Какие типы зерносушилок технологичнее и экономичнее?

Анатолий Куприевич

16 жовтня 2014, 09:00

7948

При подборе зерносушилки определяющими факторами, которые влияют на выбор потребителей, являются показатели производительности сушилки, её энергозатратность, надежность и долговечность работы и цена. Расход топлива зерносушилки зависит от очень многих факторов: влияние окружающей среды, вида просушиваемого материала, назначения просушиваемого материала, его начальных параметров (начальная влажность, засоренность), качества топлива и т.д.

Также немаловажна легкость очистки сушилки, особенно при сушке разных партий семенного зерна. Важную роль при этом играет вид зерна и его дальнейшее использование.

Вот некоторые моменты, на которые следует обращать внимание при выборе и установке новой сушилки, которые позволяют оптимизировать работу и снизить затраты на сушку:

• В верхней части зерносушилки или непосредственно над сушилкой должна быть накопительная секция или буферная емкость, в которую транспортным оборудованием подаётся влажное зерно. Установленные в буферной емкости датчики верхнего и нижнего уровня зерна, обеспечат непрерывное, без перерыва, заполнение зерносушилки, включая и выключая загрузочные устройства;

• Конструкция сушилки должна обеспечивать независимость работы и показателей по производительности от направления дующего ветра (не обращать внимания на розу ветров), и позволять располагать зерносушилку в любом месте участка;

• Подача агента сушки должна быть обеспечена к каждому зернышку со всех сторон – наличие застойных зон или локальных течений осушаемого продукта не допускается. Необходимо минимизировать контакт осушаемого продукта с нагретыми металлическими частями конструкций сушилки, чтобы не допустить контактный перегрев продукта. Это серьезно сказывается на эффективности использования энергии теплоносителя, а соответственно и на расходе топлива;

• Теплоизоляция горячей зоны и наружная обшивка позволяют значительно снизить расход тепла и, соответственно, топлива, особенно если принимать во внимание климатические условия зернопроизводящих регионов стран СНГ;

• Качественные (модуляционные) применяемые горелки и топливная автоматика позволяют поддерживать температуру теплоносителя в автоматическом режиме, и как проверено много-летней практикой это непосредственно оказывает значительное влияние на экономию расхода топлива;

• Зерносушилка должна работать в полном автоматическом режиме и не зависит от ошибок обслуживающего персонала. Датчики температуры, включенные в состав управляющей автоматики сушилки, должны исключать недопустимое превышение температуры зерна и агента сушки.

• Выбросы пыли за пределы сушилки должны быть исключены — удаление и сбор выделяющейся зерновой пыли.

• Сушка зерна должна происходить бережно, без травмирования и перегрева, с минимальным количеством различного вида транспортных механизмов и устройств.

• Для чистки сушилки от остатков зерна и проведения ее ремонта, должен быть легкий доступ в любую точку сушилки.

КАКОЙ ТИП СУШИЛОК НАИБОЛЕЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЕН?

Прежде чем давать характеристику каждому типу сушилок необходимо подчеркнуть то общее, что есть между ними.

Первым хотелось бы отметить то, что независимо от конструкции сушилки каждый вид зерна для съема влажности на один процент требует одинакового количества тепла. Следовательно, у конструкторов разных сушилок стояла одинаковая задача — донести тепло до зерна, сделав потери минимальными. Чем лучше решена такая целевая задача, тем меньше эксплуатационные затраты на сушку. В связи с тем, что влажному зерну требуется для нагрева (сушки) одинаковое количество тепла, можно сделать вывод — сушилки всех типов, имеющие одинаковый объем загруженного зерна (рабочий объем), имеют примерно одинаковую производительность, при условии, что количества подведенного тепла достаточно для испарения влаги.

На сегодняшний день широкое распространение получили такие типы сушильного оборудования: сушилки шахтного типа с рециркуляцией (сушилки типа ДСП производства КМЗ) и рекуперацией тепла (некоторые сушилки PETKUS, Shmidt-Zeeger, Strahl», STELA, и проч.), а также сушилки модульного типа (или колонковые) DELUX, Sukup, FARM FANS, MATHEWS COMPANY и другие.

Рециркуляция зерна позволяет снизить влажность зерна до требуемого уровня за несколько циклов. Сначала происходит предварительный нагрев сырого зерна до предельно допустимой температуры, контактный влагообмен между сухим рециркулирующим и сырым зерном, после зерно поступает в зону сушки с воздействием на него агента сушки.

В основу энергосберегающего принципа сушения положен принцип рекуперации (повторного использования) тепла нагретого сухого воздуха, прошедшего сквозь слой охлаждаемого горячего зерна после осушения, за счет чего значительно уменьшается расход топлива и повышается КПД сушилки.

Теплоизоляция горячих зон зерносушилки сокращает непроизводительные потери энергоносителя на нагрев окружающей среды.

Шахтные проточные сушилки — это сушилки, как правило, большой производительности, используемые в составе крупных зернохранилищ (элеваторов), где они и работают практически непрерывно весь год.

Эти сушилки имеют высокую металлоемкость, большую высоту зерновой шахты (20-25 м), и, как следствие, высокую стоимость. Они требуют больших капиталовложений при строительно-монтажных работах таких как: строительство мощного ж/б фундамента и монтажные работы (до 25% от стоимости сушилки), поэтому стоимость сушилок зерна подобного типа высокая.

Реальное время сборки таких сушилок от 4 до 6 недель. Имеют высокие энергетические показатели, но имеются серьезные проблемы с выбросами зерновой пыли, так как зерно, протекая сквозь высокую шахту, непрерывно сталкивается с поперечными потоку зерна металлическими коробами для подачи горячего агента сушки и охлаждающего воздуха, сдавливается и истирается.

Кроме того возможен перегрев зерна, контактирующего с горячим подводящим коробом. Если в сушилку попадет влажный неочищенный зерновой ворох, то он легко может застрять между воздухоподводящими (отводящими) коробами, что может привести к образованию локальных струйных течений, местному перегреву вороха и к пожару. Образующаяся зерновая пыль еще и взрывоопасна, а собрать или предотвратить выброс зерновой пыли в атмосферу очень проблематично и дорого.

Горизонтальные (или вертикальные) модульные (колонковые) сушилки основаны на принципе поперечной подачи воздуха (горячего и холодного) через слой зерна, протекающего между стенками из перфорированных листов. Модульными или колонковыми подобные сушилки принято называть из-за конструктивной особенности их компоновки. Сушилки состоят из модулей и колонн (секций), количество которых зависит от заявленной потребителем производительности агрегата.

Принцип работы таких сушилок довольно прост и состоит в следующем:

• Зерно поступает в верхнюю часть сушилки, где расположен шнек, который распределяет зерно по всей длине сушилки и загружает колонны поочередно. Возможно исполнение сушилки в виде круглой башни с двойными перфорированными стенками. В этом случае заполнение всей сушилки происходит под действием гравитации и верхний шнек отсутствует;

• Вентилятор нагнетает в камеру воздух из окружающей среды, который в дальнейшем делится на два потока. Один поток поступает в камеру смешивания, а второй греется горелкой. В камере смешивания оба потока при помощи отражателей смешиваются, обеспечивая равномерность температуры агента сушки в любой точке камеры;

• Внутренняя и наружная стенки колонны перфорированные, что дает возможность агенту сушки продувать слой зерна, обеспечивая температуру зерна заданную оператором;

• В нижней части сушки расположены дозирующие устройства (вальцы), скоростью вращения которых регулируется время нахождения зерна в колоннах, тем самым обеспечиваются те или иные режимы сушки;

• Выгрузка высушенного зерна из сушилки производится нижним винтовым или скребковым транспортером.

Стенки плоские перфорированные и находятся под давлением зерна, поэтому сушилки имеют сложную и мощную раму. Зерно при подаче необходимо распределить вдоль сушилки (верхним шнеком-распределителем), а потом снова собрать, да еще и обеспечить равномерность протекания в параллельных секциях. Для этого устанавливаются шнековые транспортеры и лопастные дозаторы. Но чем больше механизмов, тем больше цена, эксплуатационные затраты и вероятность поломки. Удобны горизонтальные модульные сушилки быстрым монтажом, простым и дешевым фундаментом, относительно низкой по высоте норийной системой подачи зерна и возможностью будущей модернизации для увеличения производительности.

К недостаткам, присущих сушилкам данного типа, можно отнести следующее:

• Зерно в сушилке движется сплошным столбом, изнутри которого подводится горячий сушильный агент, и проходя через слой зерна толщиной 250-300 мм — выходит за пределы сушилки через перфорированную стенку. Это приводит к тому, что с внутренней — горячей стороны зерно перегревается и пересушивается, а внешний слой зерна еще недосушен;

• Если с какой либо стороны на сушилку дует холодный ветер или идет дождь, то это также приводит к неоднородному нагреву (одна сторона сушилки интенсивно охлаждается, а другая — с подветренной стороны, перегревается) и некачественной сушке зернового потока;

• Для сушки мелкосемянных культур (рапс, горчица) необходимы стенки с соответствующим мелким перфорированием, чтобы семена не застревали в перфорации, а это ухудшает проходимость воздушного потока;

• При движении вертикального столба зерна происходит его трение о перфорацию внутренней и внешней стенки, при этом происходит его истирание — травмирование внешней оболочки зерна;

• Возможно застревание вороха влажного зерна в любом месте по высоте потока, особенно в местах установки внутренних конструкций, что приводит к локальным местным течениям и местным перегревам;

• При сушке некоторых культур выделяется много зерновой пыли, которая оседает вокруг сушилки и загрязняет прилегающую территорию, приводит к высокой пожароопасности. А тоненькая шелуха, выделяющаяся с каждого зернышка при сушке (особенно кукурузы), забивает внешние перфорированные листы так, что воздух не может проходить сквозь слой зерна и засоренную перфорацию. Это резко снижает эффективность сушки и приходится останавливать сушилку для очистки;

• Отсутствие рекуперации тепла (использование теплого воздуха) из зоны охлаждения высушенного зерна и отсутствие теплоизоляции приводит к тому, что они потребляют большее количество энергоносителя на сушку одной тонны зерна по сравнению с другими сушилками.

Сушилка непрерывного двойного потока конвейерно-аэродинамического типа. Разработана конструкция в Англии, стране в которой постоянно высокая влажность, инженерами компании Alvan Blanch.

Сушилка представляет собой модульную конструкцию, которая поставляется с завода-изготовителя уже в собранном виде, с пультом управления, эл.кабелями и датчиками, оснащена системой автоматического контроля температуры и влажности осушаемого продукта и работой горелок.

Главной особенностью этих сушилок являются два наклонных аэродинамических щелевых ложа, состоящие из специальных стальных пластин собранных в виде жалюзи, сквозь которые проникает горячий воздух, который продувает и увлекает за собой зерно. Верхнее ложе предназначено для сушки зерна, а нижнее для его досушивания и охлаждения.

За счет подачи большого количества горячего воздуха через относительно небольшой слой, зерно сушится во взвешенном, псевдосжиженном состоянии, чем достигаются оптимальные условия конвекционного нагрева каждого зернышка, отсутствует контактный перегрев и сдавливание зерна. Влажное зерно подается в накопительный бункер, из которого оно самотеком равномерно распределяется по всей ширине верхнего ложа через заслонку, регулирующую толщину слоя зерна на верхнем ложе в зависимости от его влажности.

Это единственные сушилки, которые позволяют сушить неочищенный зерновой ворох без проблем, после чего очищать сухое зерно от примесей значительно легче, чем влажное. Обеспечена автоматическая регулировка скорости движения зернового потока (максимальная скорость движения 1,1 метра в минуту), которая зависит от влажности и температуры зерна, а также температуры агента сушки.

При движении зерно в сушилке не травмируется, так как скорость движения рамки, стабилизирующей скорость движения осушаемого зерна, намного меньше (в среднем в 60 раз), чем скорость движения в стандартном цепном конвейере, составляющая от 48 до 90 метров в минуту (или 0,8 – 1,5 м в секунду).

Температура агента сушки задается оператором и автоматически контролируется и поддерживается автоматикой сушилки с точностью 0,1 градуса. Также постоянно контролируется температура (или влажность) осушаемого продукта, с выдачей регулирующего сигнала на горелки и скорость движения зерна по ложе.

Начиная с середины нижнего ложа, сквозь медленно движущееся зерно продувается наружный охлаждающий воздух. Затем весь подогретый воздух из зоны охлаждения поступает в камеру сгорания.

Все горячие зоны сушилки теплоизолируются с внутренней, горячей стороны, что уменьшает потери тепла на нагрев металлических конструкций сушилки и непроизводительные затраты топлива. Это позволяет сэкономить до 30% расхода энергии, что проверено на работающих сушилках и подтверждено многочисленными тестами.

Нагретый сухой воздух из охлаждающей секции поступает в камеру сгорания через каналы ре-циркуляции. Данная схема позволяет сушить разные культуры, не останавливая сушку для очистки, мелкими партиями.

Срок монтажа и пусконаладочных работ сушилок Alvan Blanch составляет 3-5 дней! Для установки сушилки и монтажа требуется простой ленточный фундамент.

Сушилки предназначены для сушки любых культур, снимает до 15% влажности за один проход, за счет правильного распределения потоков воздуха имеют высокую экономичность, полностью автоматизированы, что снижает риск поломки при неправильной эксплуатации, и самое главное – конструкция проверена временем. Первые сушилки подобного типа работают в Англии уже более 30 лет без поломок!

В сушилках Alvan Blanch очень легко решается проблема удаления выделяющейся зерновой пыли — в месте пересыпа зерна с верхнего на нижнее ложе устанавливается специальная аспирационная труба и подключается к системе аспирации. В простом варианте возможна установка примыкающей к торцу сушилки осадочной камеры, где будет скапливаться зерновая пыль, и затем вручную удаляться.

Анатолий Куприевич