Составляющие теплового баланса сушильной установки, Вт

Обозначение	Характеристика
Приходная часть
Qп,в=(hx-h0)L0	Теплота, переданная воздуху в подогревателе
Qд	Теплота, дополнительно подведённая к воздуху в сушилке
L0h0	Теплота, вносимая с воздухом
GM1cM1tM1= GM2cM1tM1+WcвлtM1	Теплота, вносимая с влажным материалом, состоящим из сухой массы и влаги
Gтр1cтр1tтр1	Теплота, вносимая транспортными устройствами
Расходная часть
L2h2	Потери теплоты с уходящим воздухом
GM2cM2tM2	Потери теплоты с уходящим материалом
Gтр1cтр1tтр1	Потери теплоты с транспортными устройствами
Qs	Потери теплоты в окружающую среду через ограждения

Рис. 12.17. Схема подключения измерительных приборов к сушильной установке:

ТО — калорифер; СК — сушильная камера; КК— камера кондиционирования; КО — конден- сатоотводчик; ЭП — электропривод; СА — сушильный агент; СМ — сушимый материал; ВМ— высушенный материал

Таблица 12.8

Измерительное оборудование, применяемое при инструментальном энергоаудите сушильной установки

Номер позиции на рис. 12.17	Измеряемая величина и диапазон измеренных значений	Измерительный прибор
1	Температура (100 — 300 °С)	Контактный термометр
2, 5, 21	Давление	Манометр
3	Расход пара	Вихревой расходомер
4	Температура (100—120 °С)	Контактный термометр
6	Температура (0—30 °С)	Контактный термометр
7	Относительная влажность (30 — 60 %)	Измеритель влажности
8	Расход (скорость) воздуха (1 —10 м^3/с)	Анемометр
9	Температура (80—150 °С)	Контактный термометр
10, 12, 15, 23	Относительная влажность	Измеритель влажности
11, 14, 19, 22	Температура	Контактный термометр
13, 16, 24	Расход вещества (масса)	Расходомер
17	Частота вращения электропривода	Тахометр
18	Параметры электропривода	Регистратор-анализатор
20	Расход воды	Ультразвуковой расходомер

Проведённая инструментальная диагностика позволяет не только предло­жить энергосберегающие мероприятия, но и достаточно точно определить энергетический потенциал от их реализации.

В качестве примеров рассмотрим некоторые из возможных мероприятий.

Рациональное снижение давления греющего пара. Давление и темпе­ратура греющего пара, подаваемого в калорифер, как правило, выше требуе­мых по технологии. Использование для рационального снижения давления пара для отдельной технологической установки противодавленческих тур­бин типа Р не оправдано экономически. Появившиеся также противодавлен-ческие паровые роторно-объёмные машины (ПРОМ) имеют ряд неоспори­мых преимуществ по сравнению с турбинами типа Р, но в настоящее время конструктивно недоработаны.

Для снижения давления целесообразно применять пароструйные эжек­торы. Их использование более эффективно, чем применение редукционно-охладительных (РОУ) и тем более редукционных (РУ) установок. Достигае­мая при этом экономия энергии определяется уменьшением на 10—20 % расхода основного греющего пара, восполняемого паром вторичного вски­пания конденсата, снижением температуры возвращаемого конденсата (при повышении температуры конденсата и отсутствии баков сбора требуется дополнительное его захолаживание).

Рециркуляция сушильного агента. Наиболее очевидное энергосберега­ющее мероприятие в конвективных сушильных установках связано с возвра­том части уходящего сушильного агента в контур его циркуляции (рецирку­ляция сушильного агента). Возможные схемы таких установок приведены на рис. 12.18.

Существующее явление инверсии интенсивности испарения при конвек­тивной сушке, связанное с тем, что при температуре сушильного агента выше температуры инверсии /_и, которая составляет 180—200°С, интенсивность испарения в воздух с повышенным влагосодержанием выше, чем в сухой, приводит к неоднозначным решениям по энергосбережению: приt>t_нвыгодна схема, приведённая на рис. 12.18, а, приt<t_нвыгодна схема, пока­занная на рис. 12.18, б.

Устранение неравномерности сушки. К числу наиболее значимых энер­госберегающих мероприятий относится, как правило, устранение неравно­мерности распределения параметров сушильного агента по поперечному сечению сушильной камеры.

Рис. 12.18. Схемы сушильных установок без рекуператора (а) и с рекуператором (б): 1 — подогреватель сушильного агента; 2 — сушильная камера; 3 — линия рециркуляции; 4 — камера смешения; 5 — рекуператор; 6 — подвод сушильного агента

Для оценки потенциала энергосбережения при осуществлении такого мероприятия необходимы специфические дополнительные инструменталь­ные измерения эпюр температур и скорости сушильного агента.

Пример 12.1. Дайте качественную оценку влияния температур воздуха на входе в теоретическую конвективную сушильную установкуt₁и выходе из неёt₂ на удельный расход теплоты на сушку[q= f(t₁)приt₂=constиq= f(t₂) приt₁= const] при однократном использовании сушильного агента.

Решение. Для оценки характера зависимостейq= f(t_x)иq= f(t₂)можно вос­пользоватьсяh,d-диаграммой, на которой показаны изменения состояния воздуха в теоретической сушильной установке, для которой энтальпии сушильного агента на входе в сушильную камеруh₁и на выходе из неёh₂совпадают (рис. 12.19).

Выполнив дополнительные построения (соединим точки А и С и получим угол у;проведём линиюCDпараллельно осиd), докажем, что

определяется позависимостиq= (1 + tgγ)т, где т — отношение масштабов по осямh, dдиа­граммы.

Очевидно, чтоh₁–h₀= АВ • M_h, , а гдеM_h, M_d— масштабы

по осям энтальпии и влагосодержания.

Поскольку угол наклона линий постоянной энтальпии в h, d-диаграмме составляет 135°, тоBD= CD.

Тогда

Рис. 12.19. Изменение состояния воздуха в теоретической конвективной сушильной уста­новке с однократным использованием сушильного агента:

АВ — процесс подогрева воздуха в рекуперативном подогревателе; ВС — процесс изменения состояния воздуха в сушильной камере

Рис. 12.20. Изменение состояния сушильного агента в сушильной установке:

а — t₁ =var,t₂ =const;б —t₁=const;t₂ =var

Рис. 12.21. Влияние параметров режима сушки на удельные энергозатраты в сушильной установке с однократным использованием воздуха

Изменениеt₁иt₂приведёт к изменению положения линии ВС наh, d-диа­грамме и угла наклона γ линии АС (рис. 12.19). Видно, что с ростомt₁угол γ уменьшается, а с ростомt₂— растёт.

По рис. 12.20 можно определить характер кривыхq= f(t₁)иq=f(t₂), показан­ных на рис. 12.21.

Повышение температуры t₁ограничивается лишь технологическими возмож­ностями производства и свойствами материала (ограничено для термолабильных материалов), а температураt₂имеет предельное значение, которое соответствуеттемпературе мокрого термометраt_np= t^M.

Контрольные вопросы