Сушка по-скандинавки
Сушильные камеры непрерывного действия Valutec
Как, вполне обоснованно, считают работники лесного хозяйства, процесс получения лесопродукции, в том числе пиломатериалов, начинается с выращивания качественной древесины. Процесс этот довольно длительный, зависит от породы древесины и места ее произрастания, и требует значительных затрат, так как связан с необходимостью проведения множества лесохозяйственных мероприятий (например, посадка леса, рубки ухода за лесом, обрезка сучьев на растущих деревьях для получения безсучковой древесины, противопожарные работы и др.). По сравнению с выращиванием древесины, процесс получения из нее лесопродукции осуществляется намного быстрее и включает следующие основные этапы: заготовка древесины, ее транспортировка на лесообрабатывающие предприятия и собственно переработка.
На производство пиломатериалов идет большая часть заготавливаемой древесины. Сушка пиломатериалов является конечной, и очень ответственной операцией лесопильного производства. Некачественная сушка может свести на нет результаты многолетнего труда по выращиванию древесины, не говоря уже о труде лесозаготовителей и деревообработчиков.
В лесопильном производстве России наблюдается тенденция укрупнения предприятий путем слияния и поглощения компаний, создания лесопромышленных холдингов. Укрупнение производства позволяет сократить удельные издержки на кубометр продукции, повысить конкурентоспособность и привлечь инвестиции на модернизацию производства.
Недостаточная производительность сушильного хозяйства – узкое место в технологической цепочке большинства российских лесопильных предприятий. Поэтому его модернизация является весьма актуальным вопросом для отечественных лесопромышленных компаний.
Еще одной значимой проблемой лесопильных предприятий, связанной с сушкой пиломатериалов, является дефицит квалифицированных рабочих кадров. Далеко не везде на сушильных установках в России работают грамотные, хорошо знающие технологию операторы сушильных камер.
Несовершенное, а часто изношенное, оборудование сушильных камер, вкупе с низкой квалификацией персонала, приводит к значительным финансовым потерям лесопильных предприятий, снижая их прибыльность и конкурентоспособность. Иногда руководителей предприятий сложно убедить в том, наряду с качественным лесопильным оборудованием важно иметь и современные сушильные установки.
Наибольшее распространение на лесопильных предприятиях получили конвективные сушильные камеры, которые по принципу работы можно разделить на камеры периодического и непрерывного действия.
Сушилками периодического действия называются такие, в которых загрузка и выгрузка осуществляется сразу для всего объема высушиваемого материала. Параметры климата в данных камерах изменяются с течением времени, в ходе загрузки и выгрузки штабелей сушильный процесс прекращается.
В камерах непрерывного действия процесс сушки не останавливается. С одного (сырого) конца в сушилку поступает свежая древесина, с другого (сухого) выходит уже высушенный материал. Режим сушки в этих камерах изменяется по мере продвижения пиломатериала по камере, обычно имеющей вид туннеля. Штабель с сырыми пиломатериалами в начале камеры находится в среде с высокой степенью насыщения влагой и относительно низкой температурой. В процессе сушки пиломатериалы периодически перемещаются на новое место в сторону разгрузочного конца камеры, где они каждый раз попадают в среду с более высокой температурой и низкой влажностью. Через определенные интервалы времени в камеру загружают новый штабель, тем самым продвигая находящиеся в ней штабели вперед. В результате этой операции из камеры выгружается штабель с высушенным пиломатериалом. Камеры непрерывного действия были задуманы и разработаны для высушивания больших объемов древесины, в основном, для сушки товарных пиломатериалов до транспортной влажности.
В настоящее время на лесопильных предприятиях России эксплуатируется большое количество морально и физически устаревших сушильных камер, в том числе сушилки непрерывного действия, типовые проекты которых были разработаны 35-40 лет назад. Многие из этих камер находятся в плачевном состоянии, и, очевидно, требуют замены на новые и современные.
Практика показывает, что разработанные несколько десятилетий назад камеры непрерывного действия не отвечают современным требованиям в области сушки древесины, в большинстве случаев, по причине низкого качества производимой продукции. Из-за этого многие владельцы лесопильных предприятий даже не рассматривают данный вид камер при выборе оборудования для модернизации сушильного хозяйства, предпочитая заменять и модернизировать имеющиеся тупиковые камеры, или увеличивать их количество с ростом производительности основной линии.
Тупиковые сушильные камеры – камеры периодического действия - более привычны для обслуживающего персонала отечественных предприятий, но нельзя забывать, как минимум, о том, что увеличение числа сушильных камер ведет к существенному росту объемов погрузочно-разгрузочных работ, необходимости приобретения специальных погрузчиков, найма операторов для них, и т.д.
Пример многих крупных современных лесопильных предприятий Европы, таких как Moelven Valåsen (Швеция), Ziegler Holzindustrie (Германия), Misawa Homes (Финляндия) показывает, что сушильные камеры непрерывного действия по-прежнему являются оптимальным решением для сушильных участков при значительном объеме производства пиломатериалов.
Конечно, это должны быть во многом принципиально иные камеры, с более высоким уровнем автоматизации и эффективности, улучшенными показателями производительности, затрат энергии и качества продукции.
К ярким примерам таких сушильных камер с уверенностью можно отнести продукцию компании Valutec: это новые модели сушилок непрерывного действия, которые характеризуются низкими производственными издержками и высоким качеством при сушке пиломатериалов разных сечений. В настоящее время они производятся в однозонном, двузонном, OTC, TC и трехзонном исполнениях. Все сушильные камеры имеют корпуса из нержавеющей стали, конструкция которых рассчитана с помощью метода конечных элементов и имеет толщину 2–10 мм. Количество сварных швов блочных модулей минимально, статические соединения выполняются с помощью болтов и силиконовых уплотнений, что позволяет выдерживать термическое расширение и предотвратить усталость металлов. Не требуют сварки отдельных блоков и характеризуются высокой степенью надежностью при эксплуатации.
Важным отличием сушильных камер непрерывного действия Valutec является запатентованная система управления собственной разработки Valmatics. Она позволяет пользователю оптимизировать процесс сушки древесины по критериям качества, производительности и потребляемой энергии. Эта система значительно упрощает процесс управления сушильной камерой и снижает процент брака продукции вследствие воздействия человеческого фактора.
Опыт европейских лесопильных предприятий, оснащенных сушильными камерами непрерывного действия Valutec, убедительно доказывает, что полноценное использование системы Valmatics для ряда сечений пиломатериалов позволяет уменьшить расходы на энергию наполовину, одновременно с этим сохранив высокое качество продукции. Использование в процессе сушки древесины систем рекуперации тепла может снизить потребление энергии ещё на 20%.
Однозонные камеры непрерывного действия Valutec схожи с первыми моделями сушилок начала ХХ века только базовым принципом работы. Древесина подвергается сушке в процессе прохождения через различные климатические условия в сушильной камере. Пиломатериалы погружаются на тележки и перемещаются из буферной зоны в сушилку. Полностью автоматическая система подачи транспортирует штабель через камеру и выводит его со стороны выгрузки. Осевые вентиляторы направляют циркулирующий воздух через калориферы и сквозь штабель навстречу движению тележек.
Двузонная камера непрерывного действия, как следует из названия, разделена на две климатические зоны. Это более производительный и функциональный аналог однозонной камеры. Данный тип туннеля носит название FB, что означает контроль по обратной связи (feedback control). Это означает, что для контроля климата учитываются показания психрометра, размещенного с сухого конца.
Двузонные сушильные камеры обеспечивают лучшее качество и повышенную производительность. Первая рабочая зона функционирует как короткий однозонный туннель, и обеспечивает сушку пиломатериала и насыщение воздуха влагой, благодаря чему уменьшается степень поверхностного высыхания древесины и вероятность появления трещин с загрузочной стороны камеры. Во второй зоне происходит досушивание до конечной влажности и выравнивание: снижается разброс влажности пиломатериалов. Это обеспечивается разным направлением движения циркулирующего воздуха: в первой зоне – против движения штабелей, во второй – по ходу их перемещения. Перемещение тележек с пиломатериалами обесепечивается полностью автоматизированной транспортной системой.
Камеры типа OTC («Optimized Two-stage Continuous» – в переводе с англ. «оптимизованная двухступенчатая непрерывная») относятся к сушильным камерам нового поколения. Модель OTC была разработана с целью создания «климатического профиля» вдоль всей длины сушильной камеры. Данный профиль имитирует этапы сушки в камерах периодического действия. Для этого направление потока воздуха в обеих зонах изменено: в первой зоне он движется по ходу перемещения штабелей, во второй – против него. Это запатентованное решение позволило создать сушильные камеры непрерывного действия, которые минимизируют риск возникновения трещин в пиломатериалах с большими сечениями. Сочетание большой производительности камеры непрерывного действия и высокого качества камеры периодического действия, позволяет создать сушильную камеру, которая может осуществлять быструю сушку до низкой конечной влажности. Сушилки могут снабжаться системой рекуперации тепла.
Камеры типа TC («Tvärcirkulation» – в переводе со швед. «поперечная циркуляция») как и камеры типа OTC, принадлежат к новому поколению сушильных камер непрерывного действия. Штабели с пиломатериалами загружаются продольно и проходят 4-10 зон циркуляции. В каждой зоне создается свой постоянный климат благодаря осевым вентиляторам, прогоняющим воздух через калориферы. Вследствие этого, полный цикл сушки состоит из 4-10 сменяющих друг друга этапов, последний из которых может использоваться для кондиционирования. Такая схема позволяет осуществлять независимое управление климатом каждой зоны, что делает процесс сушки чрезвычайно гибким.
Трехзонные камеры. В таких сушильных камерах помимо двух основных зон сушки присутствует третья, дополнительная, в которую пиломатериалы попадают по завершении обычного процесса сушки. В данной зоне устанавливается специальный климат для кондиционирования пиломатериалов и снятия напряжений в древесине. Таким образом, появляется возможность увеличить производительность и повысить качество.
Благодаря наличию третьей зоны, сушильные камеры постоянного действия позволяют сушить древесину до низкой конечной влажности, что ранее осуществлялось, преимущественно, в сушилках периодического действия. Зона кондиционирования оснащена вентиляторами, калориферами, прижимными рамами, системой увлажнения пиломатериалов и собственной вентиляцией. Между зоной кондиционирования и второй зоной устанавливаются ворота, благодаря которым климат в данном помещении регулируется отдельно от остальной части сушильной камеры. Зона кондиционирования, как правило, имеет два рабочих блока. И FB, и OTC-туннели могут оснащаться зоной кондиционирования, что позволяет увеличить их производительность до 90 тыс. м3 в год. Кроме того, в трехзонном туннеле можно высушивать пиломатериалы любых сечений. Конечная влажность древесины будет составлять 8-18%.