Елементи теплового і циркуляційного обладнання сушарок

1. Елементи теплового і циркуляційного обладнання сушарок

Теплове обладнання (калорифери, конденсатовідводчики, парові і конденсаційні магістралі, топкові
пристрої газових сушарок). Циркуляційне обладнання (вентилятори і їхні характеристики, вентиляторні та
ежекторні пристрої). Системи циркуляції в сушарках..

2.

В кожній сушарці можна виділити 4
основні
групи
обладнання:
огородження,
транспортні пристрої, теплове та циркуляційне
обладнання.
Огородженнями називаються пристрої, що
відокремлюють
сушильний
простір
від
оточуючого середовища. Вони споруджуються із
звичайних
будівельних
матеріалів
або
формуються із металевих щитів заповнених
теплоізоляційним матеріалом.
Транспортні пристрої – це машини і механізми,
що призначені для формування шару висушуваного
матеріалу або штабеля, завантаження його в
сушарку,
розвантаження
з
неї
та
транспортування.
2

3.

Теплове обладнання призначено забезпечувати
теплопостачання сушарки. Сюди відносяться
калорифери,
теплообмінники,
конденсатовідводчики, паропроводи, топки.
Циркуляційне обладнання
призначено для
створення організованої циркуляції сушильного
агента: вентилятори, вентиляторні та ежекторні
пристрої.
В сушарках теплове і циркуляційне обладнання
монтується із стандартних елементів. Огородження
і транспортне обладнання є специфічним для
кожного типа сушарки.

4.

Теплове обладнання
Калориферами
називаються
теплообмінні апарати, які передають
теплоту від теплоносія до сушильного
агента.
Теплоносієм
може
бути
насичена водяна пара, гаряча вода,
топкові гази і деякі органічні рідини з
високою температурою кипіння. В
сучасних
промислових
сушарках
переважно використовують
.
водяні калорифери, теплоносієм в яких є гаряча вода; іноді –
електричні, в яких електрична енергія перетворюється на теплову, а
теплоносієм є провідники з високим омічним опором. Раніше більш
популярними були парові калорифери, теплоносієм в яких
використовувалась насичена водяна пара.
Водяний і паровий калорифери складаються із замкненої системи
металевих паро- або водопроводів. Зовні цю систему омиває
циркулюючий сушильний агент, а всередині – гаряча вода
температурою 90ºС або насичена водяна пара під тиском 0,6 МПа. У
випадку парового калорифера вся пара повинна сконденсуватися, щоб
віддати свою приховану теплоту пароутворення.

5.

В сушарках використовують калорифери, що
збирають
із
стандартних
труб
або
пластинчасті
калорифери
заводського
виконання.
Для монтажу збірних калориферів зараз
використовують
біметалеві
труби
з
алюмінієвим накатним оребренням (мідьалюміній,
нержавіюча
сталь-алюміній).
Вони стійкі до корозії від агресивного
середовища сушарки, мають добре розвинену
поверхню
нагрівання.
Коефіцієнт
теплопередачі їх майже у 2 рази вищий за
пластинчасті калорифери, а термін служби –
не менше 6 років.
Раніше використовували чавунні оребрені труби
із фланцевими з’єднаннями, довжиною 1;1,5;
и 2 м з поверхнею нагрівання відповідно 2;3;4
м². Іноді калорифери монтують із гладких
сталевих паро- водопровідних труб.
5

6.

Схема монтажу калорифера визначається
конструкцією сушарки. Проте у всіх
випадках труби збирають в секції, які мають
самостійне
живлення
теплоносієм.
Всередині
секції
труби
з’єднуються
послідовно
(забезпечує
рівномірне
нагрівання сушильного агента за довжиною
калорифера),
паралельно
(більш
компактний
монтаж)
або
послідовнопаралельно.
Труби калорифера і паропроводів прокладають
з нахилом 0,005…0,01, а конденсатні труби
– 0,01 в напрямку руху пари або конденсату.
Недолік збірних калориферів із чавунних
ребристих труб – велика
кількість
фланцевих з’єднань, герметичність яких з
часом порушується.

7.

В
парових
пластинчастих
калориферах пара подається у
верхню розподільчу коробку і
трубки, нагріваючи останні та
насаджені на них пластини,
конденсат збирається в нижній
розподільчій коробці. Пластинчасті калорифери поділяються
на водяні ВНВ, парові ВНП, за
числом трубок – на одно-, дво_
три- та чотирьохрядні. Розмір
калорифера характеризується
його номером.
Переваги
пластинчастих
калориферів – компактність за
великої
поверхні нагрівання,
більша
інтенсивність
тепловіддачі. Недоліки - швидко
засмічуються порохом, також
великий опір руху сушильного
агента.

8.

Конденсатовідводчики
Їх призначення – пропускати весь
утворений
в
калорифері
конденсат
не
пропускаючи
пари. Встановлюють їх за
калориферами
на
кожну
самостійно працюючу секцію,
ретельно витримуючи певні
правила
,
а
саме
на
горизонтальній ділянці нижче
рівня калорифера.
Несправний або невірно встановлений конденсатовідводчик є
причиною перевитрати пари та погіршує економічні показники
сушарки. Вони бувають : гідро-, термостатичні та термодинамічні. В
сушарках використовують термодинамічні. Простішим конденсатовідводчиком може бути трохи відкритий вентиль.

9.

Зволожувальні труби
Для
підвищення
ступеня
насиченості сушильного агента в
сушарках
прокладають
зволожувальні труби, крізь які
в
певний
період
процесу
подають
насичену
водяну
пару.
Їх
монтують
з
водогазопровідних
труб
діаметром 50…65 мм, у стінках
роблять отвори діаметром 5 мм
із кроком 300 мм. Подання пари
регулюють вентилем.
В
камерах
з
водяним
теплопостачанням зволоження
сушильного агента відбувається
за рахунок розбризкування
води через форсунки, які
монтують
на
аналогічній
зволожувальній трубі.

10.

Водо-,
паропроводи
конденсатопроводи.
Їх
та
виготовляють
з
водогазопровідних труб,
а магістральні
- з
електрозварних
сталевих труб. За умови
тиску
в
паровій
магістралі більш ніж 1,2
МПа – з паропровідних
труб. Труби діаметром
до 70 мм поєднують за
допомогою
муфт,
відводів,
трійників;
більше
70
мм
–
фланцями
або
зварюють.

11. Топки

Топкові гази , які використовують
як агент сушіння, отримують в
результаті
спалювання
деревних відходів, природного
газу або мазуту в спеціальних
пристроях – топках. Основна
вимога до топок – отримання
в них чистого, бездимного
топкового
газу.
Не
допускається вміст в газі
неспалених частинок палива,
оскільки
це
забруднює
поверхню деревини і сприяє її
загорянню.
11

12.

Циркуляційне обладнання
Вентиляторами називають машини, що переміщують великі маси
повітря або газу за тиску близького до атмосферного.
В сушарках вентилятори застосовують для створення циркуляції
агента сушіння всередині сушильного простору і по матеріалу. Вони
поділяються на центрові (радіальні) та осьові.
12

13.

Центрові
вентилятори
(ГОСТ
5976-73)
переміщують повітря за рахунок відцентрового
ефекту. Такий вентилятор складається із
завиткоподібного кожуха, всередині якого
обертається ротор з радіальними лопатками.
При
обертанні
ротора
вентилятор
надає
повітряному потоку надлишкового тиску. Різниця
між тиском повітряного потоку до і після
вентилятора
називається
тиском
вентилятора (Па).
Промисловістю виготовляються вентилятора низького (до 1000Па), середнього
(1000…3000 Па) та високого (3000…12000 Па)тиску. Вони мають різну
конструкцію і розміри. Вентилятори однієї конструкції, геометрично подібні, але
різних розмірів утворюють серію (ВЦ 4 70). Розміри вентилятора визначаються
його номером, що дорівнює діаметру ротора в дециметрах ( № 6,3 має діаметр
630 мм).
В лісосушарках використовуються вентилятори низького та середнього тиску;
в сушарках для шпона і подрібненої деревини газоповітряна суміш з високою
температурою (більше 200ºС) переміщується спеціальними відцентровими
вентиляторами типа Д і ДН, що називаються димососами.
13

14.

Осьові вентилятори
(ГОСТ11442-74) працюють за
принципом повітряного гвинта. Вентилятор складається з
ротора, що обертається в кожусі, який має вигляд
циліндричного патрубка. Ротор складається з лопатей
певного профілю, насаджених на ступицю під кутом до
площини його обертання. Повітря переміщується в
напрямку осі обертання ротора. Як і відцентрові, осьові
вентилятори розрізняються за типами, серіями і
номерами можуть бути правого та лівого обертання.
Найбільш розповсюджені вентилятори типа МЦ ( 4 лопаті,
тиск 400 Па); типа У: 6 (У-6) лопатей, 12 (У-12) лопатей з
тиском до 800 Па; типа В (16 лопатей, тиск 1500 Па).
Вони мають несиметричний профіль лопатей і працюють нормально тільки
тоді, коли лопаті підхоплюють повітря увігнутою стороною (у вентиляторі У –
плоскою стороною). При зворотному напрямку обертання різко знижується
продуктивність вентиляторів та ККД.
В сушарках вимагається змінювати напрямок потоку циркуляції – реверсувати
повітряний потік, це можна зробити шляхом повороту половини лопатей (через
одну) на 180°
14

15.

Вентиляторним пристроєм називається осьовий або відцентровий
вентилятор із приводом та системою підключених до нього
повітропроводів, форма і розміри яких визначається конструкцією
сушарки. Повітропроводи можуть бути різних перетинів. Їхню роль
виконують канали, сформовані елементами огородження сушарок,
екранами та висушуваним матеріалом.
Працюючий вентилятор передає повітряному потоку певну кількість енергії.
Різниця кількості енергії у потоці, що рухається, і не рушійному потоці,
віднесена до одиниці його об’єму, називається повним тиском
повітряного потоку Рп (Па).
Повний тиск дорівнює сумі статичного hст ( пов’язаний із місцевими Δh
опорами , виникаючими в результаті
тертя повітря об стінки
повітропроводів, завихрень на поворотах тощо) і динамічного hд
(величина залежить від швидкості руху повітря та його густини) тисків.
Вентилятор в вентиляторному пристрої повинен створювати тиск,
необхідний для подолання опору повітропроводів і забезпечувати
необхідну кількість повітря або газу. Об’єм повітря або газу, що
переміщується
вентилятором
в
одиницю
часу
називається
продуктивністю вентилятора Vв (м³/с).
15

16.

Ежекторні пристрої ще є в
сушарках ежекційних. Являють
собою короби, в які вставлені
труби меншого діаметра із
конічними насадками, з яких із
достатньо великою швидкістю
викидається струмінь повітря.
За такого різкого збільшення
швидкості
виникає
підсмоктування
оточуючого
повітря.
Перевагою
таких
сушарок
є
те,
що
крізь
вентилятор проходить тільки 2030% загально циркулюючого в
сушарці
повітря.
Однак
ежекторні
пристрої
мають
низький
ККД,
порівняно
з
вентиляторними пристроями і
підвищені
витрати
електроенергії.
16

17.

Корисна потужність вентилятора дорівнює добутку його тиску на
продуктивність Nв = Vв Р . Споживана потужність вентилятора завжди
більша за корисну на величину аеродинамічних втрат у самому вентиляторі.
Nв = Vв Р ηв ηп
Відношення корисної потужності до споживаної називається коефіцієнтом
корисної дії вентилятора ηв; ηп - ККД передачі , залежить від характеру
приводу.
Електродвигуни.
Для
приводу
вентиляторних
пристроїв
використовують
асинхронні
електродвигуни трифазного струменя 50
Гц єдиної серії із короткозамкненим
ротором. В сушарках важкі умови
експлуатації,
тому
доцільно
застосовувати двигуни в тропічному
виконанні, які захищені від порохнів,
вологи та агресивного середовища.
Якщо таких двигунів немає, слід
організувати зовнішній обдув двигуна
для його охолодження або подовжити
вал вентилятора і винести двигун за
межі сушарки.
17