Сушка и защита древесины

Раздел: Учебники

Сущность процесса. Во время сушки материала в калорифер беспрерывно подается пар из котельной, превращающийся при отборе от него воздухом тепла в конденсат, вытекающий из калорифера в такой же массе. Пар должен находиться в трубках калорифера под давлением, чтобы его температура была выше 100 °С.

Возникает необходимость автоматически удалять из калорифера конденсат, но задерживать в нем пар, еще не отдавший теплоту. Для отделения конденсата от пара применяют конденсатоотводчики, из которых по магистрали конденсат направляется обратно в котельную (см.  И, в). Таким образом, кон- денсатоотводчик является сепаратором (т. е. отделителем воды от пара).

Существует ряд конструкций конденсатоотводчиков. Однако применительно к сушильным установкам все они имеют недостатки по надежности в работе и потерям тепла даже при нормальной работе.

Гидростатический конденсатоотводчик. Тип КГ с открытым поплавком очень давно и широко используется в промышленности. Его преимущество — наличие грязевика; однако к нему необходимо поставить контрольную трубку.

Принцип действия конденсатоотводчика заключается в следующем. Поступающий из калорифера конденсат стекает в чугунный корпус 7. Находящийся в корпусе 7 поплавок 6 при этом всплывает и закрывает отверстие в крышке 3 золотником 1 (наконечником), который находится на верхнем конце стержня 4. Стержень прикреплен жестко внутри ко дну поплавка. Постепенно накопившаяся в корпусе вода начинает переливаться в поплавок, который через некоторое время открывает отверстие в крышке. Через это отверстие избыточным давлением пара в калорифере конденсат по патрубку 5, присоединенному к крышке водоотводчика, выдавливается из поплавка вверх и затем поступает в конденсатную магистраль. Облегченный поплавок всплывает, закрывая отверстие своим золотником. Следовательно, поплавок и сам прибор действуют периодически.

Действие конденсатоотводчика наблюдается по выходу конденсата из контрольной трубки. Если из трубки конденсат (его брызги) выходит периодически, т. е. прерывисто — конденсатоотводчик работает нормально. Часть пара, выбрасываемого из трубки, образуется из-за вторичного вскипания перегретой воды в золотнике, где давление воды падает до атмосферного, а ее температура мгновенно снижается до 100 °С; избыток тепла воды и создает вторичное парообразование.

Эта потеря тепла (около 8%) свойственна многим конден- сатоотводчикам.

Существенный признак неудовлетворительной работы любых конденсатоотводчиков — выход пара из сборного бака и «кипение» в нем конденсата. Основные причины — неисправность вентиля обводной трубы образование неплотности в запорном клапане золотника, скопление грязи в приборе и т. п. Здесь сказывается влияние его большого удельного объема и возникающих высоких скоростей, вследствие чего тарелка присасывается к седлу. Зазор над тарелкой регулируется крышкой 3 по наблюдению за контрольной трубкой. К муфтовым термодинамическим конденсатоотводчикам относится тип 45 15НЖ (ГОСТ 12866—67) с обводом для перепускания пара помимо тарелки 10. Принцип его действия аналогичен предыдущему. К. недостаткам прибора следует отнести его сравнительную сложность, опасность загрязнения рабочей зоны, а также наличие обвода, приводящего на практике к значительным потерям тепла.

На  48, в показан термостатный конденсатоотводчик, не только исключающий потерю пара, но и использующий тепло конденсата до температуры ниже 100 °С. Его рабочей частью является сильфон (термостат), заполненный легкокипящей жидкостью — смесью метилового и пропилового спиртов. При нагревании сильфона он расширяется и своим золотником 1 перекрывает проходное отверстие для пара в седле И. При охлаждении сильфона восстанавливается пропуск теплого (но не кипящего) конденсата. Этот прибор наиболее экономичен как сепаратор пара. Он был рекомендован к применению, так же как и метод проверки (контрольные трубки), в лесосушильных установках более 35 лет назад За этим прибором (по ходу конденсата) следует вварить в трубу наклонную трубку для термометра (заливаемую маслом), перед ним — грязевик, а также поставить обратный клапан. Наибольшая производительность термостатного конденсатоотводчика, показанного на  49, в, будет 500, 800, 900 и 1100 кг/ч при перепадах давлений пара перед и за ним соответственно 0,5, 1, 3 и 5 бар (0,1 МПа).

Дроссельные конденсатоотводчики. При отсутствии надежных конденсатоотводчиков устанавливают после калорифера подпорную шайбу (одну на камеру). Шайба представляет собой диск с небольшим отверстием вверху. При хорошо подобранном диаметре этого отверстия (в камерах 1,5... 2 мм, а в туннелях 3...4 мм) через него будет проходить только конденсат, проверяемый после шайбы контрольной трубкой. В приборе ЦНИИМОДа отверстие шайбы частично перекрывается конусной иглой, надвигаемой маховичком (от вентиля).

Во всех случаях конденсатоотводчик устанавливается ниже калорифера. Вода должна поступать самотеком, что достигается уклоном труб от магистрального паропровода до общего сборника конденсата. Конденсатоотводчики — наиболее ответственное оборудование сушильной установки. При неисправном их состоянии не только теряется теплота пара, но одновременно снижается производительность установки, поскольку в калорифере будет находиться насыщенный пар с пониженным давлением, т. е. с меньшей температурой. При этом теплоотдача калорифера резко падает. Следует ежедневно проверять действие конденсатоотводчиков посредством контрольных трубок. Однако на практике операторы часто приоткрывают вентиль на обводной трубе, ошибочно считая, что проточность пара в калорифере интенсифицирует его действие; эти вентили необходимо запирать наглухо со снятием маховичка.

Глубоко ошибочно также распространенное мнение, что при небольшом открытии этого вентиля теряется мало тепла; характеристика же вентилей такова, что основной пропуск пара происходит на начальном их обороте. Следует удалить эти обводные трубы и установить контрольные трубки, а также исправные обратные клапаны. При пуске камеры в работу остаточная вода и, возможно, воздух выдавливаются паром из калорифера в короткое время после его включения через исправный конденсатоотводчик (без обводной трубы). Основные требования к конденсатоотводчику: надежность работы при удовлетворительной сепарации воды от пара, приносящего частицы окалины от труб, накипи из котла, льняных волокон от монтажных операций, сурика в масле и т. п., засоряющие прибор. В большой мере предъявляемым требованиям отвечает конденсатоотводчик ЦНИИМОДа, снабженный грязевиком с пробкой, обратным клапаном и подрегулировкой производительности; однако он нуждается в отработке и дополнении его термометром.

Калориметрирование конденсата. Для выявления потерь тепла через конденсатоотводчики проводят калориметрирование конденсата; при этом устанавливают исправность и правильность эксплуатации конденсатоотводчиков. В этих целях контрольную трубку конденсатоотводчика  подсоединяют на некоторое фиксируемое время к бачку с холодной водой. Затем через короткий теплоизолированный шланг конденсат на некоторое время направляют в бачок. По окончании опыта взвешиванием устанавливают увеличение массы воды в бачке с и до М2 и повышение ее температуры с 11 до t2. Энтальпию 1 кг подогретой воды в бачке iK, кДж/кг, вычисляют по формуле iK —4,19 МА-МА

М2— Мг Для определения количества неиспользованного пара т на 1 кг смеси перед бачком применяется формула т = 'к~4'Шп , 'п — 4,19<п где tn — температура пара, °С; in— теплота пара, кДж/кг.

Пример. Если энтальпия смеси iH получена по формуле: «„ = = 800 кДж/кг, а энтальпия пара в калорифере при давлении 0,4 МПа и температуре насыщенного пара <=143°С составляет 2738 кДж/кг то удельная потеря пара т определится по формуле -- 800- 143-4,19 ___0>092> 2738- 143-4,19 т. е. 9,2 % теплоты теряется с горячим (143 °С) конденсатом. С учетом же этой теплоты как неиспользованной коэффициент потерь тепла п при температуре воды, подаваемой в котел, равной 20 "С, будет 800-20-4,19 ___ п =    =0,27, 2738-20-4,19 т. е. теплота пара, подаваемого в калориферы сушильных камер, используется на 100(1—0,27) =73 %.

Таким образом, в нормальных условиях эксплуатации паровых сушильных установок с выходящим из калориферов конденсатом теряется более 'Д части теплоты пара, подаваемой из котла. В случае эксплуатации конденсатоотводчиков в неисправном состоянии теплопотери примерно удваиваются, т. е. сушильными камерами используется менее половины получаемого ими тепла.