Выбор сушильного оборудования зависит от объемов выпуска предприятия. На заводах производственной мощностью от 25 тыс. м3 досок в год наиболее эффективно использовать туннельные сушильные камеры.
Туннельные – это сушильные камеры непрерывного действия. Однако на сегодняшний день туннельными иногда называют камеры, длина или глубина которых намного больше, чем ширина. При этом камера с такими пропорциями может быть как периодического, так и непрерывного действия, хотя последние, как правило, имеют большие размеры и производительность. Кроме того, камеры периодического и непрерывного действия существенно отличаются друг от друга не только принципом действия, но и назначением.
Камеры непрерывного действия в отличие от обычных камер периодического действия, которые в редких случаях называют тупиковыми, имеют не одни, а двое ворот – загрузочные и разгрузочные. Благодаря такой конструкции камеры хорошо встраиваются в технологическую цепочку. Кроме того, их использование не предполагает образования на производстве встречных потоков сырых и высушенных пиломатериалов.
Еще одно отличие камеры непрерывного действия – характер транспортировки штабелей: они перемещаются лишь в одном направлении – от загрузочных ворот к разгрузочным. Кроме того, в туннельных камерах применяются иные принципы регулирования режима сушки. Если в камерах периодического действия параметры сушильного агента изменяются во времени в зависимости от текущей влажности древесины, то в камерах непрерывного действия его состояние изменяется по длине камеры, оставаясь практически неизменным в каждой ее зоне.
Сравнительно простыми по устройству являются классические противоточные камеры непрерывного действия. Такое название они получили благодаря тому, что сушильный агент в них движется навстречу движению штабелей высушиваемых пиломатериалов. Камера представляет собой длинный туннель, внутреннее пространство которого разделено горизонтальным экраном на две части: сушильное пространство и циркуляционный канал. Большую часть внутреннего объема камеры занимает сушильное пространство, в котором размещаются штабели пиломатериалов. В циркуляционном канале находятся осевые вентиляторы и калориферы. На перекрытии камеры перед циркуляционными вентиляторами и за ними монтируются приточные и вытяжные каналы. При таком размещении каналов воздухообмен камеры с окружающей средой происходит за счет разряжения в воздушном потоке перед вентиляторами и повышения давления воздуха после них.
Вместе с удаляемым через вытяжные каналы «отработанным» воздухом из камеры в атмосферу выводится испаренная из древесины влага. Одновременно через приточные каналы в камеру поступает такое же по массе количество свежего воздуха. Нагнетаемый вентиляторами воздух нагревается до заданной температуры в калориферах, продвигаясь по циркуляционному каналу, попадает в разгрузочный конец камеры. Далее он последовательно проходит через все загруженные в камеру штабели. В современных противоточных камерах непрерывного действия используется фронтальная загрузка штабелей, при которой штабели размещаются перпендикулярно по отношению к продольной оси камеры.
По ходу движения воздух, поглощая испаряющуюся из древесины влагу, постепенно увлажняется и охлаждается. Подходя к загрузочному концу камеры и далее к вентиляторам, он приобретает заданные режимом сушки температуру и относительную влажность. Если в камерах периодического действия температура прошедшего через штабели воздуха снижается лишь на несколько градусов, то в камерах непрерывного действия это снижение достигает 20–30 °С. При этом происходит соответствующее повышение относительной влажности воздуха при практически неизменной температуре смоченного термометра во всех зонах камеры.
Такие условия в загрузочном конце камеры непрерывного действия примерно соответствуют параметрам первой ступени режима сушки. В результате каждый загружаемый в камеру штабель сырых пиломатериалов сначала попадает в среду с повышенной влажностью и невысокой температурой. Благодаря этому сушильные напряжения в поверхностных зонах пиломатериалов не достигают чрезмерного уровня и поверхностные трещины не образуются. По ходу процесса сушки штабели периодически перемещаются на новые места в направлении к разгрузочным воротам, попадая в среду с более низкой относительной влажностью и высокой температурой. При загрузке очередного штабеля загрузочные и разгрузочные ворота камеры открываются одновременно, производится загрузка штабеля с сырыми пиломатериалами и выгрузка штабеля с сухими пиломатериалами. Частота перегрузки камеры определяется скоростью сушки пиломатериалов, которая зависит от их породы и толщины.
Режимы сушки пиломатериалов в противоточных камерах непрерывного действия регламентируют параметры сушильного агента на их загрузочных и разгрузочных концах. Как правило, каждая камера настраивается на сушку материала одного типа. Заданная режимом температура сушильного агента на разгрузочном конце камеры поддерживается за счет регулирования подачи в калориферы теплоносителя, в качестве которого используется горячая вода или пар. Изменение относительной влажности воздуха в этой зоне осуществляется путем синхронного поворота заслонок в приточных и вытяжных каналах, через которые осуществляется воздухообмен с окружающей средой.
Состояние воздуха в загрузочном конце камеры существенно зависит от количества циркулирующего в ней воздуха. Чем меньше воздуха проходит через загруженные в камеру штабели, тем влажнее он становится. При недостаточно интенсивной циркуляции воздуха в камере он может достигать состояния насыщения, не доходя до ее загрузочного конца. В этом случае в камере возникает примыкающая к загрузочным воротам зона с относительной влажностью воздуха, близкой к 100%, из-за чего находящаяся там древесина практически перестает сохнуть. С другой стороны, если количество проходящего через штабели воздуха слишком велико, то он, достигая загрузочной зоны камеры, не будет в должной мере насыщаться влагой. Это приведет к чрезмерному росту сушильных напряжений и появлению поверхностных трещин.
Для регулирования количества циркулирующего в камерах воздуха могут использоваться поворотные щиты, которые устанавливаются в циркуляционном канале перед вентиляторами. При изменении наклона щита меняется проходное сечение и, как следствие, аэродинамическое сопротивление данного участка. Количество циркулирующего воздуха можно менять ступенчато, путем переключения обмоток вращающих вентиляторы двух- или трехскоростных электродвигателей, или плавно, если их питание осуществлять от частотных преобразователей.
По сравнению с камерами периодического действия противоточные камеры непрерывного действия более экономичны. Это связано с тем, что в процессе сушки через их вытяжные каналы в атмосферу удаляется в среднем более влажный воздух. Такие камеры быстро перегружаются и, следовательно, меньше остывают. Продолжительность сушильного цикла в них заметно меньше. Дополнительно снизить энергозатраты примерно на 25% и более на сушку можно за счет использования систем рекуперации тепла, которые наиболее эффективны при их установке именно в камерах непрерывного действия.
В то же время противоточные камеры непрерывного действия имеют ряд особенностей, которые ограничивают их применение. В одной камере без перенастройки, а следовательно, и потерь времени можно сушить только однотипный материал. Для бесперебойной работы камер нужен постоянный запас сформированных из сырых пиломатериалов штабелей. Из-за невозможности проведения полноценной влаготеплообработки в этих камерах трудно обеспечить качественную сушку до эксплуатационной влажности пиломатериалов твердых лиственных пород. В таких камерах сложно контролировать текущую и конечную влажность пиломатериалов. Использовать проводные системы дистанционного измерения влажности древесины не представляется возможным, поскольку штабели пиломатериалов перемещаются в камере. Использование беспроводных систем передачи данных очень дорого и достаточно трудоемко. Закладывать в каждый штабель контрольный образец также сложно, дорого и, к сожалению, малоинформативно.
В настоящее время на российском рынке представлены камеры непрерывного действия лишь зарубежных производителей. Компания Valutec (Финляндия) изготавливает все разновидности камер непрерывного действия. Для экономичной сушки тонких хвойных пиломатериалов она предлагает использовать противоточные однозонные камеры последнего поколения, позволяющие в течение года высушивать до конечной влажности 15–18% со стандартным качеством 25–35 тыс. м3 древесины. При необходимости камеры могут быть оборудованы системами рекуперации тепла, которые наиболее эффективны именно в камерах непрерывного действия. От классических эта камера отличается конструктивным оформлением благодаря наличию в загрузочном и разгрузочном концах отсеков для накопления сырой и выдержки сухой древесины. В камерах предусмотрено автоматическое перемещение штабелей на рельсовых тележках.
Недавно на рынке появились двухзонные камеры, устройство и принцип действия которых существенно отличается от классических. Такие сушильные камеры лучше всего адаптированы под крупномасштабное производство. Разработанная Valutec камера FB имеет две отдельные зоны. Первая зона представляет собой короткую противоточную камеру, в которой воздух циркулирует со средней интенсивностью. Благодаря этому в загрузочной части камеры создается среда с достаточно высокой влажностью, что существенно снижает риск образования поверхностных трещин в пиломатериалах. Во второй, более длинной, зоне также установлена группа осевых вентиляторов, которая создает интенсивную циркуляцию, однако воздух движется в том же направлении, что и штабели пиломатериалов. Благодаря этому обеспечивается более равномерное просыхание древесины. Камера предназначена для сушки не только тонких, но и толстыхпиломатериалов толщиной до 63 мм до транспортной и эксплуатационной влажности. В зависимости от толщины, плотности и начальной влажности пиломатериалов производительность камеры может достигать 90 тыс. м3 в год.
Камера Valutec типа TC благодаря наличию двух рельсовых путей имеет достаточно высокую вместимость и, как следствие, большую производительность. Например, в такой камере в течение года можно с высоким качеством высушить до транспортной влажности около 100 тыс. м3 хвойных пиломатериалов толщиной 25 мм. Производитель утверждает, что в такой камере, оснащенной специальной системой управления, можно успешно сушить в разных зонах пиломатериалы различных размеров.
Совсем недавно компания Valutec предложила оригинальную версию двухзонной камеры непрерывного действия OTC, где, в отличие от аналогичных камер, в первой зоне воздух движется в том же направлении, что и штабели, а во второй – навстречу им. По утверждению производителя, такая схема циркуляции воздуха в зонах оптимизирует процесс сушки пиломатериалов. Благодаря новой схеме циркуляции в новой камере можно качественно сушить пиломатериалы толщиной до 75 мм включительно. Также в этой камере имеются прижимные рамы с гидравлическими цилиндрами для снижения коробления. Данный тип оборудования разработан специально для производства досок малого и крупного сечения с производительностью до 100 тыс. м3 и конечным содержанием влажности от 12–18%.
Финская компания Heinola производит три типа двухзонных полностью автоматизированных сушильных камер различной производительности. Для перемещения штабелей внутри камер могут использоваться рельсовые тележки и роликовые шины. Камера типа HTC предназначена для сушки сосновых и еловых пиломатериалов толщиной 16–50 мм до конечной влажности 12–18%. Годовая производительность этих камер при сушке еловых досок толщиной 35 мм до конечной влажности 12% достигает 47 тыс. м3. При сушке тонких хвойных пиломатериалов до транспортной влажности 18% производительность камер типа HFB составляет 50–60 тыс. м3 в год. Оригинальную конструкцию имеет двухзонная сушильная камера Hybrid kiln. При необходимости ее достаточно просто и быстро можно переоборудовать в две камеры периодического действия, в которых можно сушить практически любые пиломатериалы до заданной эксплуатационной влажности.
В Финляндии есть еще один производитель сушильных камер непрерывного действия – компания Jartek. В ее производственной линейке также есть двухзонные сушильные камеры. Их рекомендуют использовать на лесопильных предприятиях с объемом производства более 50–60 тыс. м3 сухих пиломатериалов в год. Для снижения коробления пиломатериалов в процессе сушки, особенно в верхних рядах штабелей, в камерах предлагается устанавливать специальные прижимные рамы, которые с помощью пневматических цилиндров создают необходимую вертикальную нагрузку.
Чешский производитель Katres изготавливает двухзонные сушильные камеры непрерывного действия, которые рекомендуется использовать на лесопильных предприятиях с объемом сушки пиломатериалов более 25 тыс. м3 в год. В камерах по желанию заказчика предусмотрена возможность установки прижимных рам с пневматическими цилиндрами и оригинальных систем рекуперации тепловой энергии.
Австрийская компания Muhlbock-Vanicek при проектировании сушильных камер особое внимание уделяет экономии тепловой энергии. Установленная в двухзонной камере непрерывного действия Dynamic 1306 PRO система рекуперации тепла позволяет экономить до 25% энергии, используемой на сушку древесины. Ну а системы рекуперации, разработанные для новейших камер Dynamic 1003 PREMIUM, позволяют снизить расход тепловой энергии, по сравнению с аналогичными по конструкции сушильными камерами, почти на 50%.
Камеры непрерывного действия с позонной циркуляцией выпускаются уже несколько десятилетий и до сих пор не теряют своей актуальности. Это камеры с продольной загрузкой штабелей и вертикально-поперечной циркуляцией сушильного агента. В такой камере может быть более восьми зон, в которых независимо друг от друга поддерживаются заданные температурно-влажностные условия. В каждой зоне устанавливается по два-три осевых вентилятора и калорифера, а также пара приточно-вытяжных каналов. Благодаря такой конструкции в этой многозонной камере можно успешно сушить не только хвойную, но и лиственную древесину. Благодаря возможности независимого регулирования параметров сушильного агента в каждой зоне камеры можно минимизировать вероятность возникновения чрезмерных сушильных напряжений и существенно сократить количество трещин в пиломатериалах. Транспортировка штабелей внутри камер осуществляется на рельсовых тележках.
Последняя разработка компании Valutec – трехзонная камера непрерывного действия. В ней, кроме двух обычных зон, имеется третья, в которой происходит досушивание древесины до заданной конечной влажности 8–18% и ее кондиционирование. В результате во всех зонах камеры изменяются условия сушки для каждого штабеля в зависимости от направления движения воздушного потока. Такая камера позволяет высушить в течение года до 90 тыс. м3 пиломатериалов.
В многозонной камере непрерывного действия Muhlbock-Vanicek типа FLOW 1306 PRO можно сушить различные пиломатериалы как до транспортной, так и до низкой эксплуатационной влажности. Для повышения производительности количество рельсовых путей в подобных камерах может быть увеличено до трех и даже четырех. В этом случае соответственно увеличивается мощность циркуляционного и теплового оборудования. Благодаря установленным на крыше камеры теплообменникам системы рекуперации тепла в процессе сушке экономится до 25% тепловой энергии.
В камерах с позонной циркуляцией немецкой компании Brunner Hildebrand пиломатериалы, уложенные на рельсовые тележки, в ходе сушильного цикла последовательно проходят ряд зон определенного назначения. Сначала каждый загруженный в камеру штабель попадает в зоны прогрева и предварительной сушки. После этого штабели последовательно проходят шесть зон основной сушки, в каждой из которых поддерживается заданное режимом сушки конкретных пиломатериалов состояние сушильного агента. После того как древесина достигнет требуемой конечной влажности, она попадает в зону кондиционирования. Здесь происходит выравнивание влажности древесины по объему штабелей и снижение в ней остаточных сушильных напряжений. На завершающей стадии сушильного цикла пиломатериалы попадают в зону охлаждения, где их температура постепенно снижается до уровня ниже 40 °С.
На протяжении ряда лет итальянская компания Nardi International производит сушильные камеры непрерывного действия с позонной циркуляцией типа K200 T. Для сборки и перемещения штабелей в этих камерах используются оригинальные широкие рельсовые тележки. Благодаря широкой рельсовой колее тележки имеют высокую устойчивость, что позволяет на каждую из них укладывать параллельно два высоких штабеля, каждый из которых состоит из четырех пакетов обычных размеров. В результате такая камера без увеличения занимаемой площади имеет повышенную вместимость.
Комментарии