книги из ГПНТБ / Лащивер Ф.М. Рациональное использование энергоресурсов в строительстве

Основным элементом переоборудованных камер явля­ ется индуктор, витки которого (изолированные или голые провода А-95) уложены на изоляторах по периметру всей камеры и подключены к сети 380 в.

Ввиду низкого коэффициента мощности индуктора (cos ср без компенсации равен 0,33—0,4) схемой предусматривает­ ся подключение установки статических конденсаторов на каждую камеру—100 квар. Это дает возможность при за­ грузке камеры пиломатериалами в количестве 14 м3 дос­ тичь коэффициента мощности в пределах директивного — 0,94.

Принцип сушки основан на возникновении в металличе­ ских ферромагнитных решетках, укладываемых между слоя­ ми древесины, вихревых токов и перемагничивания при пере­ сечении решеток переменным магнитным полем, создавае­ мым индуктором.

Эти токи вызывают нагрев металлических решеток до температуры 90—95°, которые отдают тепло пиломатериалу и окружающему воздуху, нагревающемуся до температуры 80—85°, благодаря чему происходит интенсивное выпари­ вание влаги из древесины.

Автоматизация работы подобных камер является обяза­ тельным условием их эксплуатации не только с точки зрения соблюдения технологических требований качества сушки, но и во избежание самовозгорания древесины. Как и при па­ ровой сушке, специальными вентиляторами должна быть предусмотрена в камере необходимая циркуляция воздуха для обеспечения качества и ускорения сушки. Трехлетний опыт эксплуатации индукционных камер на токах промыш­ ленной частоты в Самарканде и Ангрене выявил следующие технико-экономические показатели.

Удельный расход электроэнергии на сушку 1 м3 пилолеса при первоначальной влажности древесины 60—70% и конечной влажности 12—14% (замеры выполнены элект­

В то же время в 1969 г. на Ферганском деревообрабаты­ вающем заводе № 4 себестоимость паровой сушки составила 6,5 руб., а на Алмалыкском ДОЗе № 1—7,84 руб. Следует иметь в виду, что в г. Самарканде до внедрения индукцион­ ного способа себестоимость сушки при работе котельной на

120

газе была равна 2,55 руб/м3 при длительности сушки около 4—5 суток.

Наиболее целесообразный способ сушки древесины дол­ жен выбираться с учетом местных условий с определением наиболее рационального энергоносителя в зависимости от технико-экономической эффективности различных способов сушки и капитальных затрат и эксплуатационных расходов.

Так, на предприятиях с высокой себестоимостью электро­ энергии и низкой себестоимостью пара способ паровой или газовой сушки может оказаться более выгодным, чем элект­ рическая сушка.

Стремление к интенсификации процесса сушки древеси­ ны, экономному расходованию энергоресурсов и улучшению качества древесины привело также к внедрению газовых лесосушильных камер. С 1965 г. на ДОЗе № 1 в Алмалыке и ДОЗе № 2 в Ташкенте находятся в работе 6 сушильных камер. Они являются прототипом действующих камер ЦНИИМОД —• Гипродрев-53, но только с индивидуальными газовыми топками.

Поясним принцип действия камер и технологию сушки древесины в них.

Для переоборудования сушильных камер выбраны две смежные камеры, в каждую из которых загружается по 4 штабеля пиломатериалов. Сушильным агентом является смесь продуктов сгорания газа (топочных газов) с отрабо­ танным газообразным веществом (агентом), отбираемым из сушильной камеры.

Сушильная камера (рис. 24) состоит из подтопка 1 с дву­ мя горелками эжекционного действия (основной и допол­ нительной), двух каналов подтопка 2, двух осевых высоко­ напорных вентиляторов 3, двух нагнетательных сопловых каналов внутри камеры 4, эжектирующих сопел 5, загру­ зочных дверей 6, вытяжной трубы 7 и всасывающего венти­ лятора 8.

Принцип действия камеры заключается в следующем. Раскаленные топочные газы, получаемые в результате сжигания природного газа в подтопке /, в смеси с отработан­ ными газами засасываются через подводящий канал 2 к

высоконапорному вентилятору 3.

Перед вентилятором к газам вторично добавляется от­ работанный сушильный агент, и эта смесь указанным вен­ тилятором нагнетается в распределительный канал 4У откуда через сопла 5 эта смесь попадает в верхнюю часть

121

сушильной камеры. Здесь методом эжекции вторично добав­ ляется отработанный сушильный агент, в результате полу­ чается рабочая смесь, поступающая в штабель пиломатериа­ лов для выпаривания из них влаги и сушки. Сообразно с толщиной досок устанавливаются три режима сушки дре­

Режимы делятся на четыре этапа по времени сушки, про­ текающие соответственно через 6, 10 и 15 час. друг за другом с постепенным подъемом температуры.

Очень важно, чтобы длительность перехода от одного этапа к другому не превышала 1 часа для тонкого материа­ ла и около 2 час. для толстого. Общая длительность процес­ са сушки в часах примерно соответствует толщине досок (в мм). Так, например, доски толщиной 25 мм должны про­ сыхать за 25 час, а толщиной 50 мм — за 50—60 час.

Режим ускоренной сушки достигается повышением тем­ пературы на 10—13° С, что позволяет сокращать сроки сушки в 1,5—2 раза. Так, для пиломатериалов толщиной 16—35 мм применяют 110° С (вместо 100° С), а для пило­ материалов 40—60 мм — 105° С (вместо 92° С).

Для улучшения качества сушки предусматривается час­ тичное увлажнение сушильного агента в камере путем подачи через специальные увлажнительные трубы пара в камеру.

Схематически распределение температур в системе га­ зовой сушки складывается следующим образом.

Внижней камере топки, в которой происходит сжигание газа и которая перекрыта решетчатым кирпичным сводом, температура в топке около 1200° С.

Вверхней камере, в которой происходит смешивание про­ дуктов сгорания с отработанным сушильным агентом, от­ сасываемым из сушильной камеры, температура смеси со­ ставляет 600° С.

Для отвода продуктов сгорания в период растопки и под­ сасывания наружного воздуха, необходимого для сушки, верхняя камера оборудуется дымовой трубой. При этом на­ ружный воздух подсасывается за счет разрежения, созда­ ваемого циркуляционным осевым вентилятором.

Врезультате смешивания с наружным воздухом темпе­

123

Всасывающий канал вентилятора сообщается с сушиль­ ной камерой отверстием, через которое отсасывается отра­ ботанный сушильный агент из камеры.

Образовавшаяся смесь с температурой 120—150° С на­ гнетается циркуляционным вентилятором в специальный распределительный канал треугольного сечения и посту­ пает в сушильную камеру через 32 конические насадки с вы­

в постепенно сужающееся продольное пространство, образу­ емое металлическим подвесным экраном и потолком камеры.

В этих условиях за счет эжекции происходит окончатель­ ное смешивание сушильного агента с отработавшей смесью, в результате образуется агент, необходимый для сушки древесины в камере.

Каждая сушильная камера оснащается специальным вен­ тилятором, предназначенным для интенсивного проветри­ вания камеры при необходимости ремонта.

Режим сушки регулируется величиной психрометриче­ ской разности сушильного агента в камере за счет повыше­ ния или снижения его температуры, путем изменения вели­ чины открытия кранов перед горелками.

Сущность регулирования заключается в сохранении по­ стоянной температуры мокрого термометра-психрометра для

сушильного агента в камерах контролируются психромет­ рами дистанционного действия (конструкции ЦНИИМОД), расположенными на центральном пульте.

Измерение температуры в топке производится термо­ электрическими пирометрами. Подача газа к горелкам ре­ гулируется вручную с помощью газовых кранов. Регулиро­

щей площадки.

Другим дроссель-клапаном, установленным на вытяж­ ном канале, регулируется количество отработавшего су­ шильного агента, выбрасываемого в атмосферу.Эксплуатация газовых лесосушильных камер в течение трех лет показала высокую экономичность их. Так, удельный расход природ-

124

экономное расходование природного газа при работе по­ добных сушильных камер.

Падение температуры в камере ниже установленной ве­ личины может происходить из-за большого произвольного подсасывания воздуха в подтопок или в сушильную камеру, или из-за значительного избытка воздуха в горелках.

Следствием этого явится замедление процесса сушки и перерасход природного газа относительно оптимальной нормы.

Рациональное ведение процесса сушки во многом зави­ сит от состояния и технического уровня контроля качества и соблюдения режима по времени и температуре в строгой зависимости от влагосодержания древесины.

Окончание сушки должно устанавливаться по величине усадки штабеля, показанию дистанционного влагомера и весу контрольных отрезков лесоматериала, закладываемых в штабеля по две штуки на камеру.

Неблагоприятным условием для сокращения теплопотерь является необходимость содержать по условиям безопас­ ности открытыми ворота бездействующих камер, а также сложность и громоздкость обслуживания оборудования камер.

Следует иметь в виду, что до настоящего времени нет четко отработанных технологических карт оптимальных ре­ жимов сушки, а это могло бы явиться дополнительным ре­ зервом для экономии энергоресурсов, улучшения качества и сокращения сроков сушки древесины.

4. Значение контроля качества и ликвидации брака

Экономному расходованию электроэнергии при обра­ ботке древесины в немалой степени может способствовать активный контроль технологического процесса, предупреж­

125

орган строгального станка. Выходящая из станка деталь / контролируется датчиком 2, который через усилитель 3 воздействует на электрическую цепь исполнительного ме­ ханизма 4, осуществляющего подналадку ножевого вала 5 . При превышении заданной с учетом допуска толщины кон­ тролируемой детали измерительный стержень датчика под­ нимается и замыкает верхний контакт. При этом приводится в действие исполнительный механизм, который несколько

^ТУ7777777777777777777777777777777777777Т,.

Рис. 25. Автоматическое устройство для активного контроля толщины

обрабатываемых деталей:

/ — контролируемая деталь; 2 — датчик размеров; 3 — усилитель; 4 — ис­ полнительный механизм; ,5 — ножевой вал; 6 — обрабатываемая деталь . 7 — сортировочное приспособление; 8 — сбрасыватель отбракованных деталей]

опустит ножевой вал, вследствие чего толщина детали умень­ шится.

Если толщина детали окажется менее заданной, то дат­ чик размеров замкнет нижний контакт и исполнительный ме­ ханизм поднимет ножевой вал, тем самым увеличивая толщи­ ну детали. Если окажется, что толщина контролируемой де­ тали находится в пределах заданной величины, то контакты останутся незамкнутыми, а подналадчик — не включенным.

Дополнением к этому устройству является сортировоч­ ное приспособление 7 со сбрасывателем 8, служащими для удаления из потока бракованных деталей. Специальные лампы на пульте сигнализируют о качестве обработки: красные — о бракованных деталях, а зеленые — о нормаль­ ных деталях. Так, для контроля точности обработки брус­ ковых деталей, выходящих из строгального станка, можно воспользоваться автоматическим устройством АКУ-Э2 (конструкции УкрНИИМОД).

126

Устройство (рис. 26) рассчитано на подключение к сети» напряжением 380 или 220 в. Питание различных цепей авто­ матического устройства напряжением 120, 6, 3 б и 3 в осу­ ществляется с помощью специального трансформатора (Тр).

Электроконтактные датчики (Дг и Д2 ) непрерывно изме­ ряют толщину и ширину обработанных деталей.

В зависимости от отклонения размеров бруска от задан­ ных будет перемещаться измерительный стержень датчика.

усилителе, состоящем из электронных ламп Лх — Л 5 (тип 6С5), а затем уже усиленные они подаются на соответствую­ щие реле Pi—Pt (МКУ-48) и Ре и Р7 (РПТ-220), воздей­ ствующие непосредственно на исполнительные механизмы: на электродвигатель механизма подачи и клеймующий электромагнит.

В комплект устройства входят также сигнальные лампы ЛСг—ЛСь (табло).

Если размеры выходящих из станка деталей находятся в пределах допуска, то есть станок работает нормально, на

127

сигнальном табло горит лампа зеленого цвета. При откло­ нении размеров деталей от допускаемых загораются крас­ ные лампы, сигнализирующие о появлении брака либо по ширине (левые лампы), либо по толщине — правые лампы. При этом нижние лампы указывают на минусовые отклоне­ ния размеров, а верхние лампы — на плюсовые.

Электромагнит ЭМ выполняет роль браковщика, ставя­ щего штамп на бракованную деталь, выталкиваемую из общего потока.

В случае, если в потоке обрабатываемых деталей подряд идут несколько бракованных деталей и сигнал, подаваемый

отключит электродвигатель механизма подачи от сети и об­ работка деталей прекратится.

Непрерывный контроль заготовок с повышенной влаж­ ностью, обработка которых также связана с перерасходом электроэнергии, осуществляется автоматическим контроле­ ром АКВ-1М при движущихся заготовках.

Действие контролера основано на различной величине поглощения электромагнитной энергии древесиной в за­ висимости от ее влажности. При этом поглощение энергии будет тем больше, чем выше влажность изделия. При прохождении заготовки с повышенной против нормы влажностью исполнительный механизм сбрасывает ее с кон­ вейера.

Поскольку в себестоимости заготовок стоимость самой древесины составляет 75—80%, то затраты на автомати­ ческий контроль качества обработки являются экономически оправданными, так как при этом обеспечивается рацио­ нальное использование древесины, получение минималь­ ного количества брака и отходов в стружку, наиболее вы­ сокий полезный выход заготовок и повышается эффектив­ ность использования энергоресурсов. Следует заметить, что по установившейся долголетней практике расход энерго­ ресурсов на производство брака относится на основную про­ дукцию, тем самым увеличивая фактические удельные рас­ ходы топлива, теплоэнергии и электроэнергии.

Очевидно, контроль толщины и влажности обра­ батываемых деталей имеет большое значение для повышения качества продукции и обусловливает экономный расход и снижение удельных норм электрической и тепловой энер­ гии, снижает себестоимость продукции.

128

Г Л А В А VI

ЭКОНОМИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА СТРОЙПЛОЩАДКАХ

1, Определение нагрузок

Важным условием рационального использования электроэнергии в строительстве является экономическое обоснование принятых решений электроснабжения и элект­ рооборудования строительства.

Уже на стадии проектирования при разработке проектов производства работ подробно и обоснованно должны быть проработаны вопросы электроснабжения строительства. Именно в проектах электроснабжения строительства долж­ ны быть заложены рациональное оборудование, оптималь­ ная мощность силовых трансформаторов и электродвигате­ лей, кратчайшие сети и экономичное сечение проводов.

Эти условия одновременно предусматривают выполне­ ние основных требований, предъявляемых к электроснаб­ жению строительства:

а) устойчивость, надежность и бесперебойность электро­ снабжения и качественная энергия;

б) гибкость и простота схемы, удобство ее обслужи­ вания;

в) обеспечение требований категорийности потребителей; г) возможность покрыть максимальную суточную

нагрузку; д) минимальный расход цветных металлов и минималь­

ные потери электроэнергии; е) наименьшие капитальные затраты и эксплуатацион­

ные расходы, и наименьшее количество обслуживающего персонала;

ж) соответствие проектируемой установки действующим Правилам устройства электроустановок, технической экс­ плуатации и техники безопасности, а также фактической нагрузке.

В настоящее время расчет нагрузок потребителей при двухстадийном проектировании (первая стадия — проект­ ное задание, вторая — рабочие чертежи) принято произ­ водить методом коэффициента использования. Считается, что этот метод, хотя и более громоздкий, но дает более точные результаты расчета по сравнению с методом коэффициента спроса. Однако для строительных площадок коэффициенты использования и максимума для большинства токоприем-