Сушильная камера для древесины. Требования к ограждениям сушильных камер Требования пожарной безопасности к сушильным камерам
Стандартная технология деревообработки обязательно включает в себя этап сушки, на котором применяют специальные сушильные камеры для древесины, представленные на рынке различными модификациями от отечественных и иностранных производителей. Но, как показала практика, не каждая из них способна обеспечить эффективность процесса. Получить качественный результат можно только в случае, если сушилка полностью соответствует определенным требованиям к установленному тепловому оборудованию, ограждению, системам вентиляции и автоматики.
Тепловое оборудование
Основное требование, которое выдвигается к тепловому оборудованию для сушильной камеры – это обеспечение уровня тепла, достаточного для поддержания стабильной температуры агента сушки на заданном параметре, а также ее подъема. Кроме того, чтобы исключить повреждения элементов системы из-за постоянной влажности, все они, в том числе калориферы и вентиляторы для сушильных камер, должны быть изготовлены из материалов, не поддающихся коррозии.
Ограждение
К ограждению сушилок, также, как и к другим системам, выставляются требования. В первую очередь, они должны быть полностью герметичными, чтобы исключить бесконтрольное проникновение влаги или обмен воздуха с окружающей средой. Чтобы обеспечить оптимальную рабочую температуру, стены камеры должны быть отделаны слоем пароизоляции, коэффициент теплопередачи которой не превышает 0,5 Вт/м??°С. Оборудование, соответствующее данным требованиям, не только позволит поддерживать параметры различных режимов сушки, но и даст возможность сэкономить на тепловой энергии, что особенно важно для сушильных камер на древесных отходах.
Система автоматики
Если освоение технологии и принципов сушки древесины просто для понимания любого специалиста, то самостоятельное управление этими процессами довольно проблематично, даже при самом совершенном оборудовании. Поэтому камера для сушки должна быть оборудована системой автоматического регулирования рабочего процесса, которая настраивается как с помощью ручного, так и дистанционного управления. Кроме этого, чтобы обеспечить высокую производительность и качественную сушку древесных материалов, автоматика для сушильных камер должна включать следующие составляющие:
- дистанционную систему контроля процесса сушки по фактической влажности дерева. Результаты в этом случае, гораздо лучше, чем при сушке по выставленному времени;
- психометрическую систему контроля основных параметров сушильного агента (воздуха);
- систему оповещения, информирующую о степени открытия органов регулирования.
Опыт деревообрабатывающих предприятий показал, что при сравнении психометрической системы управления и системы UGL, проигрывает последняя. Она хуже контролирует равновесный показатель влажности древесины, а также температуру агента, в результате чего нарушается весь режим сушки и ухудшается качество пиломатериалов.
Вентиляция сушильных камер
Система вентиляции сушильных камер должна обеспечивать равномерное распределение по пиломатериалу и стабильную скорость агента сушки, в качестве которого выступает воздух. Таким требованиям отвечают только камеры с многоскоростными двигателями, которые позволяют регулировать скорость воздушного потока в зависимости от толщины и породы доски:
- быстросохнущие породы древесины и тонкие доски – скорость подачи воздуха должна быть от 2 до 5 м/с, с периодической остановкой циркуляции. Для сушки этой категории пиломатериалов может быть использована и более низкая скорость, но только с учетом, что начальная влажность древесины не превышает 20%;
- трудносохнущая порода и доска большой толщины – скорость сокращается в 2 раза.
Для успешной работы камер, как в теплое, так и холодное время года, вентиляционная система должна быть оснащена рекуператорами. Данное оборудование позволяет в зимнее время нагреть приточный воздух до положительной температуры, в результате чего исключается снижение производительности камеры и качество сушки пиломатериала. В наших проектах вентиляции сушильных камер мы используем вентиляторы с реверсивными серповидными лопаткам типа R . Такая конструкция повышает коэффициент полезного действия и позволяет экономить порядка энергии 10% на каждом вентиляторе.
Компания «Макил Плюс» обладает большим опытом производства сушилок, полностью соответствующих всем перечисленным требованиям. Мы разрабатываем сушильные камеры для пиломатериалов, как по собственным нормативам, так и по проектам заказчиков.
Назначение камерной сушки:
Камерная сушка предназначена:
а) для снижения влажности свежераспиленной или прошедшей атмосферную сушку древесины до производственной влажности, которая на 2-1% ниже эксплуатационной;
б) для обеззараживания древесины от спор деревоокрашивающих и дереворазрушающих грибков, и личинок древоточцев, повышения ее биологической стойкости;
в) для повышения технологических и эксплуатационных свойств древесины.
Типы сушильных камер, эксплуатируемых на фирме ______________
По способу нагрева сушильного агента-воздуха камеры фирмы ______________ относятся к паровым (камера № 1), к пароэлектрическим (камера № 2) и огневым (камера № 3)Камеры имеют принудительную циркуляцию – воздух в них приводится в движение вентиляторами. Все камеры – периодического действия: материал полностью загружается или выгружается одновременно, после чего новая партия загружается вновь.
В паровых камерах воздух отогревается горячей водой, циркулирующей по калориферам. В пароэлектрической – паровыми калориферами и дополнительно, с целью достижения высокой температуры в камере, электронагревательными приборами. В огневых сушильных камерах – горячий воздух от печи типа «Буллер”ян» непосредственно с помощью вентиляторов нагревается в штабель (безкалориферная сушильная камера).
Приборы и устройства для контроля и ведения процесса сушки.
Камеры в разной степени оснащены следующими приборами и механизмами, позволяющими вести процесс сушки в автоматическом режиме, полуавтоматическом и ручном режиме:
а) датчики контроля температуры (t 0) и влажности (w) древесины;
б) датчики контроля t 0 и w воздуха в камере;
в) механизм управления работой вентиляторов;
г) механизм управления нагревательной системой;
д) механизм работы вытяжной системы;
е) механизм управления подачею увлажнителя воздуха.
Для определения W древесины и t 0 воздуха и t 0 древесины в камере применяются различные датчики.
Для определения влажности воздуха служат датчики или прибор, называемый психрометром. Последний дает более точные показания. Простейший психрометр состоит из двух ртутных термометров сухого и мокрого с точностью показаний 0,1 С 0 . шарик мокрого термометра смачивается марлевым или батистовым чехлом, опущенным в сосуд с водой. Мокрый термометр всегда показывает t 0 более низкую, чем сухой вследствие дополнительного охлаждения за счет испарения влаги с его шарика. Разница между показаниями сухого и мокрого термометров называется ПСИХРОМЕТРИЧЕСКОЙ РАЗНОСТЬЮ. Чем она больше, тем суше воздух. Для определения относительной влажности по показаниям психрометра пользуются диаграммами или таблицами.
Относительная влажность воздуха характеризует способность воздуха испарять влагу и представляет собой отношение количества водяного пара в 1м 3 воздуха к количеству водяного пара в 1м 3 насыщенного воздуха при той же t 0 . Обычно ее выражают в процентах.
Контроль психометрической разности и влажности древесины должен быть только текущим.
Электродвигатели механизмов и устройств камеры должны быть класса Н (выдерживать высокие t 0 и W).
Вентиляторы устанавливаются специальные.
Котлы по мощности должны соответствовать объему сушки и быть автоматизированными, t 0 воды, подаваемой в калориферы камер, 90+5 0 С.
Заслонки (клапана) – выполняются из нержавеющей стали или алюминия и программируются на открытие и закрытие.
Увлажнение воздуха в камере осуществляется паронагревателем или форсунками.
Требования к сушильной камере
Сушильная камера должна обеспечивать:Высокую герметичность;
Равномерность распределения тепловых и аэродинамических полей по штабелю;
Требуемую точность измерения контролируемых параметров, т.е. правильную установку датчиков и приборов;
Текущий контроль психометрической влажности, t 0 воздуха в камере, W высушиваемого материала;
Минимальное количество и видов дефектов сушки.
Проверка герметичности сушильной камеры.
Первым показателем для оценки герметичности сушильных камер могут служить показания мокрого термометра психрометра в камере с пиломатериалами мягких пород посредине процесса сушки. При этом должны быть перекрыты приточно-вытяжные устройства и увлажнитель воздуха.
Стабильные значения показаний мокрого термометра Т М = 50 0 С свидетельствует о плохой герметичности, 60 0 С – о недостаточной и 70 0 С – о достаточной герметичности (зимой все показатели на 5 0 С меньше).
Плохая герметизация дверей заметна хорошо при наблюдении изнутри при закрытых дверях и хорошем внешнем освещении.
Признаком недостаточной теплоизоляции дверей является влажность их поверхности и вода под ними в начале сушки толстых сортиментов или твердых пород. Это относится и к перекрытию, с которого иногда вода капает на материал. При этих условиях камера превращается в конденсатор, который высушивает и охлаждает воздух в камере и смачивает саму камеру, особенно зимой.
В этом случае приточно-вытяжная вентиляция отрицательно сказывается на эффективность работы камеры. Она должна быть наглухо и герметично закрыта; если при сушке тонких хвойных пиломатериалов невозможно без увлажняющего пара поднять показания мокрого термометра Т М выше 65 0 С, то необходимо дополнительно герметизировать и теплоизолировать двери, перекрытия, пол; уплотнить места прохода в камеру труб, кабелей и т.п.
Порядок и правила ведения сушки.
Режимом сушки называется расписание температуры и степени насыщения сушильного агента (воздуха). Режим сушки координируется по влажности высушиваемой древесины. Ч ем выше температура, ниже степень насыщения и выше скорость воздуха, тем интенсивнее протекает процесс сушки. Эти параметры регулируются применением проверенных практикой режимов сушки, установленных для различных материалов (пород древесины, назначения, поперечного сечения). Данные режима приводятся ниже:
На каждую сушильную камеру заводится отдельный журнал: в нем записывается задание, режим сушки, делаются соответствующие записи. Если режим сушки ведется в ручном или полуавтоматическом режиме, то в журнале истопниками ведутся записи всех показателей, характеризующих процесс сушки. Ежечасно в журнале записываются температура и влажность воздуха в камере.
Этапы сушки
1. Определение влажности древесины перед закладыванием.2. Подготовка камеры и материала.
3. Определение и назначение режима сушки.
5. Начальный прогрев древесины.
6. Собственно сушка и контроль за режимами сушки и состоянием материала.
7. Гидротермическая и кондиционирующая обработка древесины.
Перед загрузкой камеры необходимо знать влажность загружаемого материала, чтобы правильно подобрать режим сушки в зависимости от его начальной влажности, породы и толщины.
Подготовить камеру: чисто прибрать, удалив пыль, опилки, кору, отходы древесины; тщательно осмотреть детали и механизмы оборудования, целостность защитного слоя стен и потолка. Все замеченные недостатки устранить.
Укладку штабелей проводить согласно требований и правил.
Лучшее качество сушки и наибольшая экономия теплоресурсов достигается при загрузке в камеру пиломатериалов одной породы и одной толщины. При необходимости загрузки пиломатериалов различных пород, следует подбирать их по толщине согласно рекомендаций.
Прокладки располагать на расстоянии не более 700 мм, точно друг над другом.
Пиломатериалы укладываются в горизонтальные ряды возможно плотно кромками друг к другу. Торцы укладываются заподлицо с прокладками.
Начальный прогрев.
Начальный прогрев проводится интенсивно с целью проведения ее стерилизации в возможно короткий срок. Для этого необходимо поддерживать в котлах t 0 95 0 С и постоянную циркуляцию горячей воды в системе обогрева камеры.
При стабилизации температуры в камере на отметке ниже предусмотренной заданным режимом сушки при постоянной работе котлов, следует включить электронагревательные приборы.
Вытяжные клапаны на этом этапе сушки закрыты: влажность в камере должна быть высокой, поскольку диффузия воды – движение ее от середины к поверхности пиломатериала – и, следовательно, скорость сушки зависит от температуры древесины (см. табл.1). Чем выше влажность древесины, тем выше ее теплопроводность, тем выше скорость ее прогрева. При этом предотвращается испарение влаги с древесины.
Табл. 1
Влияние температуры на скорость
диффузии в древесинеВо время предварительного нагрева вентиляторы гоняют нагретый теплообменниками воздух для выравнивания температуры и влажности агента сушки и достижения древесиной заданной режимом температуры.
Если в камеру подан материал свежесрубленный, влажность воздуха в ней будет близкой к 100%, если же загружен материал, прошедший атмосферную сушку, необходимо поддерживать влажность воздуха во время начальной обработки на уровне 90-92% более высокая влажность воздуха в камере может привести к появлению в материале внутренних трещин.
Температуру во время прогрева обычно держат на 5-10 0 С выше, чем на первой ступени выбранного режима сушки. Продолжительность прогрева: для сосновых, липовых, осиновых досок толщиной 25 мм – 2 часа, для березовых и ольховых – 3 часа, для дубовых, ясеневых и кленовых – 4 часа.
Для досок других размеров сроки обработки изменяются пропорционально их толщине. В продолжительность прогрева не включается время подъема температуры до заданного режимом уровня.
По достижению температуры воздуха, заданной режимом сушки, в камере добиваются заданной психрометрической разности. Если она ниже, следует включить парогенератор, если она выше, следует открыть вытяжные клапаны.
1. Обмен воздуха должен осуществляться только для удаления из камеры излишков влаги.
2. Воздух в камеру должен поступать с положительной температурой. Подача воздуха в зимний период с улицы приводит к снижению продуктивности камеры на 20-40%. Поступление холодного воздуха не только кондиционирует влагу (что является причиной увеличения срока сушки на первой стадии), но и отрицательно влияет на качество самой сушки. При отсутствии рекуператоров в камеру следует подавать воздух из котельной.
3. Категорически запрещается одновременно, даже частично, открывать клапана вытяжной вентиляции при работе увлажнителя воздуха. Удаление влаги из камеры при ее недостатке и компенсация этого недостатка увлажняющим паром ухудшает режим сушки, который становится менее стойким и более зависимым от давления пара.
4. Пиломатериалы удовлетворительно можно высушить только лишь во влажной среде, что отображено в режимах сушки. Чем выше показатели мокрого термометра, тем больше (особенно в первой стадии сушки, температура древесины, а следовательно ее влагопроводность, тем быстрее сохнет материал.
При показаниях мокрого термометра 96-98
0
С материал сохнет в несколько раз быстрее
,чем при показания его равным 60-70 0 С. Поэтому во время работы камеры необходимо принимать все возможные меры для сохранения влаги, а не удаления ее.
5. Если не удается поддерживать необходимую температуру (вследствие чего заданный режим сушки может нарушиться), необходимо сохранять заданную психометрическую разность для каждой ступени режима или несколько уменьшить ее, учитывая, что при пониженной температуре материала скорость продвижения влаги из глубины на поверхность уменьшается.
Ведение сушки
Ведение
Для качественного проведения сушки необходимо:Измерять и регулировать состояние сушильного агента – его температуру и влажность с целью поддержания режима сушки;
Измерять влажность древесины для своевременного перехода с одной ступени режима на другую;
Регулировать процесс циркуляции агента сушки;
Поддерживать с точностью _ 2 0 С температуру мокрого термометра; отклонение психрометрической разницы от заданной не должно превышать 10…20%. Термометры должны иметь цену деления не больше 0,1 0 С.
Обеспечить для тонких досок быстросохнущих пород скорость циркуляции воздуха 2 –2,5 м\с; для толстых досок, особенно трудно высыхающих пород, скорость должна быть уменьшена в 2 раза, что не снижает производительность камеры, но повышает качество. Минимально необходимой скоростью движения воздуха в камере (хотя и недостаточной для таких досок хвойных и быстросохнущих лиственных пород), является скорость 1 м\с.
Эта низкая скорость циркуляции воздуха необходима лишь при сушке быстросохнущих пород в период их сушки от 18…20% до конечной влажности 8-12%.
Поэтому для эффективного ведения процесса сушки должна осуществляться регулировка скорости циркуляции воздуха двумя (как минимум) скоростными двигателями с плавной регулировкой частоты вращения.
В случае ведения прерывистого режима работы циркуляционной системы для компенсации замедленного процесса сушки при перерыве циркуляции, необходимо значительно, до уровня следующей ступени, увеличить психрометрическую разность, которая не ухудшает качество сушки, а процесс интенсифицирует. Чем меньше скорость циркуляции, тем больше можно допустить значение психометрической разности.
Повышение температуры и увеличение скорости движения воздуха уменьшают продолжительность процесса. Причем, скорость циркуляции только в первый период ощутимо влияет на длительность процесса. При сушке пиломатериалов и заготовок твердых лиственных пород период постоянной скорости сушки практически отсутствует. Поэтому нет опасности, что при одновременном повышении температуры и некотором повышении влажности воздуха уменьшится интенсивность процесса.
Сохранить целостность пиломатериала при сушке можно периодическим снятием накопившихся напряжений посредством проведения промежуточных влаготеплообработок. Наиболее эффективна промежуточная обработка водяным паром. Хорошие результаты дает применением аммиачной воды: аммиак дополнительно пластифицирует древесину и позволяет быстрее снять внутренние напряжения. Рекомендуется подвергать промежуточной влаготеплообработке пиломатериалы, толщина которых превышает 30 мм для дуба, граба, ясеня и 40 мм для бука и клена. Назначают промежуточную влаготеплообработку при переходе со второй на третью ступень режима.
Для предохранения досок от коробления во время сушки, или значительного уменьшения этого дефекта, применяют прессование сверху хорошо уложенного штабеля, путем применения пневматических или пружинных прижимов. Рекомендуется использовать давление 500 кг\м 2 для сосны толщиной 25 мм, и 1000 кг для сосны толщиной 50 мм.
Конечная влаготеплообработка
Конечная влаготеплообработка имеет целью устранения внутренних напряжений в древесине, вызванных сушкой. Конечная обработка состоит из повышения в камере на определенное время температуры и влажности воздуха. Температуру повышают на 5-8 0 С выше температуры той ступени режима, которая предшествовала началу обработки. Влажность воздуха должна быть равновесной средней влажности материала в камере, увеличенной на 3%, что может быть установлено по диаграмме равновесной влажности. Продолжительность конечной обработки (в часах на каждые 25 мм толщины материала) принимается: для сосны, осины, липы – 6; березы, ольхи – 10; дуба, ясеня, клена –16.После обработки материал в течение 3-4 часов выдерживается в камере для подсушки увлажненной поверхности при том состоянии воздуха, которое задается режимом сушки. После этого камеру отключают от нагревательных приборов и материал остается в ней для медленного остывания. Выгружать следует вполне остывший материал.
Кондиционирующая обработка
Для выравнивания влажности древесины по всему объему штабеля и по толщине пиломатериалов проводится кондиционирующая обработка. Для этого в камере создают такое состояние среды, при котором подсыхают недосушенные пиломатериалы и увлажняются пересушенные. Во время кондиционирующей обработки температура среды по сухому термометру выше температуры последней ступени режима, а степень насыщения соответствует (по диаграмме равновесной влажности) средней конечной влажности древесины, увеличенной на 1%. Продолжительность кондиционирующей обработки приблизительно равна продолжительности конечной влаготеплообработки.
Качество сушки пиломатериалов
Качество сушки определяется следующими показателями:1. Видимыми дефектами (трещины, коробление и т.п);
2. Соответствие между заданной и полученной конечной влажностью материала;
3. Равномерность просыхания материала по объему штабеля;
4. Перепадами влажности по толщине досок;
5. Величиной внутренних напряжений после сушки.
Наружные трещины являются следствием внутренних напряжений, возникших в результате неравномерности усушки наружных и внутренних слоев древесины. Мерой борьбы с наружными трещинами является поддержание высокой влажности воздуха в начале процесса.
Внутренние трещины являются следствием внутренних напряжений, однако в отличии от напряжений, вызывающих наружные трещины, они вызываются тем, что усушка наружных слоев оказывается меньше, чем усушка внутренних слоев, тогда как появление наружных трещин происходит в случае большей усушки наружных слоев по сравнению с усушкой внутренних слоев. Внутренние трещины могут появиться во второй половине процесса.
Так как конечные напряжения зависят от начальных перепадов влажности, то мерой борьбы с внутренними трещинами является недопущение интенсивности сушки с поверхности в самом начале процесса.
Торцевые трещины возникают из-за более интенсивной сушки древесины у торцов. Мерой борьбы является укладка досок в потай или заподлицо с прокладкой.
Коробление . Причина – неодинаковая усушка в тангенциальном и радиальном направлениях. Проявляется при сушке досок в свободном состоянии. Мерами борьбы с короблением являются: сушка в зажатом состоянии и правильная укладка досок в штабель (применение строганых прокладок и укладка их строго одна над другой по вертикали; укладка досок одной толщины (особенно в одном горизонтальном ряду)).
Конечная влажность назначается в соответствии с условиями эксплуатации. Конечная влажность древесины изделий в процентах не должна превышать:
а) всех деталей оконных переплетов, фрамуг и дверных полотен (кроме щитов и филенок), подоконных досок 12%;
б) коробок внутренних дверей и фрамуг 15%;
в) коробок наружных дверей и окон 18%;
г) реечных щитов щитовых дверей, филенок дощатых 9%;
д) шкантов и нагелей 7%;
е) погонажных изделий 12%.
Равномерность просыхания материала характеризуется разностью между заданной конечной влажностью и минимальной влажностью досок после сушки. Равномерность конечной влажности зависит от однородности загружаемого в камеру материала (колебания начальной влажности) и размера штабеля в направлении движения воздуха по материалу. Для уменьшения неравномерности просыхания материала следует улучшить равномерность циркуляции воздуха по штабелю, изменить в случае необходимости укладку материала.
Перепад влажности по толщине
определяется как разность между влажностью центрального слоя и поверхности досок. Для его определения после сушки вырезают так называемые секции послойной влажности и раскалывают их по толщине на несколько слоев. Разницу между влажностью центрального и поверхностного слоев и принимают за перепад влажности. Неравномерность влажности по толщине уменьшают путем проведения конечной обработки.
Нормы требований к качеству сушки пиломатериалов
|
Категория качества сушки |
Заданная конечная влажность в % |
Допустимые отклонения влажности в % |
Допустимый перепад влажности по толщине материала при его толщине в мм |
|||
|
16-20 |
21-40 |
41-60 |
61-80 |
|||
Высококачественная |
8 |
-2 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
|
Повышенное качество |
8 |
-3 |
2,0 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
|
Среднее качество |
10 |
-5 |
2,0 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
|
Рядовая сушка |
10 |
-6 |
не контролируется |
|||
При выборе сушильного оборудования необходимо учитывать требования к качеству сушки, климатические условия эксплуатации сушилок, объёмы сушки, квалификацию персонала и много других факторов. Однозначно можно утверждать, что не любое оборудование, даже импортное, обеспечит эффективный процесс для конкретных условий того или иного завода.
Рассмотрим ряд основополагающих требований к сушильным камерам, которые должны помочь производственникам, как при выборе сушильной техники, так и при реконструкции имеющихся сушильных камер и строительстве новых.
К числу этих требований относятся:
Аэродинамика сушильных камер (вентиляция сушильной камеры)
В сушильных камерах должна быть обеспечена равномерная скорость циркуляции сушильного агента (воздуха) по пиломатериалу.
Величина скорости движения воздуха через штабель пиломатериала зависит от породы и толщины высушиваемых досок. Для тонких досок из древесины быстро сохнущих пород эффективна высокая скорость циркуляции 2,0-2,5 м/с и выше, в отдельных случаях доходящая до 5 м/с. Для толстых досок и особенно трудно сохнущих пород скорость может быть уменьшена в 2-а раза без снижения производительности камер, а качество будет выше, чем при высокой скорости.
Таким образом, для эффективного проведения процесса сушки должна быть предусмотрена возможность регулирования скорости, как минимум 2-ух скоростным двигателем. Отметим, что низкая скорость эффективна и при сушке быстро сохнущих пород при высушивании от 18-20% до конечной влажности.
Ограждения сушильных камер
Ограждения сушильных камер должны быть герметичными, т.есть не должно быть неорганизованного воздуха и влагообмена с окружающей средой.
Ограждения сушильных камер должны иметь эффективную тепловую защиту (изоляцию) с коэффициентом теплопередачи не более 0,3-0,4 Вт/м² ºС.
Это требование обусловлено в большей степени необходимостью поддержания режимов сушки, а не только экономией тепловой энергии.
Тепловое оборудование
Сушильная камера должна иметь достаточную тепловую мощность, обеспечивающую подъём и поддержание температуры на заданном уровне.
Калориферы сушильных камер должны быть выполнены из нержавеющих материалов.
Вентиляция сушильных камер
Вентиляция сушильных камер должна обеспечивать стабильные параметры приточного воздуха, как летом, так и зимой (воздух должен поступать в камеру с положительной температурой ). Достигается это применением в камерах системы восстановления параметров воздуха – рекуператоров.
При использовании сушильных камер без рекуператоров в зимнее время производительность камер снижается на 20-40%. Поступающий холодный воздух при этом не только конденсирует влагу из воздуха, что является причиной увеличения срока сушки (на первом этапе), но и отрицательно влияет на качество сушки пиломатериалов.
Системы контроля и регулирования процесса сушки (автоматика сушки)
Сушильные камеры должны быть снабжены психрометрической системой контроля климата.
Худшие результаты показывает система UGL – контроль температуры и равновесной влажности древесины. Исследования показали, что адекватность показаний у системы UGL хуже, чем у психрометрической системы, а это, значит, нарушается режим сушки и, как следствие отрицательно сказывается на качестве.
Конструктивно датчик UGL представляет собой пластину из древесины лимба или целлюлозы закрепленной между двумя электродами. По величине электрического сопротивления с поправкой по температуре прогнозируется равновесная влажность древесины в данном климате.
Камеры должны быть снабжены системой контроля текущей влажности древесины. Гораздо худшие результаты сушки получаются при ведении процесса по времени.
Регулирования процесса должно осуществляться в автоматическом режиме.
http://www.sushkam.ru/vsk_treb.htm
V. Требования пожарной безопасности, предъявляемые к помещениям для сушки древесины (сушильные камеры).
5.1.При сушке древесины в петролатуме его разогревают в баках до температуры 120-140°. Бак надо заполнять петролатумом с таким расчетом, чтобы при опускании в него пакета древесины уровень жидкости в баке поднимался не более чем на 60 см до верхнего обреза бака (во избежание переливания жидкости). Чтобы уменьшить вспенивание петролатума, не рекомендуется опускать в него древесину, покрытую льдом или снегом.
5.2.Помещения, где устанавливаются петролатумные ванны, оборудуются приточно-вытяжной вентиляцией, а над ванной монтируется зонт с вытяжной трубой.
5.3.При сушке древесины токами высокой частоты в сушилках, электроды должны быть исправны и обеспечено хорошее соприкосновение их с древесиной во избежание искрения. Перед укладкой древесины в штабели для сушки токами высокой частоты необходимо убедиться в отсутствии в ней металлических предметов. Двери сушильной камеры при этом способе сушки блокируются с устройством подачи напряжения на электроды; контроль и регулирование температуры в сушилках осуществляются автоматическими приборами.
5.4.Для каждой сушилки устанавливается предельно допустимая норма загрузки материалами и предельно допустимый температурный режим работы. Поддержание заданного температурного режима работы сушильных камер должно осуществляться автоматическими регуляторами температуры. Очистку поверхности нагревательных приборов от отходов древесины, мусора и пыли производить после каждой разгрузки сушильных камер.
5.5.При сушке инфракрасными лучами для каждой сушилки устанавливается также и допустимое минимальное расстояние от ламп до высушиваемой поверхности (в зависимости от мощности ламп и вида высушиваемого материала).
5.6.Не допускается эксплуатация сушильных камер при неисправных автоматических средствах.
5.7.Сушильные камеры (помещения, шкафы) для сырья, полуфабрикатов и покрашенных готовых изделий должны быть оборудованы автоматикой отключения обогрева при превышении температуры свыше допустимой.
5.8.Пребывание людей и сушка спецодежды в сушильных камерах не разрешается.
VI. Содержание, техническое обслуживание и планово-предупредительный ремонт систем и установок противопожарной защиты столярной мастерской ТГУ.
6.1.Помещения столярной мастерской должны быть оборудованы системой автоматической пожарной сигнализации (АУПС) и системой оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ) людей при пожаре. Кроме того, окрасочные камеры с применением ЛВЖ и ГЖ, сушильные камеры, циклоны (бункеры) для сбора горючих отходов, должны быть оборудованы установками автоматического пожаротушения (АУПТ).
6.2.Противопожарные системы и установки (противодымная защита, средства пожарной автоматики и тушения, системы оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре) в мастерской должны постоянно содержаться в исправном состоянии и постоянной готовности, соответствовать проектной документации. Перевод установок с автоматического пуска на ручной запрещается, за исключением случаев, оговоренных в нормах и правилах.
6.3.Объемные самосветящиеся знаки пожарной безопасности с автономным питанием и от электросети, используемые на путях эвакуации (в том числе световые указатели “Эвакуационный (запасный) выход”, “Дверь эвакуационного выхода”), должны постоянно находиться в исправном и включенном состоянии.
6.4.Регламентные работы по техническому обслуживанию и планово-предупредительному ремонту (ТО и ППР) автоматических установок противопожарной защиты осуществляются в соответствии с годовым планом-графиком, составляемым с учетом технической документации заводов-изготовителей и сроками выполнения ремонтных работ. ТО и ППР выполняет специализированная организация, имеющая лицензию, по договору (гос. контракту). ТО и ППР проводятся с целью поддержания установок пожарной автоматики в работоспособном и исправном состоянии в течении всего срока эксплуатации, а также обеспечения их срабатывания при возникновении пожара.
6.5.ТО и ППР установок пожарной автоматики включает в себя:
проведение плановых профилактических работ;
устранение неисправностей и проведение текущего ремонта;
оказание помощи ТГУ в вопросах правильной эксплуатации.
6.6.1.Записи должны констатировать следующий вывод: "Установка пожарной автоматики сдана Заказчику в исправном и работоспособном состоянии в автоматическом режиме и готова к использованию по назначению".
6.7.Эксплуатация (содержание) установок пожарной автоматики работниками ТГУ.
6.7.1.В ТГУ распорядительным документом (приказом) назначается лицо, ответственное за эксплуатацию установок пожарной автоматики ТГУ, а также оперативный (дежурный) персонал, контролирующий состояние установок пожарной автоматики в течение дежурных суток на закрепленном объекте.
6.7.2.Лицо, ответственное за эксплуатацию установок пожарной автоматики ТГУ, обязано обеспечить:
контроль за проведением первичного обследования установок пожарной автоматики и соблюдение регламентов ТО и ППР специализированной организацией, а также своевременность и качество выполнения работ данной организацией в соответствии с графиком работ по договору (гос. контракту);
разработку необходимой эксплуатационной документации в следующем объеме (инструкции по эксплуатации установки пожарной автоматики; регламентов работ; планов-графиков ТО и ППР; тех. заданий для заключения договоров со специализированной организацией на ТО и ППР);
обучение дежурного персонала, действиям при срабатывании (неисправностях) пожарной автоматики;
расследование причин срабатываний и неисправностей установок пожарной автоматики;
своевременное предъявление рекламаций:
Монтажным организациям - при обнаружении некачественного монтажа или отступлений при монтаже от проектной документации, не согласованных с разработчиком проекта и органом государственного пожарного надзора;
Обслуживающим организациям - за несвоевременное и некачественное проведение ТО и ППР установок и средств пожарной автоматики.
анализ и обобщение информации о техническом состоянии обслуживаемых установок пожарной автоматики и их надежности при эксплуатации;
разработку мероприятий по совершенствованию форм и методов ТО и ППР установок пожарной автоматики.
провести внешний осмотр составных частей установки (ППКиУ, извещателей, оповещателей, шлейфа сигнализации) на отсутствие механических повреждений, коррозии, грязи, прочность крепления.
осуществить контроль рабочего положения переключателей и выключателей, исправность СЗО, наличие пломб на ППКиУ.
убедиться в наличии пломб на предохранительном клапане и предохранительной чеке рукоятки пуска АУПТ;
убедиться в работоспособности сигнализации по показаниям ППКиУ и соответствия давления требуемым параметрам по показаниям манометров АУПТ.
инструкции для оперативного (дежурного персонала);
тактико-технические характеристики приборов и оборудования установок пожарной автоматики, смонтированных на закрепленном объекте, и принцип их действия;
наименование, назначение и местонахождение защищаемых (контролируемых) установками помещений;
порядок пуска установки пожарной автоматики в ручном режиме;
порядок ведения оперативной документации;
порядок контроля работоспособного состояния установки пожарной автоматики на объекте;
порядок вызова пожарной охраны.
VII. Требования пожарной безопасности, предъявляемые к электрооборудованию.
7.1.Эксплуатация электрооборудования в столярной мастерской ТГУ осуществляется в соответствии с «Инструкцией о мерах пожарной безопасности при монтаже и эксплуатации электрооборудования в ТГУ».
7.2.Лица, ответственные за эксплуатацию электроустановок, обязаны:
7.2.1.Следить за правильностью выбора и применения кабелей, электропроводов, двигателей, светильников и другого электрооборудования в зависимости от класса пожаро- и взрывоопасности помещений и условий окружающей среды;
7.2.2.Систематически контролировать состояние электрооборудования с целью предупреждения в них коротких замыканий, перегрузок, а также других аварийных режимов работы, которые могут привести к пожарам и загораниям;
7.3.Для предотвращения пожаров (загораний) в установленные сроки должна проводиться проверка надежности соединений, защитного заземления, зануления, режима работы электродвигателей. Также необходимо проводить проверку стационарного оборудования и электропроводки аварийного и рабочего освещения, проводить испытания и измерение сопротивления изоляции проводов, кабелей и заземляющих устройств по графику, службой главного энергетика ТГУ не реже одного раза в три года. Результаты замеров должны быть оформлены актом (протоколом) в соответствии с нормами испытания электрооборудования.
7.4.Все электроустановки должны быть защищены аппаратами защиты от токов короткого замыкания и других аварийных режимов, могущих привести к пожарам и загораниям.
7.5.При эксплуатации электрооборудования необходимо соблюдать следующие требования:
монтаж и эксплуатацию электроустановок и электротехнических изделий в помещениях столярной мастерской ТГУ необходимо осуществлять в соответствии с требованиями нормативных документов по пожарной безопасности и электроэнергетике (в том числе Правил устройства электроустановок (ПУЭ), Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПЭЭП), межотраслевых правил по ОТ при эксплуатации электроустановок.);
в процессе эксплуатации деревообрабатывающее оборудование должно подвергаться техническому обслуживанию, планово-предупредительным ремонтам в соответствии с указаниями заводов-изготовителей, приведенными в документации на это оборудование;
в помещениях необходимо использовать сертифицированные переносные и передвижные электроприёмники, а также вспомогательное оборудование к ним, в соответствии с их назначением, указанным в паспорте;
1 раз в 6 месяцев переносные и передвижные электроприемники, а также вспомогательное оборудование к ним необходимо подвергать проверке, а результаты проверки отражать в «Журнале регистрации инвентарного учета, периодической проверки и ремонта переносных и передвижных электроприемников, вспомогательного оборудования к ним»;
не допускать прохождение воздушных линий электропередачи и наружных электропроводок над сгораемыми кровлями, навесами, штабелями пиломатериалов;
не допускать прокладку электрических проводов и кабелей транзитом через складские, производственные помещения;
не допускать провисание электропроводов, соприкосновение их между собой или с конструктивными элементами здания и различными предметами.
7.7.Осветительная электросеть должна быть смонтирована так, чтобы светильники не соприкасались со сгораемыми конструкциями и горючими материалами в соответствии с требованиями ПУЭ.
7.8.Электродвигатели, светильники, проводка, распределительные устройства должны очищаться от горючей пыли не реже двух раз в месяц, а в помещениях со значительным выделением пыли - не реже четырех раз в месяц.
7.9.При эксплуатации электроустановок запрещается:
оставлять под напряжением электрические провода и кабели с неизолированными концами, а также эксплуатировать электропровода и кабели с поврежденной или потерявшей защитные свойства изоляцией;
использовать приемники электрической энергии (электроприемники) в условиях, не соответствующих требованиям инструкций предприятий-изготовителей или имеющие неисправности, которые в соответствии с инструкцией по эксплуатации могут привести к пожару;
пользоваться электроплитками, электрочайниками и другими электронагревательными приборами, не имеющими устройств тепловой защиты, без подставок из негорючих теплоизоляционных материалов, исключающих опасность возникновения пожара;
применять нестандартные (самодельные) электронагревательные приборы, использовать некалиброванные плавкие вставки или другие самодельные аппараты защиты от перегрузки и короткого замыкания;
размещать (складировать) у электрощитов, электродвигателей и пусковой аппаратуры горючие (в том числе легковоспламеняющиеся) вещества и материалы;
прокладывать электрокабели по сгораемым конструкциям здания, горючим отделочным материалам помещений;
осуществлять соединение участков электропроводов при помощи «механической скрутки».
7.11.Неисправности в электросетях и электроаппаратуре, вызывающие искрение, короткое замыкание, сверхдопустимый нагрев горючей изоляции кабелей и проводов, должны немедленно устраняться дежурным персоналом; неисправную электросеть следует отключать до приведения ее в пожаробезопасное состояние.
7.12.Отверстия в местах пересечения электрических проводов и кабелей (проложенных впервые или взамен существующих) с противопожарными преградами в зданиях и сооружениях должны быть заделаны огнестойким материалом до включения электросети под напряжение.
7.13.Замена электроприборов с меньшей мощностью на большую должна производиться с учетом допустимой нагрузки электросети (сечение и материала проводов, выключателей и т. д.) и после согласования с главным энергетиком ТГУ.
7.14.Установка в помещении столярной мастерской электронагревательного оборудования, должна производиться, только после согласование с отделом пожарной безопасности, ГО и ЧС ТГУ и главным энергетиком ТГУ.
7.15.Электроустановки и бытовые электроприборы в помещениях, в которых по окончании рабочего времени отсутствует дежурный персонал, должны быть обесточены. Под напряжением должны оставаться дежурное освещение, установки пожаротушения и противопожарного водоснабжения, пожарная и охранно-пожарная сигнализация.
Продукцию из дерева, отвечающую современным требованиям, можно получить только из специально отобранного и подготовленного сырья. Показатель влажности становится в этой ситуации решающим. Довести натуральный материал до нужных кондиций естественным методом долго. В зависимости от породы на это может уйти до нескольких до нескольких десятков лет. Если же используется сушильная камера для древесины, то время существенно сокращается. Крупные производственные объединения давно используют такое оборудование для пиломатериалов.
Для мелких компаний, индивидуальных предпринимателей и домашних умельцев этот вопрос становится актуальным, поскольку доски, брус естественной влажности существенно дешевле, но для производства качественной продукции он не годиться. Ждать, пока древесина высохнет естественным образом, слишком долго. При выборе способа принудительной качественной сушки встает вопрос, приобрести уже готовые камеры или сделать их своими руками. Но прежде всего, необходимо понимать теорию, принципы и особенности этой операции.
Опыт показал, что процесс удаления влаги из пиломатериалов будет эффективен при соблюдении общих правил. Определяются они следующими критериями:
- Сушильные камеры должны отвечать нормам по производительности и безопасности;
- Строгое выполнение режимов сушки;
- Правильная укладка и фиксация заготовок, исключающая коробление, растрескивание;
- Контроль на всех этапах операции, от подготовки сырья до выгрузки древесины из камеры.
Если сушилка для древесины сделана своими руками, то следует провести тестовую сушку на соответствие отраслевым нормам. Это даст возможность корректировать режим операции для конкретного устройства. Базовыми параметрами считаются исходная влажность древесины, толщина бруса, доски, порода. Согласно правилам проведения процедуры определяется скорость сушки. Отклонения нежелательны. Форсирование операции путем повышения температуры приведет к изменениям цвета массива, ухудшению эксплуатационных качеств.
Характерной ошибкой считается неправильная укладка пиломатериалов. Находясь в камере для сушки древесины, заготовки подвергаются структурным изменениям и возникают сильные внутренние напряжения. При укладке необходимо принудительно закреплять материал. Доски выкладываются плотно к основанию и прокладкам между ними для свободного движения воздуха. Исключаются перекосы и отклонения от ровной плоскости каждой заготовки. В противном случае сушка древесины может безнадежно испортить пиломатериалы. Качественная продукция уже не получится.
Принудительная подача воздуха значительно ускоряет процесс. Технологию сушки разрабатывали несколько поколений мастеров, и накопленный опыт показывает, что пренебрежение правилами становится причиной излишних расходов, удорожания конечного продукта и снижение его качества.
Влажность древесины
Для определения режима обработки необходимо проверить пиломатериалы по основным показателям. К таким относятся порода, толщина доски и влажность. Свежий лес высушивать сложнее. Кроме высокой влажности у хвойных пород происходит выделение смолы и значительный коэффициент усадки. В таких случаях операцию проводят в два этапа с разными режимами. Предварительная сушка до 20%, затем последующая до нужного значения, обычно 8-12%. Столько влаги в процессе изготовления изделия считается допустимой нормой.
Доводить заготовку до меньших значений влажности нельзя, за исключением особых случаев подготовки древесины со специальными качествами. Пересушенное дерево начинает впитывать влагу из воздуха, изделие набухает, изменяет свою геометрию вплоть до частичного или полного разрушения готовой конструкции. Рекомендовано прекращать процесс по достижении рекомендованных значений. Сушилка древесины обязательно оборудуется приборами контроля влажности.
Для чего нужна сушка
При выполнении строительных работ и на мебельном производстве в проектно-сметной документации указывается допустимая влажность древесины. Доводится сырье до нужной кондиции в сушильных камерах различных конструкций. Для отдельных операций в строительстве допускается влажность 20%. Мебель же производят из массива 8-10%. Значения определены с учетом возможных изменений структуры и геометрии в процессе дальнейшей эксплуатации. Не доведенные до нужных характеристик способом сушки заготовки не могут использоваться в производстве.
Продукция из дерева в большинстве случаев используется внутри помещений, где влажность меньшая, чем естественная под открытым небом. Неизбежны существенные изменения размеров и возникновение напряжений в изделии вследствие усыхания. Появившиеся трещины, коробление ухудшают внешний вид и эксплуатационные характеристики готового изделия. Естественным способом удалить влагу в промышленных масштабах не рентабельно, поскольку заготавливать сырье придется за несколько лет до его использования. Только сушилка для досок и других пиломатериалов способно быстро и качественно удалить излишки влаги и сделать материал пригодным для выпуска качественной продукции.
Режимы сушки
Эффективность сушки напрямую зависит от состава воздуха, его влажности и температуры. Экспериментировать со временем и температурой не имея опыта, не стоит, можно испортить заготовки. Ориентиром могут послужить следующие значения нормального режима сушки для доски 40-50 мм в камере конвективного типа:
- Бук, клен, лиственница. Температура 60°С. Время сушки при влажности > 35% не менее 130 часов, при 20-25% — около 40 часов;
- Дуб, ясень, орех. Температура 50°С. Время сушки при влажности > 35% не менее 255 часов, при 20-25% — 95-100 часов;
- Ольха, береза. Температура 60-65°С. Время сушки при влажности > 35% не менее 90 часов, при 20-25% — 30-40 часов;
- Сосна, кедр, ель, пихта. Температура 70°С. Время сушки при влажности > 35% около 70 часов, при 20-25% — не менее 30 часов.
Предварительную сушку древесины с избыточной влажностью более 60% проводят в форсированном режиме, повышая температуру на 10-20 %. Лиственные допускается сушить при более высоких температурах, нежели хвойные.
Сушильная камера своими руками
Если решено, что делается сушилка своими руками, то следует знать основные элементы конструкции, их назначение и способы монтажа или строительства. Используется при этом только те материалы, которые способны выдержать предстоящие нагрузки. Применять обычные стройматериалы нельзя. Сушильные камеры для пиломатериалов состоят из следующих элементов:
- Помещение, оборудованное системой теплоизоляции;
- Источники тепла;
- Система принудительной подачи воздуха к обрабатываемому материалу;
- Оборудование для укладки заготовок;
- Система отгрузки и загрузки;
- Приборы, инструменты для контроля влажности и температуры.
В качестве источников тепла применяются различные приборы. Электрические нагревательные элементы, которые потребляют значительное количество энергии. Эффективнее считаются газовые горелки. Иногда монтируется котельное оборудование, которое имеет высокие показатели эффективности. Самостоятельно легче всего сделать сушильные камеры для пиломатериалов конвективного типа. Самостоятельно собрать аэродинамическую или СВЧ конструкцию сложно без определенных знаний и навыков.
Подбор помещения
Правильный выбор места для сушки станет гарантией эффективности конструкции. Использовать можно как уже имеющееся помещение, так и возведенное специально для этой цели строение. Отвечать оно должно следующим условиям:
- Теплоизоляция. Разница температур внутри и снаружи сушилки существенна, и чтобы ее поддерживать на нужном уровне включаются обогревательные приборы. В идеале стены и изоляция утеплителем должны иметь аналогичные с жилым домом показатели по энергоэффективности. Теплоизоляционный слой делают на стены, пол, потолок. В этом случае нагревательные приборы включаются на короткий срок при критических падениях температуры, а в остальное время они находятся в отключенном состоянии, что существенно экономит потребление энергии;
- Вентиляция или осушение воздуха при конвекции по внутреннему контуру. Своевременное удаление влаги станет залогом сокращения времени сушки, поэтому в помещении необходима эффективная вентиляция или сбор конденсата на холодный теплообменник. При проектировании сушилки на этот аспект следует акцентировать внимание;
- Безопасность. Электрическая схема, приборы и механизмы вбираются из образцов, предназначенных для эксплуатации при повышенной влажности и температуре, например из оборудования для строительства саун, бань. Требования пожарной безопасности, охраны здоровья и жизни человека должны стать приоритетными.
Сам принцип работы камеры для древесины не сложен. Но реализовать его можно только в подходящем для этого помещении. Затраты на возведение, переоборудование камеры разовые. Если выполнены все требования, то в дальнейшей работе сушилка при минимальных расходах на энергоноситель и обслуживание способна выдавать нужный объем просушенной древесины в заявленный срок с желаемым процентом влажности.
Строительство и установка оборудования сушильной камеры
В продаже есть готовые камеры с отличными эксплуатационными характеристиками, однако их стоимость может не окупиться и за многие годы при небольших объемах производства. Выбор небольших компаний, индивидуальных предпринимателей часто падает на самостоятельное строительство нужной конструкции. Схема сушильной камеры конвективного типа проста. Можно использовать уже имеющееся помещение, строение, которое оборудуется нужными для решения задачи устройствами, приборами и механизмами.
Следует помнить, что подключение газового оборудования должны осуществлять уполномоченные организации. Электрическую схему проектирует квалифицированный электрик с учетом использования оборудования при повышенной температуре внутри камеры. Приборы, кабели, вентиляторы, источники освещение вбираются с маркировкой, указывающей на соответствующий температурный и влажностный режим эксплуатации. Помещение относится к категории с повышенной пожарной опасностью. Системы огнетушения предусматриваются на проектной стадии во избежание проблем с надзорными органами. Проектная мощность согласуется с возможностями подачи ресурса. В некоторых районах имеются ограничения по доставке газа, электроэнергии.
Оборудование
Набор оборудования небольшой, но требует тщательного выбора при покупке. Устройство сушильной камеры кроме стандартного комплекта из нагревательного элемента, системы принудительной подачи воздуха могут дополнительно оснащаться приборами, повышающими производительность, системами автоматизации. Датчики температуры, включенные в схему, могут своевременно включать или выключать источник тепла, без участия человека. В оборудование для сушильных камер включают устройство сбора и удаления конденсата. Высокой температуры не достаточно для быстрого удаления влаги, если в воздухе она находится в избыточном количестве. Холодный контур эффективно улавливает на поверхности частички воды и его рекомендуется устанавливать для повышения производительности. Улучшает показатели и предварительный прогрев поступающего воздуха, который не охлаждает обрабатываемые пиломатериалы, тем самым сокращая время сушки.
Эксплуатация сушильной камеры
Обслуживание конструкции, когда она собрана правильно не представляется сложным процессом. Сушильные камеры не рекомендуется использовать для хранения, даже временного любым посторонних предметов, товаров. Поддерживается внутри помещения чистота. Регулярная уборка обязательна. Удаление пыли, грязи, опилок необходимо, поскольку достаточно мощная конвекция воздуха внутри камеры неизбежно приведет к попаданию посторонних веществ на источники тепла, что уменьшит их производительность, а в случае использования электрических, газовых нагревательных элементов к опасности возгорания. Проводится регулярных осмотр всех элементов конструкции: теплоизоляции, вентиляции, источников тепла.