The results of research work on creation of wood drying in which the energy carrier is natural gas.
Потребность в древесине является одной из важнейших потребностей современного общества. Достигнув почти 5-ти млрд. (м3 / год) отметки объёмы заготовок продолжают расти. В использовании массивной древесины определяющее значение принадлежит сушке пиломатериалов. Чтобы отвечать имеющимся потребностям, пиломатериалы должны быть не только сухими, но и высушены с определенными требованиями, отвечающими показателям качества. Следовательно, проблеме совершенствования техники и технологии сушки древесины, как и в прежние годы, необходимо уделять неослабевающее внимание.
Особенно это актуально для небольших предприятий занимающихся переработкой древесины непосредственно в местах её заготовки, т.е. в основном в деревообрабатывающих цехах предприятий лесного комплекса. Специфические условия работы леспромхозов накладывают определенные ограничения на традиционные методы техники технологии сушки. Стандартные режимы и руководящие технические материалы по камерной сушке пиломатериалов предусматривают применение в качестве энергоносителя и агента для тепловой обработки только технологический пар. На большинстве лесозаготовительных предприятий он отсутствует. В качестве источника тепла используется горячая вода, электроэнергия или энтальпия топочных газов от сжигания древесных отходов.
С развитием новых форм собственности и ростом количества мини-предприятий спрос на лесосушильные камеры периодического действия с различными источниками тепла будет повышаться. Создание экономичных, простых в изготовлении и управлении лесосушильных установок различных типов - задача актуальная.
Создание и проектирование таких установок должно осуществляться на базе проверенных наукой и практикой методах физического и математического моделирования процессов тепловлагопереноса в высушиваемом материале в соответствии с закономерностями теории сушки коллоидных капиллярно - пористых материалов.
Сочетание новых технических и технологических решений, выполненных в рамках научно - исследовательского направления кафедры древесиноведения и специальной обработки древесины УГЛТУ, позволило оснастить сушильные хозяйства Уральского региона лесопромышленных предприятий и цехов деревообработки других ведомств высокопроизводительными и экономичными установками, не уступающими зарубежным аналогам.
Начиная с 90‑х годов прошлого столетия для предприятий лесного комплекса было изготовлено более 340 лесосушильных камер различной производительности. Наиболее эффективными из них следует считать установки, использующие энтальпию топочных газов от сжигания природного газа и древесных отходов. В данном докладе освещаются результаты научно‑исследовательской работы по созданию установки ИУ‑2ПГ, в которой энергоносителем является природный газ. По стоимости природный газ дешевле мазута и в несколько раз дешевле углей поэтому в наших исследованиях данному энергоносителю уделялось в последние годы наибольшее внимание. Следует, однако, иметь в виду, что природный газ ценное, не восстанавливаемое в природе химическое сырье, и правильность его использования лишь в качестве топлива не всегда может считаться доказанной, с учетом перспектив развития промышленности, это первое. Второе ‑ следует также учитывать то обстоятельство, что он по своему элементарному составу близок генераторному газу, получаемому при пиролизе древесины. Следовательно, в установках типа ИУ‑2ПГ возможно использование этого энергоносителя, который можно получать в любом предприятии лесного комплекса. Однако, генераторный газ возобновляемое топливо и это его главное преимущество перед другими ископаемыми видами топлив дает ему неоспоримое преимущество.
Исходя из сказанного , мы рассматриваем использование природного газа в качестве топлива, как промежуточный этап в разработке газовых лесосушильных установок значительно отличающихся от общепринятых европейских аэродинамических схем. Газогенераторы Ярославского ООО "Энергопромсервис" или Брянской группы компаний "Адаптика" могут быть использованы практически со всеми лесосушильными камерами типа "ИУ".
Одно-штабельная опытно‑промышленная установка с использованием природного газа была сдана в эксплуатацию в 1997г., а двух штабельная – в 2001г. В качестве источника тепла был использован газовый воздухонагреватель АО ''УРАЛТРАНСГАЗ'' ‑ ВНС‑90 с тепловой мощностью 90 кВт и для рециркуляции сушильного агента ‑ вентиляторы ЦАГИ ВРН № 12 с установленной мощностью электропривода N= 7,5 кВт.
Общим недостатком данных вариантов камер следует считать необходимость теплоизоляции вентиляторной системы, находящейся в коридоре управления и сложность регулирования параметров режима по смоченному термометру. Воздух, поступающий с топочными газами значительно осушает среду и увеличивает объём циркулирующего агента в камере. При этом воздухообменный канал выброса влажного воздуха практически постоянно открыт, что вызывало опасность появления трещинообразований в торцовой зоне пиломатериалов.
При введении некоторой модернизации в конструкцию воздухонагревателя последний недостаток удается ликвидировать и камера становится управляемой и по каналу регулирования смоченного термометра.
Модернизированная камера работает следующим образом. Топочные горячие газы из газового воздухонагревателя всасываются в зону разрежения центробежных вентиляторов со стороны коридора управления, тепловой поток смешивается с сушильным агентом, поступающим через всасывающее отверстие спиральной улитки со стороны рабочего объёма камеры. Подогретый сушильный агент выбрасывается из выхлопных отверстий улиток вентиляторов (направление вращения противоположное) в боковые воздуховоды, а затем подается к боковой поверхности штабеля и через межрядовые пространства штабелей омывает пиломатериал. Пройдя через штабеля, сушильный агент за счет разрежения, создаваемого вентиляторами, по среднему воздуховоду (минуя открытый шибер) возвращается в вентиляторы. Достигнув определённой степени насыщения паром (влага древесины) часть сушильного агента выбрасывается в атмосферу окружающего воздуха через канал за счет повышенного давления в зоне выхлопных отверстий улиток вентиляторов. Свежий воздух поступает от воздухонагревателя вместе с тепловым потоком топочных газов.
Во втором периоде сушки, влаги в древесине остаётся мало (период падающей скорости сушки), вентиляторы работают поочерёдно. Один из них отключаются, шибер поворачивается перекрывая межштабельный канал. Поток сушильного агента циркулирует через оба штабеля, возвращаясь в работающий вентилятор через радиальную решетку и всасывающее отверстие выключенного вентилятора. Поочерёдная работа вентиляторов позволяет изменять направление движения потока воздуха, т.е. происходит его реверсирование.
Благодаря описанной схеме циркуляции и режиму работы вентиляторов потребляемая мощность на их привод сокращается в 1,5 раза. Установка водяной форсунки позволяет высушивать пиломатериал по любой категории режимов, стоимость доли тепла в себестоимости сушки одного кубометра составляет 150 руб.