CC BY
65
НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ В
РОССИИ
Пировских Е.А. (ООО «ИНКО», г. Хабаровск, РФ)
The estimation of a condition of scientific developments in the field of drying wood is given. The brief analysis of the basic criteria is given under development of chambers for drying wood. The information on the new developments in Khabarovsk is resulted.
Конец 80-х годов в СССР был отмечен определенными достижениями в области сушки древесины. Лаборатория сушки древесины ЦНИИМОДа высту -пала в качестве координатора научных исследований и организатора внедрения результатов этих исследований в промышленность. Активную роль в процессе развития теории и практики сушки древесины играли отраслевые лаборатории Московского лесотехнического и Сибирского технологического институтов. Кроме разработок и внедрения современных технологий и оборудования отраслевая наука занималась экспертизой, которая ставила преграду на пути некачественным образцам новой лесосушильной техники и технологии отечественного и зарубежного происхождения.
Начало нового века определило новые тенденции в лесосушильной отрас -ли. Острая конкуренция среди зарубежных производителей лесосушильных ка -мер, новые разработки в области сушки лесоматериалов привели к значитель -ному снижению цен (до 1,5 раз) на импортную лесосушильную технику. Деся -тилетний перерыв в разработке и производстве отечественной лесосушильной техники значительно снизил технический уровень российских лесосушильных камер по сравнению с камерами ведущих европейских производителей.
В последнее время наблюдается некоторый подъем в области научных ис -следований, связанных с сушкой древесины. Такие исследования проводятся в Московском государственном университете леса (МГУЛ), Санкт-Петербургской лесотехнической академии (СПб ЛТА), Уральском лесотехническом университете (УЛТИ), Архангельском государственном техническом университете (Арх. ГТУ), Государственном научном центре лесопромышленного комплекса (ГНЦ ЛПК), Костромском государственном техническом университете, Воро -нежской государственной лесотехнической академии, ОАО «Североцветмет» в Архангельске, ООО «ИНКО» и ООО «Экстракласс» в Хабаровске и в некоторых др. организациях. Из этих работ можно выделить разработку технологии импульсной сушки (МГУЛ), разработку новой структуры режимов сушки (УЛТИ), работы по исследованию и созданию методики расчетов биметаллических калориферов (Арх. ГТУ), обследование импортных лесосушильных камер (ОАО «Североцветмет», Архангельск), создание трехпараметровой системы регулирования параметров сушильного агента (ООО «ИНКО», Хабаровск), разработку воздушных теплогенераторов для лесосушильных камер (ООО «Экстракласс», Хабаровск). Но в тоже время необходимо отметить отсутствие координации научных исследований в области сушки древесины. Работы ведутся
разрозненно, не выделены приоритетные направления по созданию современных отечественных лесосушильных камер, не отработаны каналы связи и экономические механизмы передачи результатов научных разработок производителям лесосушильной техники. Наиболее продвинутыми российскими производителями лесосушильных камер, на мой взгляд, являются ЛесМаштехно (Сакт-Петербург) и ООО "ТЕРМОТЕХ" (Брянск).
Подбор оборудования и оценку вариантов построения технологического процесса сушки пиломатериалов необходимо производить с учетом следующих критериев:
1. Выбор класса лесосушильной камеры (камера периодического действия, камера непрерывного действия, вакуумная камера).
2. Возможность специализации камеры для сушки определенных сортиментов.
3. Оценка емкости камеры с позиции мобильности производства.
4. Формирование и транспортировка сушильных штабелей.
5. Аэродинамика лесосушильной камеры.
6. Ширина сушильного пространства по ходу агента сушки.
7. Система регулирования процесса сушки.
8. Материала внутренней обшивки камеры.
9. Максимальная температура сушильного агента.
Подробный анализ этих критериев невозможно провести в рамках данного доклада, но на некоторых из них все же хотелось остановиться.
Дискуссии, которые проводились на протяжении ряда десятилетий по выбору аэродинамической схемы камер периодического действия можно считать законченными. Практика показала, что аэродинамическая схема с вентилятора -ми в верхнем рециркуляционном канале является самой рациональной. При этом ширина бокового рециркуляционного канала определяет качество распределения сушильного агента по высоте штабеля и у ведущих европейских произ -водителей колеблется в диапазоне 20-45% от высоты штабеля. Американские производители лесосушильных камер этот параметр определяют из условия равенства площади бокового рециркуляционного канала и площади живого сече -ния штабеля, т.е. до 50% от высоты штабеля для пиломатериалов толщиной 25 мм.
Ширина сушильного пространства по ходу агента сушки - немаловажный фактор, определяющий равномерность просыхания пиломатериалов и сроки сушки. Сушильный агент, двигаясь по штабелю, теряет свой сушильный потен -циал. Сушка замедляется, а при определенных условиях может прекратиться. Чтобы снизить этот эффект, современные камеры оборудуются реверсивными вентиляторами. При выборе ширины сушильного пространства необходимо учитывать скорость сушки. Чем больше скорость сушки, тем меньше должна быть ширина сушильного пространства. Европейские производители не особо обращают внимание на этот параметр и на российском рынке предлагают камеры с шириной сушильного пространства от 3,6 до 7,2 м (обычно 4.8 м). Аме -риканские специалисты этот параметр считают определяющим, и его значение не превышает 2,4 м. Двухпутные камеры оборудуются автономным промежу-
точным калорифером. Этот калорифер предназначен для восстановления сушильного потенциала агента сушки, который теряется при прохождении через штабель, расположенный на первом пути камеры.
Очень важный фактор это система регулирования параметров сушильного агента. Чем точнее регулируются эти параметры, тем эффективнее работа су -шильной камеры. В камерах европейских производителей режимы сушки откорректированы по влажности высушиваемых пиломатериалов, которая из -меряется дистанционно, как средняя величина, при помощи датчиков (6 - 8 шт.) кондуктометрического влагомера. По мере просыхания пиломатериалов режим сушки автоматически ужесточается. Необходимо отметить, что кондуктометри-ческий метод при измерениях вне камеры имеет допустимую достоверность в диапазоне 40 - 12%. Для пиломатериалов из лиственницы этот метод, практически, недостоверен из -за значительной анизотропии этой породы. Условия лесосушильной камеры, естественно, вносят свои погрешности, обусловленные переменной температурой древесины и неравномерным распределением влажности по толщине сортимента. Поправки на температуру вносятся опосредованно, т.е. исходя из измеренных параметров сушильного агента. Изготовители отдают себе отчет о степени достоверности этого метода, поэтому предлагают эксплуатационникам поиграть в «угадайку». Имеется возможность отключить от регулирования любое количество датчиков влажности древесины (кроме одного) на усмотрение оператора лесосушильной камеры. В США такие влагомеры заменены на емкостные, где сразу замеряется средняя влажность до 100 досок. Это грубая оценка средней влажности высушиваемой древесины. Более точная влажность замеряется при помощи дистанционного взвешивания в камере об -разцов древесины. Именно по ним определяется момент перехода на операцию выравнивание влажности высушиваемых пиломатериалов и момент окончания этой операции. Именно по ним проводится операция по снятию остаточных напряжений в древесине.
Практически во всех импортных камерах влажность сушильного агента контролируется датчиками равновесной влажности древесины (UGL). Если в диапазоне равновесной влажности ниже 15% разрешающая способность такого метода вполне приемлема, то в диапазоне более 15% - проблематична. Это значит, что при высокой относительной влажности сушильного агента, примерно 85% и выше, точность регулирования на порядок ниже, чем при относительной влажности 30%. Большое распространение получила система измерения равно -весной влажности при помощи целлюлозной пластинки. Но как показывает практика, точность измерения такой пластинкой нестабильна и это уже поняли на некоторых фирмах - производителях. Фирма BASCHILD вместо них применяет пластинки древесины породы ЛИМБО, напоминающей наш дуб. Фирма INCOPLAN применяет специально разработанные пластинки, лишенные недос -татков пластинок из целлюлозы.
В системах измерения фирмы KATRES два основных параметра воздуха в камере (температура и относительная влажность) измеряются психрометрами. Психрометрическая разность определяется разностью между показаниями сухого и мокрого (оснащенного увлажняющим чулком) термометров. Речь идет о
прямом n самом точном способе измерения содержания влаги при определенной температуре в воздухе. Измерения осуществляется с точностью до ± 0,1°С. В США регулирование по UGL давно забыто и параметры сушильного агента измеряются по температуре сухого и мокрого термометра.
В настоящее время российские деревообработчики предпочитают камеры с водяным теплоснабжением. Критерий этого выбора лежит на поверхности -они не хотят связываться с выработкой технологического пара, считая этот ме -роприятие очень сложным и ответственным. На самом деле это не так и сложно. В Хабаровске несколько предприятий успешно этим занимаются на китайских дровяных котлах. Сушка лиственницы, запасы которой в Сибири и на Дальнем Востоке являются преобладающими, значительно быстрее и каче-ственнее проводится именно в паровых камерах. Именно для этих целей в 1988 году ЦНИИМОД, ГИПРОДРЕВпром и ПО «Петрозаводскмаш» разработали и испытали опытный образец двухкамерной сушилки СП-2КП общей вместимостью 370 м3 условных пиломатериалов. Эта сушилка является аналогом лесосушильных камер американской фирмы WELLONS и вполне может служить про -тотипом при создании современной паровой отечественной лесосушильной камеры для оснащения предприятий средней и большой мощности. Если в каме -рах с водяным теплоснабжением возможно применять только мягкие режимы сушки, то в паровых камерах можно вести сушку по нормальным режимам, сокращая длительность процесса на 70%.
Для интенсификации сушки (температура процесса до 85°С) хабаровские производители ООО «Экстракласс» и ООО «ИНКО» разработали воздушный теплогенератор мощностью 300 кВт и трехпараметровую систему регулирова -ния процесса сушки. Воздушный теплогенератор нагревает сушильный агент без промежуточного теплоносителя. Увлажнение осуществляется распылением горячей воды. Трехпараметровая система осуществляет регулирование по психрометрической разности и температурам сухого и мокрого термометров. Опытный образец такой сушилки емкостью 40 м успешно эксплуатируется на протяжении почти двухлетнего периода с поставкой продукции на экспорт. Аналогичные камеры производятся в ЗАО "Союз" (Ковров) и осваиваются итальянской фирмой SECAL.
Выводы: Необходимо выделить приоритетные направления научных и опытно-конструкторских разработок в области сушки древесины, найти формы их координации и экономические механизмы передачи результатов производителям лесосушильной техники. Эти работы должны акцентироваться на разработку модуля для создания гаммы паровых лесосушильных камер, отвечающих специфики лесных районов России. Для нужд небольших предприятий необходимо продолжить работы по освоению камер с воздушными теплогенераторами.
