CC BY
10
АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЭКОНОМИКИ УПРАВЛЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ
Внедрение ресурсосберегающих технологий в производство сушильных камер на базе центра трудовой адаптации осужденных
Д.В. ТИТОВ - старший преподаватель кафедры технологии и оборудования лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств ВИПэ ФСИН России, кандидат технических наук;
Р.П. БОРИСОВ - заместитель начальника УФСИН России по Псковской области;
В.В. МАРКЕР - начальник Центра трудовой адаптации осужденных УФСИН России по Псковской области
В статье рассматривается проблема энергосбережения на производственных объектах ФСИН России на примере деревообрабатывающего производства. Авторы пытаются определить, возможно ли внедрение ресурсосберегающих технологий в производство камер, предназначенных для высококачественной сушки хвойных, лиственных и экзотических пород древесины по первой категории качества, а также внедрение указанных технологий в производственный процесс в целом.
Ключевые слова: трудовая адаптация осужденных; энергоресурсосбережение; технология сушки древесины; сушильная камера; рекуперативный теплообменник; управление режимом сушки.
Вопрос энергоресурсосбережения, согласно проводимой государством политике в области повышения энергоэффективности экономик различных отраслей, является сегодня весьма актуальным.
Энергосбережение на производственных объектах ФСИН России зависит от многих факторов: эффективности использования оборудования, применения ресурсосберегающих технологий, систем автоматики и контроля производственного процесса, квалификации спецконтингента и т.д.
Основным объектом трудовой адаптации в уголовно-исполнительной системе является деревообрабатывающее производство, в рамках которого одним из ведущих процессов выступает сушка. Оборудование и технология закладывают базу качества готовой продукции. Сушильные камеры, созданные еще в советское время, как и большинство вновь построенных, работают с применением «нормальных» и «жестких» режимов. Такие режимы предполагают воздействие высокой температурой в сжатые сроки, что отражается на качестве материала и не способствует энергосбережению.
На современном этапе становится энергетически выгодно сушить пиломатериал при низкотемпературных, «мягких», режимах. Эта технология предоставляет возможность глубокой переработки древесины для изготовления мебельных щитов, конструкционного бруса и погонажа высокого качества.
На базе центра трудовой адаптации осужденных исправительной колонии № 4 УФСИН России по Псковской области внедряется современное производство модульных сушильных камер КСМ-25. ИК-4 расположена в пос. Середка Псковского района Псковской области, вид режима - строгий, лимит наполнения - 1510 чел., численность осужденных на 13 октября 2009 г. - 1506 чел.
Сушильные камеры КСМ-25 отличаются высокой производительностью, минимальным энергопотреблением и высоким качеством конечного продукта, подходят как для крупных предприятий деревообработки, так и для небольших цехов.
Камера сушильная КСМ-25 - модульная, конвекционного типа периодического действия, предназначена для сушки пиломатериалов в паровоздушной среде в мягких режимах с исполь-
Актуальные вопросы экономики, управления и технологии 59
зованием в качестве теплоносителя горячей воды температурой до 90оС.
В конвективных сушильных камерах избыток влаги выбрасывается с отработанным горячим воздухом в атмосферу, оттуда в камеру поступает свежий холодный воздух, на нагрев которого расходуется тепловая энергия.
Как правило, зимой свежий атмосферный воздух приходится подогревать на 110оС (от -30оС до 80оС). При недостаточной мощности теплового оборудования приток холодного свежего воздуха приводит к срыву температурного режима в сушильной камере. Следовательно, происходит выпадение конденсата из влажного воздуха, что ухудшает качество сушки пиломатериалов. В целях исключения таких последствий, а также для экономии тепловой энергии применяются рекуперативные теплообменники (рис. 1).
Рис. 1. Схема рекуперации тепловой энергии в процессе сушки
Технические данные КСМ-25 табл. 1.
приведены в
Технические данные сушильной камеры КСМ-25
Таблица 1
Наименование параметра Ед.изм. Значение параметра
Габаритные размеры камеры мм 6500х5500х3400
Внутренние размеры камеры мм 6300х5200х3200
Количество штабелей шт. 2
Габаритные размеры штабеля мм 6000х1800х1800
Вместимость камеры куб. м 25
Вентилятор осевой реверсивный ВО 12-300М-6,3В1: - диаметр рабочего колеса - мощность электродвигателя - число оборотов вала - производительность по воздуху шт. мм кВт об./мин. куб. м/ч 4 630 1,5 1500 4000-6300
Теплоноситель - горячая вода оС 95
Калорифер стальной пластинчатый КВБ10Б-02: - размеры (рабочего поля) - площадь теплоотдающей поверхности - производительность по теплу - аэродинамическое сопротивление - гидравлическое сопротивление шт. мм кв. м кВт Па Па 8 1155х500х220 37,48 118,1 42,3 1500
Максимальная рабочая температура в камере оС 75
Режим регулирования параметров среды - автоматический
Основные достоинства мобильной сушильной камеры:
- низкое энергопотребление;
- термоизоляция пола и загрузочных ворот, снижающая тепловые потери;
- рациональное использование одного теплогенератора на несколько сушильных камер;
- оснащенность камеры загрузочными тележками на рельсовом пути;
- простота установки и минимальные сроки монтажа;
- простота эксплуатации, управление и контроль процесса сушки, не требующие специальной подготовки;
- нулевая стоимость установки (сушильная камера полностью готова к эксплуатации, затрат на ее сборку и установку не требуется);
- низкая себестоимость сушки;
- мобильность (в случае переезда на другие, например арендованные, площади или при изменении места сушки в полевых условиях).
Процесс сушки организован следующим образом. Пиломатериал, уложенный в штабеля на трековые тележки, закатывается в сушильное пространство камеры. Схема циркуляции агента сушки горизонтально-поперечная, реверсивная. Агент сушки, подаваемый вентиляторами, циркулирует в горизонтальной плоскости поперек штабелей. Проходя через калориферы, он нагревается, а проходя через штабели, насыщается влагой из древесины и охлаждается. Часть агента сушки удаляется из камеры через вытяжные воздушные клапаны. Под действием образующегося при этом разрежения через приточные воздушные клапаны поступает свежий воздух.
ПРЕСТУПЛЕНИЕ • НАКАЗАНИЕ • ИСПРАВЛЕНИЕ
Управление режимом сушки предполагается осуществлять посредством автоматической системы управления на базе контролеров сушильных камер, включающей в себя:
- промышленный компьютер;
- два датчика температуры в камере;
- два датчика влажности среды;
- шесть датчиков измерения влажности древесины.
Регулирование температуры агента сушки осуществляется автоматически изменением количества подаваемого в калориферы теплоносителя. Регулирование влажности агента сушки производится автоматически открытием-закрытием приточно-вытяжных клапанов и включением системы увлажнения.
Ниже приведены сравнительные характеристики исследуемого объекта и известных аналогов (диаграмма 1).
Производительность, куб.м/ год
8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 о
" гЧ / / | /
кем -25 (6,5x5,5*3,4)
ЦНИИМ О Д-90 СБ. 6*1,2x1,4)
СП-120 (7,1x15,Э* 6)
ООКЕ 140-5 (7,64х 2,8x3,65)
Потреоляемая мощность, кВт
□ Потребляемая мощность двигателей ветипяторов (общая), кВт
□ Производительность калориферов потепл/, кВт
300 250 200 150 100 50
X
лП1
__
)АЛ /
КСМ-25 к 5x5, а* 3,4)
ЦНИИМ О Д-ЭО №,6*1,2x1,4)
СП-120 ООКЕ 140-5
(7,1x15, £К 6) (7,64x2,8x3,65)
КСМ-25 представляется нам оптимальным оборудованием с точки зрения массы, производительности и энергоэффективности, в связи с чем видится необходимым:
1. Организация серийного производства сушильных камер (до 25-50 шт. в год) и формирование производственных заказов согласно указанию ФСИН России.
2. Обеспечение производительности до 1000 куб. м пиломатериалов в год с одной сушильной камеры.
3. Внедрение метода дорнования в производство калориферов с целью повышения прочности, снижения себестоимости.
4. Совершенствование технологии производства вентиляторов за счет применения штампованных лопастей.
Для реализации данных мероприятий необходимо решение следующих задач:
- провести расширение рабочих площадей, постов сборки камер и сварки (по 4 чел.), калориферов и вентиляторов (по 5 чел.);
- оснастить сушильные камеры системами автоматического контроля процесса сушки;
- обучить спецконтингент технологическим операциям по более эффективным методикам, увеличить долю осужденных, привлекаемых к труду.
В конечном итоге все это позволит повысить трудовую адаптацию осужденных на 150%, а общий выпуск товарной продукции увеличить на 75%. Таким образом, ожидается усиление мотивации труда осужденных, уменьшение времени их нахождения в жилой зоне.
Рассмотренные меры также будут способствовать снижению числа происшествий и недопущению обострения оперативной обстановки, а также положительно повлияют на морально-психологический климат в учреждении. Увеличение плана выпуска существенно повысит рентабельность производства в ИУ.
Масса камеры,т
у 1
у/ 1
у
у
у -
1 Ф X (ЧУ 1
КСМ-25 (6,5*5,5х 3,4)
ЦНИИМ ОД-90 (6,6x1,2x1,4)
СП-120 (7,1x15,9x6)
ООКЕ 140-5 (7,64Й,8х 3,651
Диаграмма 1. Сравнительные характеристики сушильных камер
