью. В случае неравномерной подачи теплоно­ сителя по туннелям величину открытия этих клапанов следует отрегулировать таким образом, чтобы разреже­

т. е. должны быть созданы условия, исключающие выби­ вание теплоносителя из туннелей. Разрежение замеряют тягомером через отверстия в дверях сушилок, располо­ женные на уровне 1—1,5 м от пола цеха. Температуру н влажность теплоносителя на загрузке измеряют пси­ хрометром, установленным в середине тыльной части последней загруженной в туннель вагонетки; темпера­ туру в центральном нагнетательном канале — термомет­ ром или термопарой, установленной после выкидного патрубка нагнетательного вентилятора. Ход процесса сушки наблюдают через контрольные окна, взвешива­ нием контрольных образцов или периодическим (один раз за одну-две смены) контролем качества изделий на трех-четырех вагонетках, выкатываемых из туннелей со стороны загрузки. Если обнаруживают неравномерность сушки по поперечному сечению туннелей, то увеличива­

ют

iot сксфость движения теплоносителя путем изменения разрежений—давлений в центральных каналах. Если же на первых позициях обнаруживают конденсат или за­ медленную сушку, то также повышают скорость тепло­ носителя или понижают температуру в центральном на­ гнетательном канале.

При снижении темпа загрузки туннелей из-за вре­ менной нехватки сформованных изделий или из-за каких-либо остановок формовочного отделения следует снижать температуру теплоносителя в центральном ка­ нале пропорционально снижению темпа загрузки. Так, например, если число загрузок уменьшено в два раза, то и температуру теплоносителя следует снизить в два раза. Температуру снижают за счет уменьшения коли­ чества сжигаемого топлива в топках. Снижать и повы­ шать температуру регулировкой шибера для подсоса на­ ружного воздуха разрешается только при переходе на летние или зимние условия. При длительном снижении производительности формовочного отделения следует сокращать число работающих туннелей. В случаях от­ ключения ряда туннелей тяговый режим в центральных каналах изменится. Для установления необходимых дав­ лений или разрежений в каналах следует пользоваться шиберами, установленными на центральных нагнета­ тельном и вытяжном каналах.

Г Л А В А II_______________________

СУШКА И ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА МИНЕРАЛОВАТНЫХ ИЗДЕЛИЙ НА СИНТЕТИЧЕСКИХ СВЯЗУЮЩИХ

1. Свойства минераловатных изделий, техника их сушки и тепловой обработки

В отличие от большинства теплоизоляционных изде­ лий теплозащитные свойства минераловатных изделий формируются не за ■счет высокого водозатворения формовочной массы, а за счет незамкнутой пористости, образованной тонкими волокнами при их переплетении в камере волокнообразования. Влажность таких йзде-

108

лий зависит от способа ввода синтетического связующе­ го: при вводе связующего, например, методом распили­ вания она не превышает 8%, методом пролива — воз­ растает до 120%. Однако последний способ в отечественной и в зарубежной практике применяют редко.

Плиты

При производстве плитных изделий минераловатный ковер (слой), пропитанный синтетическим связующим и несколько увлажненный, подвергают тепловой обра­ ботке для его высушивания и отверждения связующего.

Благодаря высокой незамкнутой пористости изделий (92—98%), сушку, прогрев и поликонденсацию связую­ щего производят в конвейерных камерах путем прососа (продувки) через подпрессованный ковер горячих дымо­ вых газов. По выходе из камеры ковер разрезают на плиты. При продувке через слой материала теплоносите­ лю необходимо преодолеть гидравлическое сопротивление слоя. Как скорость нагрева слоя, так и его гидравличес­ кое сопротивление зависят от размеров слоя, его объем­ ного веса и влажности. Указанные характеристики плит­ ных минераловатных изделий приведены в табл. 13.

Коэффициент теплопроводности минераловатных плит при t = 25° С с увеличением объемного веса возра­ стает с 0,04 до 0,044 ккал/м-ч-град, а при £=125°С, на­ оборот, снижается с 0,066 до 0,06 ккал/м-ч-град (ГОСТ 9573—72). Степень поликонденсации связующего долж­ на быть не менее 90% общего его количества. Сле­ дует отметить, что в настоящее время в связи с воз-

109

Р и с . 60. К а м е р а т е п л о в о й о б р а б о т к и

/ — конвейер от камеры осаж дения; 2 — промежуточный конвейер;

д о л ь н о й резки*

можностью использования жестких плит как кровельно­ го утеплителя объемный вес их должен быть повышен до

200—250 кг/м3.

В Советском Союзе камеры для тепловой обработки минераловатных изделий разработаны институтом Гипростройиндустрия (шифр 6645-02М). Изготовлял их ижевский завод «Строммашина». Длина рабочей части камеры 14—18, ширина 2,1 и высота 2,5 м. В этих каме­ рах (рис. 60) ходовая часть выполнена в виде двух пла­ стинчатых конвейеров (верхнего и нижнего), между дви­ жущимися ветвями которых находится ковер в поджа­ том до определенной толщины состоянии. Для обеспече­ ния прососа теплоносителя через ковер пластины конвей­ ера перфорированы.

Следует указать на громоздкость конструкции узлов конвейеров и их частые поломки, дезорганизующие рабо­ ту завода. В типовых проектах камер обратные ветви конвейеров находятся внутри рабочего пространства ка­ меры, что исключает возможность установки внутри ка­ мер перегородок и обусловливает неизбежность выпол­ нения камеры в виде однозонного теплового агрегата.

Горячий теплоноситель в камеру вводят сосредото­ ченно через отверстие в стенке камеры на сторону дав­ ления (по верху или по низу конвейера), а отработан­ ный теплоноситель отводят из камеры также сосредото­ ченно через отверстие в стенке камеры на сто­ роне разрежения. Сосредоточенный подвод тепло­

ские напряжения в потоке газов и резко неравно­ мерное воздействие газов на объем камеры и минерало­ ватный ковер. В связи с этим создаются большая нерав­

но