Производительность зерносушилки. Что нужно учесть и чего опасаться?
В данном разделе попробуем разобрать все известные доводы о производительности конвейерных зерносушилок, разберёмся что правда, а что миф. И, самое главное, обобщим выводы в конце. Итак, по порядку:
- площадь ложа, время нахождения в зонах сушки и охлаждения
- давление вентиляторов и объём перемещаемого теплоносителя
- мощность горелок
- настройки зерносушилки: толщина слоя, температура агента сушки, влажность и температура зерна на входе, кратковременное либо длительное послеуборочное хранение
- скорость транспортёра, выгрузка, охлаждение
- а что по ГОСТ?
Обобщённый итог!
Для начала нужно знать, что в любых типах зерносушилок (конвейерных, шахтных, колонковых, жалюзийных, и др.) под производительностью понимается процент снятия влаги в единицу времени. Для приведения всех данных в равные критерии сравнения существует общепринятая система учёта производительности. В её основе: расчёт по пшенице 3-го класса, снятие влаги 6% за один проход с 20% до 14%, стандартные внешние условия (температура 20 °, давление 760 мм рт.ст., влажность равна 0, высота над уровнем моря 100 м), количество посторонних примесей – сорность не более 1,5%. При стандартных условиях снятие поверхностной влаги/испарение капиллярной влаги требует определённой тепловой мощности, т.е. соотношение температуры и количества перемещаемого теплоносителя.
Площадь ложа, время нахождения зерна в зонах сушки и охлаждения. Многие продавцы/менеджеры ловко оперируют неполными данными вводя в заблуждение сельхозтоваропроизводителей и самый популярный приём – подсчёт площади ложа. НО! Общая площадь ложа и полезная площадь сушильного ложа это не одно и тоже. При учёте необходимо брать только ту часть сушильного ложа, которая не перекрывается зоной горения и вентиляторами, т.к. существующий минимальный зазор не даёт эффекта полноценной сушки, и является фикцией. Но и это ещё не главное: важно учесть также время нахождения в сушилке и слой зернового материала. Временем нахождения зерна в зонах сушки и охлаждения можно управлять, замедляя либо ускоряя движение основного транспортёра с помощью частотных преобразователей (если таковые предусмотрены конструкцией), а вот сопротивление, создаваемое толщиной зернового слоя, закладывается конструктивно при подборе вентилятора, при неверном подборе вентилятора по давлению о подаваемом объёме воздуха речи не идёт, эти показатели становятся фикцией. Главный итог вышеперечисленного: площадь ложа необходимо учитывать, беря в расчёт только его полезную/рабочую часть, необходима регулировка скорости транспортёра частотными преобразователями, вентилятор подачи теплоносителя необходимо подбирать не только по объёму перемещаемой воздушной среды, но и по давлению.
Подробнее разберём давление вентиляторов. Что это такое и как данный показатель влияет на объём перемещаемого сушильного агента, и, следовательно, на производительность в целом? Изучая графики работы любых вентиляторов, поиск рабочей точки сводится к соотношению получаемых параметров объёма и давления требованиям к производительности зерносушилки. При увеличении расхода воздуха давление пропорционально падает, и наоборот, при повышении давления снижается перемещаемый объём сушильного агента. От нахождения необходимой рабочей точки зависит мощность электродвигателя вентилятора, направленная на преодоление сопротивления вращению рабочего колеса. Как раз в сопротивлении вращению рабочего колеса и закладываются конструктивные параметры, влияющие на характеристики воздушного напора вентилятора: угол атаки лопасти рабочего колеса, количество и размер лопастей, форма лопастей, форма улитки вентилятора (на радиальных вентиляторах, создающих поперечный воздушный поток она различается в зависимости от необходимых параметров). Основными ошибками являются подбор вентилятора по объёму воздуха и типоразмеру улитки без учёта давления воздушного потока. Производители зерносушилок пренебрегают этими параметрами по понятным причинам – банальное недостаточное внутреннее пространство внутри корпуса зерносушилки, хотя, возможно и вследствие общего непонимания конструкторами принципа работы вентиляторов в целом, встречается и такое. Подведём итог данного раздела: для установки вентилятора правильного типоразмера улитки необходимо внешнее размещение вентиляторов. В данном случае нет необходимости пренебрегать характеристиками давления и, как следствие, производительность зерносушилки увеличится кратно до честных значений.
Мощность горелочных устройств. Безусловно важный параметр для расчёта производительности. Но перебарщивать тоже незачем. Согласно литературе (справочниками сушильщика) и полученного аграриями опыта для просушивания 25-28 т/ч необходимо 2,3 МВт тепловой энергии, следовательно 45 000 – 60 000 м3 сушильного агента. Для просушивания пшеницы 3-го класса с крепкой клейковиной допускается прогрев сушильного агента не более 110 °С, при контроле температуры зернового материала 40-45 °С. При более высоких температурах теряются качественные характеристики зерна, снижается класс и стоимость, поэтому опытные сушильщики при работе с пшеницей поддерживают температуру теплоносителя не более 100 °С. Однако многие производители указывают производительность зерносушилки при температуре агента сушки 125 °С, при таких значениях опасность возгорания очень высока, зерно испытывает шоковые тепловые нагрузки, пересушивается снаружи, оставаясь влажным внутри и, следовательно, не хранится. О семенном фонде при таких режимах сушки (125 °С) можно вообще забыть, потери всхожести гарантированы. Рассматривать приобретение зерносушилок у таких производителей вообще опасно.
Ещё важный параметр мы обсуждали вначале – это снижение влажности в %. По пшенице 3-го класса, снятие влаги 6% за один проход с 20% до 14% это норма. Попытка производителями изменить данный параметр вводит в заблуждение фермеров и прочих сельхозтоваропроизводителей. Как пример, некоторые указывают начальную влажность 19%, либо конечную 15%. В большинстве случает данные показатели недостижимы, т.к. в средней полосе начальная влажность пшеницы обычно составляет 20-23%, а требуемая влажность хранения 12-14%. При пересчёте в базовые значения производительности зерносушилок при завышенной температуре сушки и сниженным показателям по влажности итоговая производительность падает минимум вдвое. Именно на честную производительность следует опираться при выборе зерносушилки, при этом обратить внимание на данные о производительности, декларируемую температуру и данные о снижении влажности. Изменение вышеуказанных параметров является уловкой недобросовестных поставщиков и вводит в заблуждение сельхозтоваропроизводителей.
Обобщённые выводы в конце. Какие факторы необходимо учитывать для достижения честной производительности:
- снижение влажности при расчёте производительности по пшенице должно быть 6% за один проход, т.е. с 20% до 14%. Иные значения – это маркетинговая уловка, скрывающая истинные значения, которые ниже заявленных
- температура сушки на пшенице должна быть ниже либо равна температуре кипения, в противном случае зерно потеряет качественные показатели, влияющие на класс, всхожесть, а, следственно, стоимость
- время нахождения зерна в зонах сушки и охлаждения необходимо регулировать в зависимости от начальной влажности и температуры, соответствия условиям сушки стандартным значениям. Эти параметры необходимы для выдавливания капиллярной влаги из центра зёрен на периферию, т.к. влага испаряется с поверхности зерна, а для этого требуется время.
- параметры вентиляторов. Объём и давление теплоносителя, рабочая точка, размер улитки. Недостаточное внутреннее пространство для размещения вентиляторов – не повод зажимать вентиляторы, необходимы иные конструктивные решения. Например, внешнее размещение – это позволяет сушить зерновой материал в режиме кипящего слоя без травмирования, т.е. сохраняя главный принцип работы конвейерной зерносушилки.
- площадь ложа, где важнее не ширина, а длина, для увеличения времени нахождения материала в сушилке.