Особливості роботи модульних зерносушарок

Ринок зернових сушарок України насичений пропозиціями від провідних компаній світу. У їхньому розмаїтті особливе місце займають модульні зерносушарки, які достатньо широко використовують у зерновиробництві під час сушіння зерна. Причому є пропозиції модульних сушарок, які відповідають широким запитам споживачів — так би мовити, на всі смаки.

Використання модульних сушарок на основі теплогенератора, що працює на біопаливі, в умовах сьогоднішньої ціни на газ, який традиційно використовується в установках для сушіння зерна, є адекватною альтернативою. Модульними, або колонковими, прийнято називати сушарки через конструкційні особливості їхньої компоновки. Вони мають просту й надійну конструкцію, забезпечують широкий діапазон продуктивності, добре адаптовані до технологічної роботи з пальниками, які працюють із використанням електроенергії, дизельного палива, газу та біопалива і поряд із зерносушарками інших типів знаходять широке та ефективне застосування в Україні.

Упродовж останніх п’яти років спостерігається стійка тенденція до ширшого використання модульних сушарок (порівняно з поки що домінуючим шахтним видом цього сушильного устаткування). Тож, зрозуміло, вітчизняні виробники зерносушарок не стоять пасивно осторонь цього важливого процесу, а, навпаки, беруть активну участь у розробці аналогічних сушарок. Одною з таких успішних і ефективних розробок є установки зерносушильні горизонтальні типу СГТ виробництва ТзОВ «Завод дозувальних автоматів» (м. Кропивницький). Конструкційна особливість установок типу СГТ полягає в тому, що основою їхньої конструкцій є сушарка модульного типу.

Установки СГТ призначені для безперервного сушіння попередньо очищеного зерна колосових, олійних та бобових культур насіннєвого, продовольчого або фуражного призначення. Сушильний процес у них відбувається за допомогою атмосферного повітря, нагрітого в теплообміннику в результаті виділення тепла від спалювання продуктів, що належать до категорії твердого біопалива (пелети, лушпиння соняшнику, тюкована солома, дрова тощо). Ці установки мають 23 типорозміри, які різняться між собою кількістю в їхньому складі модулів, секцій, пальників і вентиляторів, габаритними розмірами, масою та типами теплогенераторів, що працюють на різних видах твердого палива.

Принцип роботи горизонтальних (або вертикальних) модульних зерносушарок ґрунтується на поперечному проходженні повітря (гарячого й холодного) через шар зерна, що протікає між стінками з перфорованих листів. Установки зерносушильні горизонтальні типу СГТ (на твердому паливі) мають 23 моделі. Основною складовою модульної горизонтальної зерносушарки є сушильний модуль, завантажувальний та розвантажувальний пристрої, комплект газових пальників із вентиляторами або біотеплогенератор, органи управління та регулювання. Місткість засипної камери сушіння різних за продуктивністю установок становить від 7 до 35 м³. Конструкційно установки відрізняються наявністю в їхньому складі різної кількості модулів — від одного до трьох. Кількість модулів і колон (секцій) у сушарці залежить від заявленої споживачем продуктивності. Сушильний модуль складається з камери нагрівання та охолодження. Базовий (нижній) модуль установлюють на раму, яка закріплена на фундаменті. Для підтримання заданого рівня зерна в кожному модулі встановлені датчики його верхнього й нижнього рівня. Розвантажувальний пристрій складається із дозувальних вальців із приводом і шнека. Дозувальні вальці приводяться в дію від мотор-редуктора.

Відповідно до конструкційного складу та заявленої потужності складових агрегатів, установки можуть працювати в різних режимах зняття вологи в зерновому матеріалі та забезпечувати відповідну продуктивність сушіння — від 2,5 до 50 т/год. Природно, з такими показниками призначення їх можна застосовувати на різних за потужністю підприємствах.

Для забезпечення задекларованої продуктивності установок мають бути створені певні умови роботи, зокрема:

температура навколишнього середовища — не менше ніж 20°С;

відносна вологість повітря — не більше як 65%;

проведене попереднє очищення зерна від засміченості;

зерно повністю дозріло фізіологічно;

сушіння ведеться 24 години на добу з безперервним завантаженням зерна до установки.

Для проведення випробувань установок зерносушильних горизонтальних типу СГТ ТДВ «Завод дозувальних автоматів» представило як базовий зразок установку зерносушильну горизонтальну СГТ-1082 (Таблиця 1.). До її складу входять: установка секційна модульного типу (далі по тексту — установка сушильна), теплогенератор ТПЛ із пальником для твердого палива (а саме біопалива: пелет, лушпиння тощо), паливозавантажувач ПЗА, електрошафа увідна з комплектом засобів вимірювальної техніки (ЗВТ) і проводкою, а також комплект для монтажу.

До складу установки сушильної входять: корпус, що складається із сітчастих панелей внутрішнього й зовнішнього контуру; розподільчий шнек для сирого зерна; вальці, вивантажувальний шнек, вентилятор і дифузор холодного повітря; патрубок, що подає гаряче повітря, електроустаткування, датчики, силова шафа з панеллю управління. На установці встановлені датчики для вимірювання температури зерна в сушарці та агента сушіння (гарячого повітря, яке надходить в установку), а також датчики рівня зерна в бункері. Показники датчиків виводяться на дисплей, розташований на лицьовій панелі силової шафи. Нагнітання агента сушіння (гарячого повітря) у внутрішню камеру установки відбувається за допомогою модуля вентиляторів теплогенератора. За перевищення температури подаваного гарячого повітря в установці передбачений спеціальний відводок із шибером для приведення повітря, що подається в сушильну камеру, до передбаченої регламентом температури.

Холодне повітря нагнітається в камеру за допомогою осьового вентилятора, оснащеного поліпропіленовими лопатями, які армовані скловолокном високого ступеня жорсткості. Завдяки низькій вазі та високій міцності, цей вентилятор не зумовлює великих навантажень на електродвигун, що забезпечує його економну роботу. До того ж він генерує низький рівень шуму і вібрацій. Позаду вентилятора встановлено дифузор холодного повітря.

Для роботи в нічний час (за окремим замовленням) установку на підприємстві додатково оснастять системою освітлення. Установка СГТ-1082 задовільно адаптована до інших складових зерносушильного комплексу, до яких належать норії, вентиляційний бункер і транспортери (їх також виготовляє та постачає ТОВ «Завод дозувальних автоматів»).

Кліматичне виконання теплогенератора — У2, категорія розміщення — 3 згідно з ГОСТ 15150-69 (у закритому приміщенні без регулювання кліматичних умов). Умови експлуатації: температура навколишнього середовища — від -15°С до +45°С; відносна вологість повітря — до 80% за 25°С. До складу теплогенератора ТПЛ входять: теплообмінник, димосмок, димова труба, паливозавантажувач автоматичний (ПЗА), пальник факельний, зольник, платформа, рейковий шлях.

Як основне біопаливо в теплогенераторі використовують лушпиння соняшнику, як тверде паливо можна використовувати: дрова, солому в тюках чи рулонах, пелети із соломи, лушпиння соняшнику тощо. Заміною основному виду палива можуть бути пелети, виготовлені з поновлювальних джерел — біомаси (соломи, полови, тирси та трісок із деревини, відходів обробки зерна тощо).

Керування роботою установки проводять із лицьової панелі силової шафи, розташованої безпосередньо на корпусі установки Завантажене в бункер будь-яким чином паливо розподіляється всім об’ємом бункера завдяки спеціальній конструкції його днища. Через отвір у днищі паливо надходить до живильника, а звідти шнеком подається до факельного пальника, де підхоплюється повітряним потоком і згоряє. Тепло продуктів згоряння через теплообмінник нагріває чисте повітря, яке надходить безпосередньо до зерносушильної установки.

Принцип роботи установки ґрунтується на дії нагрітого в газових чи твердопаливних теплогенераторах повітря, яке постійно нагнітається вентиляторами до установки, на шар зерна, розміщеного між зовнішніми та внутрішніми перфорованими стінками її корпусу. У міру висихання зернова маса під дією сили земного тяжіння переміщується до нижнього шнека та за допомогою вивантажувальних вальців подається до приймального бункера. Із завантажувального бункера або норії відбувається подавання зернової маси у верхню зону установки.

Опис технологічного процесу. З норії або завантажувального бункера зернова маса подається у верхню зону сушарки. Рівномірний розподіл зерна забезпечує шнек, а датчики контролюють рівень його завантаження, щоб уникнути переповнення ємності установки. Далі зерно надходить у зернові колони, утворені сітчастими панелями зовнішнього та внутрішнього контуру корпусу, де продувається гарячим повітрям. Рівень температури, сила потоку і час продування регулюють із урахуванням потрібного кінцевого результату. Всередині зернової колони, по ходу руху зерна, встановлені механічні напрямні, які забезпечують перемішування зернової маси. Для запобігання пересушуванню зерна в установці у внутрішній стінці її колон застосовано систему вальців, яка забезпечує різницю потоків зернової маси і вирівнює показники її вологості. Завдяки цьому вдається уникнути перегрівання й розтріскування зернівки, а отже, значно підвищується якість просушеного зерна.

Після проходження сушильної зони зернова маса переміщається в нижній бункер вивантажувального шнека, де вологість зерна вимірює високоточний датчик температури й передає інформацію на контрольний дисплей пульта управління. Розподілювальний і розвантажувальний шнеки закріплені за допомогою опорних підшипників і в своїй конструкції мають три складові. Це допомагає значно знизити механічне навантаження на зерно та забезпечити його вивантаження практично без пошкоджень. Для ефективного обслуговування бункера вивантажувальний шнек і дозувальні вальці мають технологічні люки, а також такі, що розташовані на задній панелі.

Теплоагент (чисте повітря), проходячи через теплообмінник, нагрівається до заданої температури та нагнітається вентилятором у зону сушіння. Нагнітання агента сушіння (гарячого повітря) у внутрішню камеру установки відбувається за допомогою модуля вентиляторів теплогенератора. Гаряче повітря в камеру потрапляє через повітропровід і дифузор. У разі перевищення температури подаваного гарячого повітря автоматика зупиняє процес горіння палива, вимкнувши шнековий паливний живильник. Після зниження показника температури теплоагента до заданого рівня вмикається шнековий живильник, і процес горіння відтворюється.

Визначення якості функціонування та експлуатаційних показників установки зерносушильної СГТ-1082 проводили за її використання згідно з призначенням — на сушінні зерна кукурудзи. Для отримання теплоагента в пальнику теплогенератора ТПЛ, який входить до її складу, спалювали лушпиння насіння соняшнику.

Оцінку якості виконання технологічного процесу установки СГТ-1082 проведено в господарських умовах ТОВ «Технополь- Агро» (Кіровоградська область, Кіровоградський район, с. Федорівка). Якість функціонування установки зерносушильної СГТ-1082 визначали під час сушіння зерна кукурудзи (Таблиця 2.). Установка СГТ-1082 працювала в режимі одноразового зняття вологи на 10% — із 23,5% до 13,5%. Зерно в установку подавала норія від бункера-накопичувача зерносушильного комплексу (поставляється за окремим замовленням; деякі користувачі обходяться без нього). Для сушіння зерна температура теплоагента, який подавали в сушарку, становила 119–121°С. Зважаючи на пору року й температуру атмосферного повітря, установка зерносушильна працювала в режимі сушіння без продування нижньої зони установки холодним повітрям. Після сушіння зерно рухалось за допомогою норії до горизонтального транспортера, який переміщав сухе зерно на склад. У цілому умови й прийняті режими сушіння зерна кукурудзи відповідали встановленим вимогам до нормальної роботи установки. В пальнику теплогенератора ТПЛ, який входить до її складу, спалювали лушпиння насіння соняшнику. Такі умови й режими сушіння зерна кукурудзи відповідали встановленим вимогам ТУ.

Результати експлуатаційно-технологічної оцінки засвідчили, що установка зерносушильна забезпечує приймання та сушіння зерна кукурудзи з подальшим його охолодженням із продуктивністю до 125 т/добу, або 5 т/год, за зниження вологості зерна на 10%. За використання в якості біопалива лушпиння соняшнику питомі витрати палива становлять 38,9 кг на 1 т вхідної сировини (за умови зниження вологості зерна кукурудзи на 10% — із 23,5% до 13,5%), або 3,89 кг на 1 т/%. Обслуговує комплекс одна особа (оператор). За споживаної електродвигунами потужності 58,8 кВт питомі витрати електроенергії становлять 11,8 кВт-год/т.

Технологічне обслуговування установки зерносушильної — нескладний. Перед початком роботи слід установити відповідні режими:

подавання продукту сушіння — зерна/насіння із вентиляційного бункера зерносушильного комплексу в зернову установку;

задати на пульті оперативного керування процесом потрібну температуру сушіння;

установити режим подавання біопалива з бункера-накопичувача в теплогенератор та параметри інтенсивності його подавання шляхом вибору відповідної частоти обертання шнека живильника — завантажувача палива (на шкалі зі значеннями 0 — max.);

розпалити пальник. Після виходу теплогенератора на заданий температурний режим підтримання відповідної температури відбувається автоматично;

у першу годину роботи установки СГТ-1082 потрібно встановити режим роботи сушильної установки стосовно руху й тривалості перебування в ній зерна, який передбачає повторне повернення в сушарку недостатньо висушеного зерна на досушування в перший період роботи установки;

після виходу установки СГТ-1082 на проектний режим сушіння зерна зі встановленою вихідною вологістю встановлюється режим сушіння установки, який передбачає рух сухого зерна з установки за допомогою норії і транспортерів на склад;

установити режим частоти обертання вальців установки для вивантаження зерна із неї. Зазначені технологічні операції — нескладні. Єдина вимога під час їхнього проведення — дотримуватись рекомендацій і настанов з експлуатації сушильної установки.

Висновок

До важливих позитивних особливостей установки СГТ-1082 слід віднести те, що вона адаптована для роботи із теплогенераторами для спалювання газу та твердого палива (пелети, соняшникове лушпиння, тюки соломи, дрова), що дає змогу використовувати її залежно від господарсько-економічних можливостей агропідприємства. Процес подавання в теплогенератор для спалювання твердого палива (пелети, лушпиння соняшнику, зерноочисні відходи) — механізований. Для цього в складі теплогенератора втілено оригінальні технічні рішення. Теплообмінник має конструкцію, яка забезпечує подавання в сушильну камеру установки чистого, без диму, теплоагента (повітря).

Ефективність використання установки підтверджують і економічні показники установки зерносушильної СГТ-1082: затрати праці під час експлуатації становлять 0,02 люд.-год на 1 тонно-відсоток. У якості палива використовують лушпиння соняшнику — одне з найдешевших та найдоступніших джерел отримання теплової енергії: прямі експлуатаційні витрати на 1 тонно-відсоток становили 9 грн.

М. Занько, заст. заввідділу наукових досліджень і випробувань машин у рослинництві, канд. техн. наук, старш. наук. співроб.

журнал "Пропозиція", №9, 2018 р.