Файл: Проект сушильного цеха с камерами типа secal epl 45. 72. 41.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 08.11.2023

Просмотров: 156

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Министерство образования Республики Беларусь
ФИЛИАЛ УЧЕРЕЖДЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
«ВИТЕБСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
Отделение «Лесное хозяйство и технология деревообрабатывающих производств»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по предмету: «Сушка и защита древесины»

на тему: «Проект сушильного цеха с камерами типа «SECAL EPL:45.72.41» для высушивания пиломатериалов хвойных и лиственных пород. Годовой объем 42000 м3/год»


Выполнил,
учащийся группы 28т Медвецкий. О.А.

Проверил,
преподаватель филиала БГТУ Шнитко. М. М.
«Витебский государственный
технологический колледж»

Витебск 2023

РЕФЕРАТ
Курсовой проект: 50 с., 13 табл., 4 рис., 6 ист., 1 л граф. мат.

ПИЛОМАТЕРИАЛ, СУШКА, АГЕНТ СУШКИ, ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ, СУШИЛЬНАЯ КАМЕРА, РЕЖИМ, ТЕХНОЛОГИЯ, ПЛАН ЦЕХА.

Обьект разработки: сушильный цех для сушки пиломатериалов

Целью данного курсового проекта является разработка планировки сушильного цеха с использованием камер периодического действия SECAL 45.72.41. Задачей курсового проекта является расчёт количества сушильных камер необходимых для выполнения годовой программы и разработка технологического процесса сушка.

В курсовом проекте изучено и описано устройство, принятых к установке сушильных камер, обоснованы и выбраны режимы сушки, начального прогрева и влаготеплообработки пиломатериалов из древесины пород: Сосны, Ели, Ольхи.

В первом разделе предоставлены характеристики используемых сушильных камер и выбранного вспомогательного оборудования.

Во втором разделе выполнен технологической расчёт. Установлено, что для выполнения программы необходимо 16 сушильных камер фирмы SECAL с вместимостью каждой камеры 75 м3 условных пиломатериалов. Произведён расчёт и выбор вспомогательного оборудования. На основании теплового расчёта определена потребность сушильного цеха в горячей воде. С учётом устанавливаемого оборудования разработан план цеха и технологический процесс сушки пиломатериалов.

Третий раздел содержит описание контроля качества производства и метрологического обеспечения производства.

Содержание

Введение 4

  1. Общая часть 5

    1. Устройство и принцип действия сушильной камеры 5

    2. Устройство и принцип действия вспомогательного оборудования 10

  2. Технологическая часть 12

    1. Разработка технологического процесса 12

    2. Выбор и обоснование режимов сушки и влаго-теплообработки 13

    3. Расчёт продолжительности цикла сушки 14

    4. Расчёт количества сушильных камер 19

    5. Расчёт вспомогательного оборудования 20

    6. Разработка плана сушильного цеха 22

    7. Тепловой расчёт 23

      1. Определение массы испаряемой влаги 23

      2. Определение параметров агента сушки 25

      3. Расход теплоты на начальный прогрев 31

      4. Расход теплоты на испарение влаги 34

      5. Тепловые потери через ограждения 36

      6. Суммарный расход теплоты 38

      7. Определение расхода теплоносителя 38

  3. Контроль качества и метрологическое обеспечение производства 42

    1. Контроль качества 42

    2. Метрологическое обеспечение производства 48

Заключение 50

Список используемых источников 51

Введение

Сушка - это процесс удаления влаги из древесины путём испарения

Цель сушки: Превращение древесины из природного материала в промышленный с улучшенным качеством материала в максимально короткие сроки .

Для сушки пиломатериалов используются различные способы сушки но самым распространённым из них является конвективная сушка воздухом.

Основным сушильным агентов является нагретый атмосферный воздух Подаваемый в камеру через приточно-вытяжные каналы.

Конвективная воздушная сушка, проводимая в специальных устройствах-камерах, называется - камерной скорость которой и ещё некоторые аспекты поддаётся регулированию. При этом способе сушки можно получить материалы требуемой влажности и качества. За счет интенсивного нагрева древесины влага достаточно быстро выпаривается из структуры материала и выходит из камеры через специальные запорные управляемые клапаны. Данная камера обладает высокой эффективностью за счет использования мощных вентиляторов и нагревательных элементов. Температура воздушного потока достигает 200 градусов, что говорит о возможности изготовления и термодерева, которое активно используется в декоративной отделке помещений.

В настоящее время наиболее распространены сборно-металлические камеры так как они достаточно компактны, их монтаж занимает минимальное количество времени а так же простота демонтажа.

Выбранная модель камеры способна обеспечить небольшой цех с невысокими объёмами высушиваемых пиломатериалов.



1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Устройство и принцип действия сушильной камеры.

Сушильная камера SECAL EPL 45.72.41 (Италия) предназначена для высушивания пиломатериалов различных пород и толщин.

Камера представляет собой металлический корпус (6) и внутренние её комплектующие. Основной её функцией является создание в ограниченном пространстве климатических условий, необходимых для сушки древесных пиломатериалов. Относится она к камерам периодического действия сборной конструкции. Некоторые её элементы совмещены в модули. Это делается для того, что бы упростить и стандартизировать операции обработки и монтажа.

Конструкция камеры обеспечивает минимально-допустимую потерю тепла и долговечность всей конструкции. Специальные профили из прессованого алюминия обеспечивают выполнения требуемой прочности и герметичности сушильной камеры. Опорные балки камеры и профили, из которых она выполнена, сделаны одной деталью а не являются сборными. Они изготовлены по специальным шаблонам, позволяющим реализовать «стреловидные арки» Такая конструкция позволяет выдерживать намного большие нагрузки по сравнению с горизонтальными балками, параллельными земле, или по сравнению с еще менее стабильной, дешевой конструкцией модульных балок.

SECAL предусматривает конструкцию теплоизоляционной стены, состоящей из двух алюминиевых листов: внутренний гладкий алюминиевый лист и внешний гофрированный / профилированный (30 мм) алюминиевый лист.

В качестве изоляции используется минеральная вата толщиной 100 мм, обработанной гигроскопической смолой, что обеспечивает ее максимальную эффективность при любых погодных условиях. Использование минеральной ваты с очень низким коэффициентом теплопередачи даёт также отличную звукоизоляцию

Для крыши (3), где, больше всего аккумулируется тепло, используются панели из гофрированного алюминия с двойной алюминиевой обшивкой и изоляцией из высокопрочного полиуретана. Эти панели обеспечивают высокое сопротивление нагрузке снега, а также свободное хождение по крыше, без необходимости использования вспомогательных мостиков.

Схематический общий вид сушильной камеры SECAL 45.72.41



Фальш-потолок (7) сконструирован таким образом, чтобы обеспечить разделение потоков воздуха между древесиной и зоной вентиляции для создания циркуляции воздуха внутри камеры.

В фальш-потолке предусмотрен сервисный люк для обеспечения быстрого и легкого доступа к вентиляторам и калориферам.

Подъемно-сдвижные ворота (8) с подъёмным гидравлическим приводом, который служит для подъема и перемещения ворот вдоль подвесного рельса.

Разработанная система внутренних силовых элементов и растяжек придает воротам высокую жесткость и прочность, а также исключает наличие «мостиков холода».

Система вентиляции расположенная между кровлей и фальш-потолком, служит для равномерного распределения тепла, производимого теплообменниками, а также для удаления влаги, извлеченной из древесины. Равномерность воздушного потока в камере обеспечивают высокоэффективные вентиляторы (4): осевые, реверсивные, с накладками из алюминиевых сплавов, используемых для снижения турбулентности на обеих сторонах.

Для эффективного теплообмена SECAL использует теплообменники стойкие к коррозии, изготовленные из биметаллических труб: нержавеющая сталь с оребрением из алюминия. Калориферы (1) снабжены соединительными коллекторами из нержавеющей стали с фланцами для подсоединения сушильной камеры к внешней гидравлической системе. 3–х ходовой моторизованный клапан входит в поставку. В комплект поставки сушильной установки входит также соединительный кабель для подключения к шкафу управления. Тепловая мощность теплообменников рассчитана из условий установки сушильных камер в климатических зонах стран СНГ.

          Процесс регулированного сброса конденсата в атмосферу и подача внутрь сушильной камеры свежего воздуха происходит через воздушные приточно–вытяжные каналы (5). Каналы оборудованы заслонками с сервоприводами и управляются автоматикой камеры. Система открывания и закрывания регулирующих заслонок состоит из клапанов «бабочка» в комплекте с прокладками для обеспечения герметичности в закрытом положении. Подшипники вала «бабочки» из нейлона и не нуждаются в обслуживании. Все соединительные кабели между сервомоторами заслонок и шкафом управления включены в поставку. Система автоматики SECAL обеспечивает пропорциональное регулирование т.е. в зависимости от ситуации в камере приточно- вытяжные каналы могут плавно открываться на 30–40–70% и т.д. в отличие от простых систем ВКЛ/ВЫКЛ.

          Эффективное и равномерное увлажнение воздуха обеспечивается двойной системой увлажнения (2), установленной спереди и сзади вентиляторов. Управление каждой из систем раздельное т.е при прямом потоке воздуха из вентиляторов работает одна ветка, а при реверсе вентиляторов —другая. Такая организация увлажнения обеспечивает равномерное смачивание пиломатериала в отличии от односторонних систем при которых явно прослеживается неравномерность смачивания. Эта система включает в себя: трубы из нержавеющей стали AISI 304, на которые крепятся специальные форсунки так же из нержавеющей стали с хорошей степенью распыления воды и систему очистки со спускным краном для слива.  Данная функция значительно сокращает техническое обслуживание распылителей, поскольку удаляет большинство примесей, присутствующих в воде.

            Управление сушильной камерой и контроль процесса сушки осуществляет компьютером, установленным в сушильной камере. Модель SECAL PLUS 3000 является передовой технологией SECAL и признана самой прогрессивной системой в сегменте программ сушения древесины.
Комплексная система управления включает:

  • Электрораспределительный щит

  • Силовые и информационные кабели, проложенные в специальных закрытых желобах

  • Датчики для измерения температуры и относительной влажности воздуха в камере

  • Индивидуальный для каждой камеры компьютер SECAL PLUS 3000, находящийся в распределительном щите

  • Управляющий персональный компьютер, общий для всех камер.

Принцип работы системы управления заключается в регулировании температуры, влажности и скорости потока воздуха в сушильной камере в зависимости от влажности древесины. Информация от датчиков влажности древесины обрабатывается управляющим компьютером, который на её основе подбирает и с высокой точностью поддерживает необходимые параметры воздуха в камере. Все фазы процесса сушки, от обогрева до окончательной обработки и охлаждения пиломатериала протекают полностью в автоматическом режиме.

Технические характеристики камеры SECAL 45.72.41 указаны в таблице 1.1
Таблица 1.1 Технические характеристики камеры SECAL 45.72.41

Тип
Внешние размеры
Внутренние размеры
Штабели
Объём загрузки, м2
Тепловая мощность, кВт
Электрическая мощность, кВт

Ширина, м
Глубина (м)
Высота, м
Ширина, м
Глубина, м
Высота, м
Сечение всех штабелей 1,3×1,2 м

Длина, м
Количество, шт

SECAL 45.72.41
5,16
7,5
5,35
4,5
7,2
4,1
4
12
75
232
3



1.2 Устройство и принцип действия вспомогательного оборудования

Автопогрузчики применяются для выполнения работ по штабелёвке, перемещения на расстояния до 1000 м крупных штучных грузов и мелких грузов в таре.

Автопогрузчик TCM FHD18T3Z–двухсекционная мачта со свободным ходом 155 мм и высотой подъема 3м.

Безопасно и эффективно работает в различных дорожных условиях, включая поверхности без специального покрытия. Оснащается дизельным двигателем, определяющим его место работы а именно на улице.

Позволяет увеличить ёмкость для хранения за счёт уменьшения ширины проходов и максимального использования высоты складирования.

Погрузчик может обрабатывать груз длинной до 10 м. Погрузчик оборудован закрытой кабиной с отопителем, что обеспечивает комфортную работу оператора в любую погоду.

Головное освещение, установленное в качестве стандартного оборудования, способствует лучшей видимости и обзору оператора.

Схема автопогрузчика:



Таблица 1.2 «Технические характеристика автопогрузчика TCM FHD18T3Z»

Наименование показателя
Значение

1
2

Максимальный подъём, мм
3000

Высота мачты в опущенном состоянии, мм
1995

Максимальная высота мачты, мм
4030

Общая длина, мм
2275

Выдвижение мачты, мм
1290

Высота с крышей кабины, мм
2070

Габаритная ширина, мм
1100

Длина до пер. пов-ти. вил, мм
2275

Длина платформы, мм
3195

Грузоподъёмность, кг
1750

Вес без груза, кг
2770

Окончание таблицы 1.2



1
2

Максимальная скорость, км/ч
19.5/19.5

Угол наклона вил, °
6°/ 12°

Размер вил, мм
1100/100/40


Укладка подкладных и межпакетных брусьев при загрузке пакетов в камеру осуществляется укладчиком пиломатериалов, деталей и изделий из древесины.

Перед загрузкой пиломатериалов в камеру необходимо проверить готовность камеры в ручном режиме, произвести тестирование камеры.

Перед входом в камеру операторам необходимо убедиться, что температура в камере составляет не более 40 0С (что отображается на пульте управления) и всё оборудование камеры, кроме освещения, отключено.

При работе погрузчика все операторы должны находиться на безопасном от него расстоянии. Запрещается находиться в зоне по ходу движения погрузчика, подающего пиломатериалы.




2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Разработка технологического процесса

В зависимости от требований, предъявляемых к качеству высушенной древеси-ны, пиломатериалы могут высушиваться режимами различных категорий по температурному уровню: мягкими (М), нормальными (Н), форсированными (Ф) и высокотемпературными (ВТ).

Режимы М, Н, Ф относятся к режимам низкотемпературного процесса. При сушке до транспортной влажности по нулевой (0) категории качества применяют нормальные режимы, а в случаях, когда требуется сохранение естественного цвета древесины (для экспортных пиломатериалов), - мягкие режимы. При сушке до эксплуатационной влажности по 1 категории применяют нормальные режимы, а в случаях, когда предъявляются особо высокие требования к качеству древесины, - мягкие режимы. При сушке до эксплуатационной влажности по II и Ш категориям качества могут применяться нормальные, форсированные и высокотемпературные режимы сушки, последние две категории режимов (Ф и ВТ) - в случаях, когда допустимо снижение прочности древесины.

В соответствии с указанным в задании назначением высушиваемых материалов следует установить категорию качества сушки а затем выбрать категорию режима сушки и его основные параметры.


2.2 Выбор и обоснование режимов сушки и влаго-теплообработки

Для всех пиломатериалов принимаем категорию качества сушки II и «Нормальный режим» исходя из назначения, а именно «Мебельное производства»

Обозначение режима сушки принимаем исходя из таблиц : Таблица 1 «Режимы низкотемпературного процесса сушки пиломатериалов из пород сосны, ели, пихты и кедра в камерах периодического действия» и Таблица 4 «Выбор режимов низкотемпературного процесса сушки пиломатериалов из лиственных пород» источника [3]
Таблица 2.1 - Режимы сушки

Порода
Размеры
Категория качества сушки
Категория режима
Обозначение режима

Сосна
40
180
II
Нормальный
Н4

Ель
40
150
II
Нормальный
Н4

Ольха
32

150
II
Нормальный
4-Г


Параметры режимов сушки определяю исходя из толщин пиломатериалов, их влажности а также данных, показанных в методическом указании.

Таблица 2.2 – Параметры режимов сушки

Порода
Толщина
Номер и индекс
Номер ступени
Изменение W на ступени
Параметры режима

T°С
∆t
Ф

Сосна
40
Н-4
1
60-35%
75
5
0.8

2
35-25%
80
10
0.64

3
25-8%
100
30
0.29

Ель
40
Н-4
1
60-35%
75
5
0.8

2
35-25%
80
10
0.64

3
25-8%
100
30
0.29

Ольха
32
4-Г
1
60-35%
69
6
0.76

2
35-25%
73
10
0.63

3
25-8%
91
28
0.30


При прогреве мягких лиственных пород на 8 ºC: Ольха 91+8=99 ºC, для сосны смотрим приложение 38 источника [3]. А для твёрдых лиственных пород устанавливают температура среды выше 5 ºC чем на первой ступени режима сушки: 69+5=74 ºC.

Продолжительность начального прогрева находится из расчёта 1 час на каждый сантиметр толщины материала. Следовательно, для берёзы τнп = 4ч, для сосны τнп = 6ч, для клёна τнп = 3ч.
Таблица 2.3 – Режимы начального прогрева и КВТО

Режим сушки
Название обр-ки
W

Древесины

(%)
Параметры обработки

t°C
∆t
Продолжи-тельность

Н-4
НП
60
90
0.5
4 часа

ПВТО
-
-
-
-

КВТО
8
100
0.5
3 часа

Н-4
НП
60
90
0.5
4 часа

ПВТО
-
-
-
-

КВТО
8
100
0.5
3 часа

4-Г
НП
60
78
0.5
3.2 часа

ПВТО
-
-
-
-

КВТО
8
99
0.5
3 часа


2.3 Расчёт продолжительности цикла сушки

Общая продолжительность сушки фактического и условного материалов, включая начальный прогрев и влаготеплообработку, определяется по формуле:

, ч (2.1)

Где: исх - исходная продолжительность сушки пиломатериалов заданной породы и размеров нормальным режимом от начальной влажности 60% до 8% в камерах с реверсивной циркуляцией средней интенсивности (скорость сушильного агента 2.5 м/с, ч;

Ар – коэффициент учитывающий категорию режима сушки (мягкие режимы – 1,7; нормальные режимы – 1; форсированные режимы – 0,8);

Ац – коэффициент интенсивности циркуляции сушильного агента;

Ав – коэффициент начальной и конечной влажности;

Ак – коэффициент учитывающий качество сушки пиломатериалов (1 категория – 1,2; 2 категория – 1,15; 3 категория – 1,05; 0 категория – 1); Ад – коэффициент учитывающий длину пиломатериала (для пиломатериалов принимаем 1).

Сосна 40×180

/93,6 часов

Ель 40×150

/93,6 часов

Ольха 32×150

/100,5 часов

Сосна условная 40×150

/76,8 часов

Рассчитываем продолжительность оборота камеры по формуле:

; сут (2.2)

; сут

; сут

; сут

; сут

Все полученные данные занесены в таблице 2.4
Таблица 2.4 – Продолжительность сушки и оборота камеры:

Порода,

Сечение п/м
Катего-рия режима
Категория качества сушки
Влаж-ность %


Коэффиценты






(сут)

Wн
Wк
Ар
Ац
Ав
Ак
Ад

Сосна 40×180
II
II
60
8
88
1
0.748
1.25
1.15
1


4

Окончание таблицы 2.4

Ель 40×150
II
II
60
8
88
1
0.748
1.25
1.15
1


4

Ольха 32×150
II
II
60
8
92
1
0.76
1.25
1.15
1


4.3

Сосна условная 40×150
II
II
60
12
88
1
0.748
1
1.15
1


3.3


2.3.1 Перевод объёма фактических материалов подлежащих сушке в объём условного материала

Объём фактических материалов переводится в объём условного материала по формуле:

, м3.усл (2.3)

Фi – объём подлежащих сушке фактических материалов заданных в спецификации (м3 );

Kt – коэффициент продолжительности оборота камеры;

Ke – коэффициент вместимости камеры;

; м3. усл (2.4)

tоб.ф – продолжительность оборота камеры при сушке фактического пиломатериала, сутки;

t­об. усл – продолжительность оборота камеры при сушке условного материала, сутки.

(2.5)

βусл - объёмный коэффициент заполнения штабеля условным материалом;

βф – объёмный коэффициент заполнения штабеля фактическим материалом.

Исходя из выше приведённых формул найду все значения для каждой породы древесины:

Сосна:



Ель:

;

Ольха:



Для того чтобы найти Ке необходимо найти βусл и βф по формуле:

; (2.6)
βд, βш, βв – линейные коэффициенты заполнения штабеля по длине , ширине, высоте;

Уо – объёмная усушка древесины учитывающая уменьшение её объёма при высыхании до номинальной влажности (принимается из таблицы);
1   2   3   4   5   6

(2.7)

l – длина пиломатериала, м;

Lк – длина сушильного пространства камеры, м;

βш – коэффициент заполнения штабеля по ширине (принимается из таблицы);

βв – коэффициент заполнения штабеля по высоте;

(2.8)

S – толщина доски, мм;

S1 – толщина рядовых прокладок в пакете ( 25 мм);

S2 – толщина межпакетных прокладок (100 мм);

hп – высота пакета, мм.

Сосна (40×180)



Ель (40×150)


Ольха (32×150)

Условная сосна (40×150)







Найду объёмную усушку древесины для каждой породы по формуле:

У0=К0×(20-Wк), (2.6)

К0 – коэффициент объёмной усушки, зависит от породы древесины;

Wк – конечная влажность, %.

Сосна:

l;

Ель:

;

Ольха:__0,40;Сосна_условная'>Ольха:

;

Сосна условная:

;
Теперь можем рассчитать Β ф:
Сосна:

0,42;

Ель:

;

Ольха:

0,40;

Сосна условная:

;
Теперь можно найти (формула 2.3).
Сосна

Смотрите также файлы