CC BY
44
ЭКОНОМИЯ ЭНЕРГИИ ПРИ СУШКЕ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ В КАМЕРАХ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ ТУННЕЛЬНОГО ТИПА
Гороховский А.Г., Шишкина Е.Е., Гороховский А.А., Мялицин Ал.В., Удачина О. А.
(УГЛТУ, г. Екатеринбург, РФ)
The reduction of energy consuption when drying lumber in the progressive kilns
Любая сушильная камера - это энергетический комплекс, характеризуемый такими параметрами, как время, пространство и конечное качество. Каждому из них соответствуют определенные денежные инвестиции и операционные расходы. Все больше внимания производители уделяют внедрению энергосберегающих технологий. Современный экономический кризис сделал тему ресурсосбережения чрезвычайно актуальной.
В 2005 - 2006 г.г. ОАО «УралНИИПДрев» спроектировал, изготовил и смонтировал 2 лесосушильных камеры СКТБ-Т-1-54 в Кормовищенском ЛПХ и Кыновском ЛПХ (Пермский край). Данные камеры в ходе их испытаний и дальнейшей эксплуатации помимо высокого качества сушки показали также высокую экономичность.
Нами проведен сравнительный анализ затрат энергии на сушку пиломатериалов в камере СКТБ-Т-1-54 и СП-5КМ. По известным методикам [3] отдельно рассчитывался расход тепловой энергии на начальный прогрев пиломатериалов, испарение влаги и потери через ограждения, а также расход электрической энергии. Общий вид камеры СКТБ-Т-1-54 изображен на рис. 1. Исходные данные для расчета приведены в табл. 1. Технические характеристики камеры приведены в табл. 1.
Начальная температура древесины принималась равной температуре наружного воздуха для зимнего периода времени. В расчетах принималось, что температура воздуха, подаваемого в камеру, соответствует наружной.
В качестве расчетного пиломатериала взяты еловые доски толщиной 40 мм, шириной 150 мм с начальной влажностью 60 и конечной 18%. Условная
-5
плотность для ели принималась 390 кг/м . Параметры сушильного агента принимались в соответствии с режимами сушки пиломатериалов мягких хвойных пород в противоточных камерах непрерывного действия по ГОСТ 18867 - 84 [1].
При расчетах не учитывались расход теплоты на начальный прогрев оборудования и потери, происходящие при раскрывании дверей камеры с целью закатки или выкатки штабелей, а также при измерении влажности древесины в процессе сушки. Принималось, что процесс сушки проводится в полном соответствии с рекомендациями соответствующих Руководящих технических материалов по технологи камерной сушки пиломатериалов [2]. Удельный расход теплоты будет несколько большим при неполной загрузке камер, для блоков меньшей производительности, а также в случае, если
коэффициенты теплопередачи ограждений будут иметь большее значение по сравнению с принятыми при расчетах.
Расход теплоты определяется графо-аналитическими расчетами с использованием построения процесса сушки на И-диаграмме [3]. Ввиду громоздкости все расчеты не приводятся.
Результаты расчета затрат энергии на сушку, а также ее стоимости приведены в табл. 3.
(А) (Б)
Рисунок 1 - Общий вид экспериментальной лесосушильной камеры непрерывного действия СКТБ-Т-1-54:
1 - корпус камеры;
2 - штабель пиломатериала;
3 - подштабельная тележка;
4 - экран;
5 - блок вентиляторов тип В012-303-6,3;
6 - калориферы типа КСК 3-11.
Таблица 1 - Исходные данные для расчета затрат энергии на сушку
№ Наименование показателя СКТБ-Т-1-54 СП-5КМ
1. 2. 3. 4. Режим сушки Температура сушильного агента, С: по сухому термометру по мокрому термометру Относительная влажность воздуха в сыром конце камеры, % Продолжительность сушки, час Мягкий (экспериментальный) 50 41 0,82 118 Мягкий (РТМ) 53 43 0,82 98,23
Таблица 2 - Технические характеристики камер
№ Наименование характеристики СКТБ-Т-1-54 СП-5КМ
1. Габаритные размеры штабеля, м 2,6x1,8x6,0 4x1,8x7,0
2. Число штабелей 4 10
3. Емкость штабеля в условном пиломатериале, м3 13,31 23,89
4. Годовая производительность камеры в условном пиломатериале, м3/год
5000 11000
5. 6. Установленная мощность электродвигателей, кВт 4,4 51
7. Расчетная скорость воздуха в штабеле, м/с 0,8 4
8. Теплоноситель горячая вода горячая вода
Таблица 3 - Расчет удельных затрат тепловой и электрической энергии на сушку древесины в камерах непрерывного действия_
№ Составляющие затрат энергии (или Размерность Камера
ее стоимость) СКТБ-Т-1-54 СП-5КМ
1. 2. 3. 4. Тепловая энергия: Испарение влаги из древесины Нагрев камеры и древесины Потери через ограждения камеры Всего тепловой энергии Стоимость тепловой энергии ГДж/м3 ГДж/м3 ГДж/м3 ГДж/м3 руб/ м3 0,454 0,129 0,06 0,643 257,2 0,566 0,127 0,02 0,713 285,2
5. Электрическая энергия: Привод вентилятора Стоимость электрической энергии кВт • час/м3 руб/ м3 15,48 46,44 64,58 193,74
Суммарная стоимость энергии руб/ м3 303,64 478,94
Примечание:
При расчете взяты следующие цены на энергию:
- тепловая энергия 400 руб. за 1 Гкал;
- электроэнергия 3 руб. за 1 кВт-час.
Выводы
1. Стоимость затраченной энергии (на единицу высушенного пиломатериала) в случае сушки пиломатериалов в камере СКТБ-Т-1-54 на 36,6 % меньше, чем при сушке в камере СП-5КМ. При этом стоимость электрической энергии на сушку пиломатериалов в камере СКТБ-Т-1-54 меньше на 76 %.
2. Снижение затрат энергии в камере СКТБ-Т-1-54 происходит за счет того, что:
• в камере СКТБ-Т-1-54 установлены 4 вентилятора мощностью 1,1 кВт каждый (в камере СП-5КМ установлено 3 вентилятора мощностью 17 кВт каждый).
• разработанный режим сушки позволяет уменьшить затраты тепловой энергии на испарение влаги из древесины по сравнению со стандартным режимом [1].
Литература
1. ГОСТ 18867 - 84. Пиломатериалы хвойных пород. Режимы сушки в противоточных камерах непрерывного действия [Текст]. - Взамен ГОСТ 18867-73; введ. 1985-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 2005. - 6 с.
2. Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки пиломатериалов [Текст] / Архангельск: ОАО «Научдревпром - ЦНИИМОД», 2000. - 125 с.
3. Степанов В. И. Проектирование сушильных камер непрерывного действия [Текст] : учеб. пособие для студентов специальности 26.02.00 всех форм обучения/ В. И. Степанов, Т В. Ермолина, П. Е. Зубань, В. Ф. Ушанов. - Красноярск: СибГТУ, 2001. - 122 с. - ISBN 58173-0028-1.
