Проект сушильного цеха на базе камеры СПВ- 62М

А) Расход тепла на прогрев 1м3 древесины для зимних условий определяется по формуле:

qпр 1м3 зим = qпр 1кг зим×ρwн, кДж/м3,                                                  (16)

где qпр 1кг зим – затраты на прогрев 1 кг влажной древесины в зимних условиях, кДж/м3;

ρwн – плотность древесины расчётного материала при заданной влажности, кг/м3.

Минск:

  qпр 1м3 зим (1) =327×630=206010кДж/м3

qпр 1м3 ср = q пр 1кг ср×ρwн, кДж/м3.                                                     (17)

qпр 1м3 ср (1) = 250×630=157500кДж/м3;

       Место строительства цеха г. Минск.

Б) Расход тепла на прогрев древесины в камере в секунду для зимних условий:

Qпр. зим = (q пр 1м3зим×Гпр×βф) / (3600×τпр), кВт,                                (18)

где Гпр – габаритный объём прогреваемых штабелей, м3;

     τпр – продолжительность прогрева древесины. Ориентировочно τпр определяется из расчёта 1 ч на 1 см толщины материала.

 

Qпр. зим (1) = ( 206010×35,1×0,356) / (3600×4,69) =152,46 кВт;

В) Расход тепла на прогрев древесины в камере в среднегодовых условиях в секунду:

Qпр. ср = (q пр 1м3ср×Гпр×βф) / (3600×τпр), кВт.                                  (19)

Qпр. ср (1) = ( 157500×35,1×0,356) / (3600× 4,69) =116,56 кВт;

Г) Удельный расход тепла на начальный прогрев древесины (на 1 кг подлежащей испарению влаги) в зимних условиях:

qпр. зим = qпр 1м3 зим / М1м3, кДж/кг.                                                    (20)

qпр. зим (1) =206010/208,8=986,6 кДж/кг;

Д) Удельный расход тепла на начальный прогрев древесины в среднегодовых условиях:

qпр ср = qпр 1м3 ср / М1м3, кДж/кг.                                                        (21)

qпр ср (1) = 157500/208,8=754,3кДж/кг;

Е) Удельный расход тепла на испарение 1 кг влаги:

qисп=1000×(I2-I0/d2-d0)-Cв×tм , кДж/кг               (22)

где I2, d2 - тепло- и влагосодержание отработанного воздуха, выбрасываемого из камеры;

Io, do - тепло- и влагосодержание свежего воздуха, поступающего в камеру;

Св - удельная теплоемкость воды, Св = 4.19 кДж/(кг.град). При поступлении свежего воздуха из помещения цеха допустимо принять d0 =10 г/кг, Io=46 кДж/кг.

qисп=1000×(1008-46/358-10)-4.19×83=2416,63 кДж/кг

 

Ж) Расход тепла в камере на испарение влаги в секунду:

Qисп = qисп×Мр, кВт                                                                           (23)

Qисп (1) =2400×0,0479=115,кВт;

З) Расчёт потерь тепла через ограждения камеры производится по формуле:

Qогр = S×K× (tкам - tрасч) ×C×10-3, кВт,                                             (24)

где S – площадь поверхности ограждения, м2;

К – коэффициент теплопередачи данного ограждения, Вт/м2׺С;

tкам – температура в камере, ºС,

tкам = (t1 + t2) / 2, ºС;                                                                          (25)                                        

tрасч – расчётная температура вне камеры, ºС;

С – коэффициент увеличения теплопотери , равный 2,0.

  Qорг(1)=35,97×0,6×61,5×0,002=2,655, кВт

  Qорг(2)=16,34×0,6×61,5×0,002=1,206, кВт

    Qорг(3) =8,86×0,6×61,5×0,002=0,653, кВт

    Qорг(4) =22,54×0,6×61,5×0,002=1,663, кВт

    Qорг(5) =22,54×0,3×61,5×0,002=0,83, кВт

   Qорг(6) =7,48×0,6×61,5×0,002=0,552, кВт

Так как камеры расположены внутри отапливаемого помещения, то tрасч при-

нимаем 20 ºС. Расчёт теплопотерь сводим в таблицу 8.

 

Таблица 8. Потери через ограждения камеры

 

Наименование ограждения	S, м2		К, Вт/м2׺C	tкам, ºC	tкам-tрасч, ºC	C	Qогр., кВт
	Расч. формула	Значение, м2
1	2	3	4	5	6	7	8
1.Боковая стенка	L×H	35,97	0,6	76,5	61,5	2	2,655
2.Торцовая задняя стенка	B×H	16,34	0,6	76,5	61,5	2	1,206
3.Торцовая передн. стенка	B×H-b×h	8,86	0,6	76,5	61,5	2	0,653
4.Потолок	B×L	22.54	0,6	76,5	61,5	2	1,663
5.Пол	B×L	22,54	0,3	76,5	61,5	2	0,83
6.Дверь	b×h	7,48	0,6	76,5	61,5	2	0,552
Итого:						∑Qогр.=7,559

 

И) Удельный расход тепла на потери через ограждения для зимних и среднегодовых условий:

qогр = ΣQогр / Мр, кДж/кг.                                                                 (26)

qогр =7,559/ 0,05=151,2 кДж/кг.

К) Суммарный удельный расход тепла на сушку для зимних условий:

qзим = qпр. зим + qисп + qогр, кДж/кг.                                                  (27)

qзим = (986,6+2416,63+151,2) =3554,43кДж/кг.

Л) Суммарный удельный расход тепла на сушку для среднегодовых условий:

qср = qпр. ср + qисп + qогр, кДж/кг.                                                       (28)

qср =754,3+115+151,2 =1020,5 кДж/кг.

 

2.2.6 Определение расхода пара

 

А) Максимальный расход пара в секунду в период прогрева:

 

Dпр. зим = (Qпр. зим + ΣQогр) / r, кг/с,                                                   (29)

где r – теплота парообразования (конденсация) пара, кДж/кг.

Dпр. зим = (152,46+7,559) /2121=0,0754 кг/с.

 

в период сушки:

Dсуш. зим = (Qисп + ΣQогр) / r, кг/с.                                                     (30)

Dсуш. зим = (115+7,559) /2121=0,058 кг/с.

 

Б) Максимальный расход пара сушильным цехом в единицу времени:

 

Dцеха зим = Dпр×nпр + Dсуш×nсуш, кг/с,                                               (31)

где nпр – число камер, в которых одновременно производится прогрев мате-риала, принимается равным от 1/6 до 1/3 от общего числа камер nк, но не менее одной;

nсуш – число камер, в которых производится сушка.

Dцеха зим =0,754×4+0,058×12=0,9976 кг/с.

nсуш = nк – nпр.                                                                                   (32)

nсуш =16-1/4×16=12     .

В) Расход пара на годовую программу:

 

Dгод = (qср×М1м3 / r×1000) ×ΣФ×Сдлит., т/год,                                 (33)

где qср – суммарный расход тепла на сушку для среднегодовых условий, кДж/кг;

       М1м3 – количество влаги, испаряемой из 1м3 древесины, кг/м3;

       r – теплота парообразования (конденсация) пара, кДж/кг;

       ΣФ – общий объём подлежащих сушке фактических пиломатериалов, м3;

       Сдлит. – коэффициент, учитывающий увеличение расхода пара при сушке пиломатериалов, сохнущих медленнее расчётного материала.

 

Dгод = (1020,5×208,8/2121×1000) ×17000×1,7 =2903,4 т/год.

τсуш. ср = (τ1×Ф1 + τ2×Ф2 + τ3×Ф3) / ΣФ, сут,                               (34)

где τ1, τ2, τ3 – продолжительность сушки фактических пиломатериалов (табл. 4);

       Ф1, Ф2, Ф3 – годовой объём этих же пиломатериалов, м3 (табл. 5);

        ΣФ – общий объём подлежащих сушке фактических пиломатериалов, м3.

τсуш. ср = (15,25×5000+34,79×10000+25,18×2000) /17000=27,91ч.

 

2.2.7 Выбор конденсатоотводчиков

 

Для предохранения отвода не отработавшего пара и удаления из калориферов скопляющегося конденсата принимаем к установке термодинамические конденсатоотводчики, самые компактные и надёжные в работе. Диаметр условного прохода выбираем по в зависимости от производительности П = 0,058 кг/с и давлению пара в калориферах .

Тип 45ч-15 нж;

dу = 15 мм;

 Кv = 800 кг/ч;

L = 90мм;

H = 192 мм;

резьба трубная 1/2 дюйма,

m = 2,45 кг.

 

2.3 Расчёт площади сушильного цеха

 

Площадь, занятая 9 сушильными камерами:

 

Sкам = L × B × n, м2                                                                            (35)

Sкам =7,1×3,2×9=204,48 м2.

Эту площадь принимаем за 25%, тогда на 1% приходится площадь

S1 = Sкам / 25, м2                                                                                 (36)

S1 =204,48/25 =8,1792 м2.

Площадь производственных помещений составляет 93% или

Sпр = S1×93, м2                                                                                   (37)

Sпр =8,1792×93 =760,6656м2.

Площадь вспомогательных помещений занимает 3% или

Sвсп = S1×3 , м2                                                                                   (38)

Sвсп =8,1792×3 =24,5376 м2.

Площадь бытовых помещений занимает 4%

Sбыт = S1×4 , м2                                                                                   (39)

Sбыт =8,1792×4 =32,7168 м2.

Общая площадь сушильного цеха:

Sцеха = Sпр + Sвсп + Sбыт + Sкам, м2                                                       (40)

Sцеха =760,6656+24,5376+32,7168+204,48=1022,4 м2.

Планировка цеха должна обеспечивать рациональную организацию всего технологического процесса в цехе, механизацию трудоемких погрузочно- разгрузочных и транспортных операций, соблюдение требований техники безопасности и санитарных норм. Сушильный цех может располагаться  в отдельном стоящем здании или в одном здании с цехом раскроя пиломатериалов и механической обработки заготовок.

Ширина здания может перекрываться стандартными балками или фермами

 пролетов в 6, 9, 12, 18, 24, 30, 36 м, а также их сочетанием в необходимой последовательности. Длина здания должна быть кратна шагу колонн, т.е. 6 или 12 м. На плане цеха следует указать размеры цеха, сетку колонн и привязку оборудования.  

Ширина здания принимаем В = 12 м, тогда длина  L = 1022 / 12 = 84 м.

 

2.4  Описание технологического процесса сушки в паровоздушной среде

     Таблица 9. Рабочий режим сушки

 

Наименование технологического этапа сушки	Влажность древесины в начале и в конце этапа, %	Параметры среды		Ориентировочная продолжительность, ч
		t, ºС	∆t, ºС
1	2	3	4	5
Начальный прогрев	70-72	94	0,5-1	1-1,5
Сушка по I ступени	70-35	79	7	2,43
Сушка по II ступени	35-25	84	12	2,43
Промежуточная ВТО	-	-	-	-
Сушка по III ступени	25-15	105	33	2,43
Конечная ВТО	14	92	0,5-1	1,3
Подсушка после конечной ВТО	13	88	26	2-3
Кондиционирующая обработка	12	83	0,5-1	0,65
Охлаждение материала в камере	12	-	-	3-3,5