Сегодня мы открываем рубрику "Невостребованные проекты". Здесь будут публиковаться разработки специалистов, которые, по их мнению, принесли бы большую пользу экономике Беларуси.
Проект инженера Вадима Сентябова касается вакуумной сушки древесины.
Республика Беларусь располагает значительными ресурсами леса. По данным Минлесхоза, общая площадь лесного фонда составляет 8 млн га. Ежегодный прирост древесины составляет 23 млн м 3.
Однако объем ее заготовок равен 11 млн м 3. Вместе с тем в республике можно увеличить не только заготовку древесины на 2 млн м 3, но и получать высококачественную деловую древесину. Для этого необходимо совершенствовать лесозаготовительные работы. Имеющиеся лесные ресурсы Беларуси в настоящее время используются не в полном объеме из-за отсутствия современной техники и технологий.
Используемое в лесном хозяйстве оборудование не соответствует мировым стандартам. Это приводит к потерям сырья, энергоресурсов, затрудняет экспортные возможности, повышает себестоимость продукции. В целом снижается эффективность всей отрасли. В торговле древесиной особое внимание сейчас обращается на качество деловой древесины. В деревообработке самый энергоемкий процесс - сушка. Это достаточно сложный процесс, требующий больших финансовых затрат и длительного времени обработки.
Для того чтобы вести разговор о новых энергосберегающих технологиях сушки древесины, необходимо напомнить читателю, какая технология применяется на предприятиях в настоящее время. Практически на всех деревообрабатывающих комбинатах Беларуси и СНГ применяется традиционная технология сушки.
Пиломатериалы, предназначенные для дальнейшей обработки, сушат в специальных камерах, представляющих собой капитальное строение объемом около 150 м 3. По рельсовым путям тележка с сырой древесиной (объемом около 50 м 3) доставляется в камеру, где происходит ее сушка горячим воздухом с температурой 150-200° С. Подогретый воздух нагнетается вентиляторами мощностью 75 и более кВт и в дальнейшем выбрасывается в атмосферу. Продувка древесины периодически чередуется с циклами влагообработки. Для этого два-три раза в сутки в сушильную камеру подается пар для увлажнения древесины. Создается парадоксальная ситуация: чтобы высушить древесину, необходимо ее увлажнить. Такая технология позволяет сократить брак при сушке пиломатериалов до 25%.
Традиционная сушка древесины без пара увеличивает брак до 50% и уменьшает влажность до 16-18%. Европейские стандарты определяют влажность высушенной древесины - 8-10%. Сушка производится в течение 7-9 дней. Время определяется сортом и размерами древесины. После сушки древесину используют в производстве. Идеальным вариантом использования высушенной до 8-10%-ной влажности древесины и получения при этом изделий высокого качества является применение всей партии материалов, прошедших обработку. Вместе с тем в практике производства, даже на крупных ДОКах, используется часть высушенной древесины (до 10 м 3). Остаток обработанной партии набирает влажность до уровня окружающей среды.
Избежать проблем, возникающих при традиционной сушке, можно при помощи применения вакуумной сушки древесины. Аксонометрический вид такой вакуумной сушки показан на рисунках 1 и 2.
Краткое описание установки. Камера емкостью 20 м 3 позволяет загрузить около 10 м 3 предварительно обрезанной и обработанной древесины. Загрузка происходит по рельсовым путям с помощью тележки с подогревом прямого действия с максимальной отдачей теплоносителей 40-50° С. Температура в камере поддерживается автоматически. Герметический корпус камеры позволяет воздуху конвенционно непринудительно перемешиваться и обеспечивать равномерный подогрев, отделение влаги, конденсацию ее на внутренних стенках емкости. Для сушки древесины достаточно мощности элементов нагревателя (20-25 кВт). В дальнейшем сконденсированная влага собирается в сборнике и оттуда удаляется за пределы установки.
В процессе вакуумной сушки из древесины удаляется капиллярная и часть гидроскопической влаги. Этим обеспечивается устранение неравномерного процесса сушки в радиальном и тангенциальном сечениях материала.
Те нежелательные явления, которые присущи традиционной сушке, такие, как внутреннее напряжение (растрескивание, наличие микротрещин, особенно по концам пиломатериалов), крутящие моменты, выброс канцерогенных веществ в атмосферу и смол, при вакуумной сушке отсутствуют.
Сравнительные данные экономичности и эффективности вакуумной сушки приведены в таблице.
Все данные по традиционной сушке взяты из паспортных данных установок на предприятиях Минска (ЭКБ "Мебель", "Минскдрев", "Минскмебель", "Мягкая мебель" и др.). Автором проведен анализ показателей, сделаны обобщения. Цифры в таблице умышленно несколько приуменьшены.
Теория, опыт и практика показывают, что на предлагаемой установке возможно добиться еще большей экономии теплоэнергетических ресурсов (ТЭР). Этого можно достигнуть, если в устройство фундамента будет вмонтирована печь, работающая на отходах древесины, которые зачастую выбрасываются на свалку.
Фундамент для установки вакуумной сушки в любом случае необходим, так как вес устройства с тележкой и партией древесины составляет приблизительно 20 тонн. Использование для сушки топлива в виде отходов древесины позволит увеличить экономию, и тогда таблица будет иметь несколько другой вид.
Размышляя над показателями установки для вакуумной сушки древесины, невольно приходишь к выводу о том, что достичь такой экономии ТЭР в других отраслях трудно. Но моя разработка это не изобретение велосипеда.
Методы вакуумной сушки древесины были разработаны еще в досталинские времена. Тогда не обращалось внимания на экономию ТЭР. Мне, много лет проработавшему главным энергетиком на различных крупных предприятиях Минска, СССР и за рубежом, ежегодно предписывалось увеличение расходов ТЭР на 2-3% по сравнению с предыдущим годом. Вместе с тем экономить тоже не запрещалось. Таким образом возвращение к идее вакуумной сушки древесины - это хорошо забытый старый метод.
С предложениями по созданию опытной установки я обращался в Минлесхоз, концерн "Лесбумдревпром", Белорусскую лесную академию, фирму "Лесмашинвест", Государственный комитет по энергосбережению и энергетическому надзору, в домостроительные комбинаты и АО, где выяснил, что с 1993 года Институт тепломассообмена (ИТМО) ведет разработку этой технологии и получает на это инвестиции. ИТМО также добивается инвестиций в Международном фонде развития. Уже потрачена масса денег, но воз и ныне там. За державу обидно!
В действительности уже имеется такая установка в Республике Беларусь производимая в США. Стоимость ее $45 тыс., она компьютеризирована, автоматизирована и имеет гидравлику. Белорусское представительство словацкой фирмы "Beltechno Ltd" продает подобную установку по цене от $29 до 77 тыс. ИТМО утверждает, что разработка подобной установки стоит $35 тыс. Я утверждаю и даю гарантию, что моя разработка, изготовление, монтаж, наладка, пуск в эксплуатацию стоят $15 тыс., причем все составляющие компоненты, механизмы, оборудование - белорусские. Выпуск установок можно довести до серии в короткие сроки. Ведь если не мы сегодня создадим ее, то завтра будем покупать установки в США и поднимать их экономику.
А. Г. Лукашенко в ноябре 1997 года в Могилеве, а С. С. Линг в январе 1998 года в Минске на совещаниях довольно подробно останавливались на отсутствии энергосберегающих технологий в лесном хозяйстве, и в деревообработке в частности. Но вопрос до сих пор не решен.
Местные органы, институты, фирмы, видимо, не заинтересованы в создании передовых технологий и даже являются их противниками. Это я могу доказать.
На выставке "Деревообработка-97" в Минске добрая половина экспонатов была посвящена сушке древесины. Со всеми "сушильщиками" я беседовал, и только двое из них были компетентны в вопросах вакуумной сушки. Один - монтировавший американскую сушилку, а другой - представитель французской фирмы.
Когда я задал вопрос, почему такая солидная и знаменитая фирма экспонирует на выставке устаревшую технологию, представитель Франции очень удивился и сказал, что за 4 дня выставки впервые к нему обратился человек с таким вопросом. Он сказал, что они выпускают установки по вакуумной сушке, но эти установки "не для дилетантов". Обидно, но факт. А ведь этот "француз" - выходец из СССР. Есть над чем поразмыслить. Когда я обратился на радио и телевидение с просьбой дать информацию о вакуумной сушке, то там не было предела удивлению. Прежде чем передать мне информацию, журналисты обращались в компетентные органы. Но много ли можно рассказать по радио за 3 минуты, а по телевидению за 2,5 минуты? Сообщение было все же передано и услышано в Санкт-Петербурге и Ростове-на-Дону. Идеей заинтересовались, но специалистам необходимо посмотреть устройство, изучить паспортные данные установки. А их нет. Ведь такие установки не производят ни в Беларуси, ни в странах содружества.
P.S. В настоящей статье автор не ставит перед собой задачу дать полное описание конструкции и ее технические характеристики. Если данный материал заинтересует читателей, в последующих номерах я готов опубликовать более подробное описание работы установки, электрическую и релейную схемы.
| Традиционная сушка | Вакуумная сушка | ||||||||
| Кол-во суток | Рпотреб., кВт/ч | Гарант. брак, % | t, °С | Гарант. влажность, % | Кол-во суток | Рпотреб., кВт/ч | Гарант. брак, % | t, °С | Гарант. влажность, % |
| 7 | 10 000 | 20 | 150 | 15 | 1 | 500 | 5 | 50 | 10 |
Вадим СЕНТЯБОВ, инженер
www.nestor.minsk.by