Проект лесосушильного цеха

 

 

Для перекатки штабелей с одного рельсового пути на другой, а также  для загрузки и выгрузки сушильных  камер применяют автопогрузчик.

 

2 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ РЕЖИМА СУШКИ И ВЛАГОТЕПЛООБРАБОТКИ   2.1  Общие сведения. Режимы камерной сушки   В зависимости от назначения пиломатериалов и типа сушильной  камеры выбирают категорию качества, режим сушки. Режимы сушки пиломатериалов в камерах периодического действия выбирают, пользуясь, ГОСТ 19773-84. Технологический процесс камерной сушки включает ряд операций, которые  выполняются в определённой последовательности. К ним относят: начальная влаготеплообработка(начальный прогрев) собственно сушка по определенному режиму промежуточная влаготеплообработка конечная влаготеплообработка кондиционирование охлаждение          Условия  для проведения рассмотренных  выше операций технологического процесса камерной сушки выбирают в зависимости от вида, свойств и размеров пиломатериалов, а также от конечного результата, который надо получить в результате сушки. При этом учитывают конструктивные особенности и технические характеристики камер, в которых реализуется процесс.           Режим  сушки - это расписание состояния  сушильного агента, вступающего  в контакт с материалом, которое  устанавливает изменение его  параметров во времени или в зависимости от влажности древесины. Состояние сушильного агента принято характеризовать температурой, психометрической разностью и степенью насыщенности. Различают высокотемпературные и низкотемпературные режимы процессов сушки. Высокотемпературные режимы предусматривают использование в качестве сушильного агента перегретого пара атм.давления с температурой более 1000 С на протяжение всего процесса сушки. Применяются для сушки до эксплуатационной влажности пиломатериалов с целевым назначением для изделий, работающих с большим запасом прочности. Режим имеет 2-ух ступенчатую структуру с одной переходной влажностью – 20%. Стандартизировано семь режимов, обозначаются римскими цифрами от 1 до V11. Низкотемпературный режим предусматривают использование сушильного агента влажного воздуха или его смеси с топочным газом с температурой в начальной стадии  сушки менее 1000 С. Обозначение конкретного режима в табл. 2.1 состоит из индекса (Б, О), характеризующего породу или группу пород; номера соответствующего определенной группе, и прописной буквы (М, Н или Ф), указывающей категорию режимов. Например, нормальный режим сушки березовых пиломатериалов толщиной 40мм обозначается Б3-Н. Режим имеет трехступенчатое изменение параметров среды со значениями переходной влажности 35 и 25 %. Для мягких режимов мягких хвойных пород и для твердых лиственных пород предусматриваются другие значения переходной влажности.
					КП.02.00.ПЗ
	Лист	№ докум.	Подп.	Дата
Разраб.		Левчук			Выбор режима сушки и      влаготеплообработки	Лит	Лист	Листов
Конс.						у
Руковод.		Федосенко				БГТУ 209071908
Утв.		Снопков

 

 

                                                            

 

2.2Расчет режимов камерной сушки

 

Исходные данные  приводятся для расчета приводятся в табл. 2.1: «Исходные данные»

 

       Таблица 2.1

Исходные данные

 

Порода	Толщина, мм	Влажность, %
		Начальная	Конечная
Сосна	40	120	14
	50	80	14
Лиственница	32	60	16
	25	90	16

 

     Заданные пиломатериалы  используются в производстве  товарных вагонов. В соответствии  с рекомендациями принимаем III категорию качества сушки – сушку до эксплуатационной влажности пиломатериалов для менее квалифицированных изделий деревообработки.

     Используем низкотемпературный  режим сушки. Для таких материалов  как сосна и лиственница, учитывая III категорию качества пиломатериалов, выбираем форсированную категорию режима, которую обеспечивают бездефектную сушку пиломатериалов при сохранении прочности на изгиб, растяжение и сжатие, но при некотором(до 20 %) снижении прочности на скалывание с возможным потемнение древесины, рекомендуется для сушки пиломатериалов до эксплуатационной влажности в случаях, когда допустимо снижение прочности древесины. Результаты выбора режимов сушки обобщаем в табл. 2.2

                                                            

                                                                                                                            Таблица 2.2

Режимы сушки

 

Порода древесины	Размеры, мм		Категория качества	Категория режима	Обозн. режима
	Толщина	Ширина
Сосна	40	180	III	Ф	4-Ф
	50	Н/О		Ф	5-Ф
Лиственница	32	160		Ф	Л3-Ф
	25	Н/О		Ф	Л2-Ф

 

 

 

Значения параметров сушильного агента по всем ступеням сушки приведены  в табл.2.3

 

                                                                 Таблица 2.3

Параметры сушильного агента

 

Режим сушки	Влажность древесины	Параметры агента сушки
		Температура, 0 С	Психометр. разность, 0 С	Степень насыщенности
4-Ф	120-35	90	6	0,79
	35-25	95	11	0,65
	25-14	120	37	0,25
5-Ф	80-35	87	5	0,805
	35-25	92	10	0,67
	25-14	115	36	0,25
Л3-Ф	60-35	82	4	0,84
	35-25	87	8	0,72
	25-16	108	29	0,32
Л2-Ф	90-35	90	7	0,75
	35-25	96	11	0,65
	25-16	110	30	0,32

 

 

2.3 Общие сведения. Режимы влаготеплообработки

 

Первой технологической операцией процесса камерной сушки является начальный прогрев. Он проводится после загрузки материала в камеру с целью быстрого и равномерного прогрева по всей толщине. Реализуют эту операцию путем выдержки пиломатериалов в воздухе повышенной температуры и высокой степени насыщенности. Температура начального прогрева зависит от породы древесины, а также от выбранного режима сушки. Температуру среды при прогреве пиломатериалов хвойных пород (сосны, ели, кедра, пихты) назначают в зависимости от их толщины и категории режима. При прогреве пиломатериалов других пород температуру прогрева t_пр устанавливают: для лиственницы, дуба, бука, клёна—на 5⁰С выше температуры первой ступени режима сушки, но не выше 100⁰С, для березы, ольхи, осины, тополя, липы—на 8⁰С выше первой ступени сушки, но не выше 100⁰С.

Психометрическую разность устанавливают  в зависимости от начальной влажности: выше 25% - 0,5-1,5; ниже 25% - 1,5-2,0%.Время начального прогрева зависит от породы и начальной  температуры, ширины штабеля, скорости циркуляции агента обработки и его  температуры.

      После проведения  операции сушки возможно проведение  конечной и промежуточной влаготеплообработок.  Их проводят для устранения  в древесине остаточных внутренних  напряжений.

КВТО подвергают пиломатериалы, высушиваемые до эксплуатационной влажности по I и II категориям качества сушки. Независимо от категории качества влаготеплообработку проводят при использовании высокотемпературными режимами пиломатериалов из твердых лиственных пород и лиственницы. Во время обработки температуру среды поддерживают на 8⁰С выше температуры последней (третьей) ступени режима сушки, но не более 100⁰С. Психрометрическую разность Dt устанавливают равной 1,0-2,0⁰С.

ПВТО подвергают пиломатериалы, толщина которых превышает для сосны, ели, кедра, пихты 60мм, березы, осины, ольхи 50мм, лиственницы 40мм,  дуба, клёна,  ясеня 22мм. При низкотемпературных режимах ее проводят при переходе со второй ступени на третью ступень сушки. Температуру среды поддерживают на 8⁰С выше температуры второй ступени сушки. Психрометрическую разность Dt устанавливают равной 1,5-2,0⁰С.

 

2.4 Расчет режимов  влаготеплообработки

 

Начальный прогрев:

Температуру начального прогрева пиломатериалов выбирают по таблицам.

Сосна 4-Ф  t_нп1= 100⁰С

Сосна 5-Ф   t_нп2= 100⁰С

Лиственница Л3-Ф   t₃₁=82⁰С  t_нп1= 82+5=87⁰С

Лиственница Л2-Ф  t₄₁=82⁰С   t_нп1= 90+5=95⁰С

Психометрическая разность обрабатывающей среды для пиломатериалов всех пород  с учетом их начальной влажности  принимаем  Δ _tнп1= Δ t_нп2= Δ t_нп3= Δ t_нп4=1,5-2,0⁰С (W=25%)

      Продолжительность начального прогрева

      Сосна  S₁=40мм  τ_нп1=1,5* S₁=1,5*4=6ч

      Сосна   S₂=50мм  τ_нп2=1,5* S₂=1,5*5=7,5ч

      Лиственница  S₃=32мм  τ_нп3=1,5* S₃*1,5=1,5*3,2*1,5=7,2ч

       Лиственница   S₄=25мм  τ_нп4=1,5* S₄*1,5=1,5*2,5*1,5=5,625ч

 

     КВТО и ПВТО:

      Конечной влаготеплообработке подвергаем лиственницу(III категория качества, низкотемпературная сушка, порода-лиственница - КВТО проводится). Пиломатериалы из сосны при III категории качества и низкотемпературном режиме не подвергаем.

     Температура КВТО:

     Лиственница Л3-Ф   t_квто3=100+8=108=100⁰С 

      Лиственница Л2-Ф   t_квто4=110+8=118=100⁰С  

 Психометрическая разность  обрабатывающей среды для пиломатериалов  всех пород:

       Δ t_квто3= Δ t_квто4=0,5-1 ⁰С

      Продолжительность КВТО по табл.:

     τ_квто3=τ_квто4=4 ч

Промежуточную влаготеплообработку  согласно требованиям не проводим.

Результаты расчета приводим в  табл.2.4

Таблица 2.4

Режимы начального прогрева, промежуточной

и конечной влаготеплообработок

Режим сушки	Наименование обработки	Влажность древесины, %	Параметры
			Температура, 0 С	Психометр. влажность, 0 С	Продолжи- тельность, ч
4-Ф	НП	120	100	1,5-2	6
5-Ф	НП	80	100	1,5-2	7,5
Л3-Ф	НП	60	87	1,5-2	7,2
	КВТО	16	100	0,5-2	4
Л2-Ф	НП	90	95	1,5-2	5,625
	КВТО	16	100	0,5-2	4

 

 

3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

 

3.1 Общие сведения

 

Целью технологического расчета является определение количества камер, необходимого для сушки заданного объема пиломатериалов, и количества вспомогательного оборудования, достаточно для обеспечения бесперебойной  работы камер. На основании выполненного расчета разрабатывают план сушильного цеха.

Для формирования штабеля, т.е. укладки  пиломатериалов на трековую платформу  или вагонетку, необходимы те или  иные приспособления или механизмы. В промышленности используют 2 основных способа формирования штабелей: пакетный (используемое оборудование – электроталь, кран, автопогрузчик) и беспакетный (погрузочный лифт). Транспортировку пиломатериалов к формировочной площадке осуществляют в плотных (без прокладок) пакетах автолесовозами и автопогрузчиками или вагонетками по узкоколейным рельсовым путям. Габаритные размеры штабеля и их количество зависят от конструкции сушильной камеры. Условному материалу эквивалентны сосновые обрезные доски толщиной S = 40мм, шириной b = 150мм, длиной l>1,0м, высушиваемые по II категории качества от начальной влажности W_H=60% до конечной W_H=12%.