Воздуховоды зерносушилки

Воздушные короба сушилок зерна и их особенности

Если сердцем зерносушилки является горелка, то её легкие - это воздуховоды, которые фактически позволяют сушилке дышать.

Воздуховоды - это специальные воздушные короба, расположенные в шахматном порядке по всей ширине и высоте зерновой колонны шахтной зерносушилки.С их помощью обеспечивается максимально равномерная подача горячего воздуха в зерно.

Ключевая фраза здесь - "максимально равномерная подача горячего воздуха". Именно это и отличает в выгодном свете любую зерносушилку смешанного потока от зерносушилок поперечного потока

Устройство воздуховодов

Воздуховоды закрыты сверху и с одного из торцов. Снизу они обычно открыты. Также открыт их другой торец. 

Как показано на картинке, есть воздуховоды подачи горячего воздуха (положительные, открытым торцом обращены к стороне горелки) и есть воздуховоды отвода отработанного воздуха (отрицательные, открытым торцом обращены к стороне вытяжных вентиляторов). 

Расположены такие воздуховоды в шахматном порядке. Таким образом, происходит следующий процесс:

59 - One - (gamble, casino, play, card)Created with Sketch.
Горячий воздух (красный) подаётся во все положительные воздуховоды и полностью заполняет их пустотелую часть.
58 - Two - (gamble, casino, play, card)Created with Sketch.
Далее этот воздух проходит сквозь зерно к отрицательным воздуховодам. Учитывая, что воздуховоды расположены в шахматном порядке, воздух одновременно продвигается во всех направлениях.
60 - Three - (gamble, casino, play, card)Created with Sketch.
Отработанный воздух (синий, отдавший своё тепло зерну и впитавший влагу) выводится через отрицательные воздуховоды.
Классические воздуховоды зерносушилки

Принцип работы воздуховодов

Благодаря конструкции, описанной выше, рабочий агент сушки (горячий воздух) поступает в положительный воздуховод и, ведомый давлением вентиляторов, продвигается к отрицательным воздуховодам. 

Здесь важно то, что толщина зерна между положительным воздуховодом и соседними четырьмя отрицательными, одинакова. Поэтому рабочий агент продвигается не в одном каком-то направлении, как в зерносушилках поперечного потока, а одновременно в четырех - и вверх, и вниз. (См. фото). 

Собственно, это и есть причиной, почему такие зерносушилки называют зерносушилками смешанного потока.

Устройство воздушных коробов зерносушилки

Неплохое схематичное 3D-видео работы воздуховодов в зерносушилках смешанного потока сделала российская компания Vesta. Здесь видно, что горячий воздух заходит в одни воздуховоды, а выходит через другие

На видео показано только два ряда воздуховодов, поэтому оно не даёт полного представления о том, что воздух двигается в четырех направлениях одновременно. Но всё равно, это видео может быть полезно для более полного понимания.

Однородность влажности зерна

Благодаря конструкции шахтных зерносушилок, описанной выше, воздуховоды обеспечивают максимально однородное распространение воздуха в зерновом слое.

Кроме того, зерно по шахте постоянно продвигается. За время сушки оно проходит разные тепловые зоны и тщательно перемешивается. Это всё очень положительно влияет на однородность конечной влажности в шахтной зерносушилке.

На фото: Результаты измерения давления воздуха в тестовой зерносушилке смешанного потока, проведенные Holger Scaar, Fabian Weigler, Georg Franke и Jochen Mellmann. Результаты были опубликованы в журнале Landtechnic и показывают высокую равномерность потоков воздуха.

Однородность прогрева в шахте зерносушилки

Благодаря такой высокой однородности воздушных потоков, температура сушки в зерносушилках смешанного потока может быть несколько выше, чем в зерносушилках поперечного потока ("американских" башенных и модульных). Это положительно влияет на производительность сушилки без потери органолептических свойств зерна.

Вредные советы

Большинство людей фразу «не пытайтесь повторить это дома» воспринимают как личный вызов, брошенный им телевизором.

На фото приведена конструкция воздуховодов одной из украинских или белорусских зерносушилок из серии "как нельзя делать". Почему же мы считаем, что такая конструкция никуда не годится?

Дело в том, что для обеспечения одинаковой влажности на выходе из шахты, зерно, продвигаясь по шахте вниз, должно попеременно проходить положительные и отрицательные воздуховоды, где бы оно ни начало свой маршрут движения. 

В нашем же случае, зерно, которое попадает в шахту вдоль красной линии, проходит только возле открытых воздуховодов, а зерно, текущее вдоль синей линии проходит только возле закрытых. 

При такой конструкции мы не видим возможности получить зерно однородной конечной влажности.

Устройство украинской или белорусской зерносушилки

Куда уже больше?!

Раздел про биконические воздуховоды, или воздуховоды с переменным сечением

Для еще большей однородности влажности многие современные зерносушилки изготавливаются из воздуховодов переменного сечения.

В Европе такие воздуховоды часто называют не совсем корректно: биконические или конические воздуховоды. Но под всеми этими названиями подразумевается одно и то же: воздуховоды переменного сечения. 

Такие воздуховоды с открытого торца имеют более широкие отверстия, чем с закрытого. Таким образом, воздух, который подается в зерносушилку, обеспечивает равномерность потока рабочего агента (горячего воздуха) не только по ширине сушильной колонны, но и по длине.

На фото: Воздуховод переменного сечения зерносушилки Scolari.

Биконический воздуховод

Кстати, почитайте и статью о двузонных зерносушилках по ссылке. Дело в том, что воздуховоды в двузонных зерносушилках расположены попеременно. В верхней части положительные открытые торцы смотрят в одну сторону, а в нижней - в другую. Соответственно и воздух проходит в воздуховоды то с одной стороны, то с другой. Таким образом достигается еще большая однородность зерна на выходе из зерносушилки.

На фото: Итальянская двузонная зерносушилка Scolari, оснащённая разнонаправленными коробами переменного сечения.

Для сравнения, на фото показаны воздуховоды украинской зерносушилки, которую мы описывали выше. Как видим, они не переменного сечения (не биконические). Хотя, с таким расположением торцов воздуховодов это уже и не важно вовсе.

Воздушные короба украинской зерносушилки (прямые, не биконические)

Консервативные производители

"Традиционность — убежище косного разума."
Джудит Макнот. Нечто чудесное

1. ФРАНЦУЗСКИЕ УЧЁНЫЕ

Несмотря на то, что во всём мире, производители уже начали выпускать зерносушилки с "биконическими" воздушными коробами, ряд компаний не желает менять дизайн (имеется ввиду геометрическую форму) своих сушилок. И действительно, зачем? Ведь на самом деле, полностью поменять проект зерносушилки не так просто. Гораздо проще придумать маркетинговые обоснования своему консерватизму.

Например, одной из таких компаний, является компания Officine Minute, которая выпускает зерносушилки Strahl

Их дилер на России в своём вебинаре сравнивает короба сушилки Strahl и Petkus. Аргументом на вебинаре является некое исследование французского института, которое было проведено в конце 90-х годов, согласно которому исследователи сделали такой вывод.

Сравнение биконических и параллельных коробов зерносушилок

Неверный вывод:

"Конические короба позволяют загрузить большее количество зерна при том же объеме шахты. Это незначительно уменьшает стоимость зерносушилки, но с другой стороны приводит к проблемам равномерности сушки, неравномерному влагосъему и снижению качества конечного продукта. Эти проблемы отсутствуют при использовании параллельных коробов. Они гарантируют равномерную влажность высушенного зерна."

Исследователи французского института


ВОПРОС: Что же не так в этом выводе? Ведь его сделали великие французские учёные! Разве могли они ошибиться?!

ОТВЕТ: Нет. Ни в коем случае. Учёные сделали абсолютно правильный вывод в рамках поставленной им задачи.


Однако, если вы посмотрите на изображение справа, то невооруженным взглядом увидите две ошибки, которые были допущены при проектировании испытательной зерносушилки:

One
Короба в обеих экспериментальных зерносушилках расположены с тем же шагом (расстоянием), что и короба зерносушилки с "биконическими" воздуховодами. В этом случае, увеличивается слой зерна между воздуховодами, что приводит к большим потерям давления в шахте и, как следствие, меньшей эффективности зерносушилки.
Two
Биконические короба зерносушилки установлены неправильно. Толщина слоя зерна меняется по длине воздуховода, что приводит к неравномерности влажности. При правильной установке коробов, толщина слоя зерна была бы одинаковая по всей длине.
Вывод французских учёных по коробам зерносушилки

Т.е. фактически, учёные не произвели новую конструкцию секции сушильной колонны для проведения своих испытаний, а просто попытались заменить короба одного типа на короба другого типа. Так как сделано это было некорректно, то и выводы были получены, хоть и правильные для данной конструкции, но некорректные для проверки эффективности разных типов воздуховодов.

Кстати, короба немецкой зерносушилки Petkus, которые они же показывают на картинках в качестве примера для сравнения, на самом деле выполнены грамотно. Разницу видите?!

Удивительно, что французские учёные допустили такой детский ляп! Учёным достаточно было скопировать хотя бы Petkus. Но они решили "изобрести велосипед". Изобрели. Только руль у велосипеда оказался не с той стороны...

ВЫВОД: Учеными были неправильно установлены биконические короба в экспериментальную зерновую шахту, в связи с чем их выводы оказались некорректными.

Почему так произошло? Мы не знаем. Либо это было сделано специально, чтобы получить неверные выводы и не менять дизайн зерносушилки, либо учёные действительно были недостаточно опытными в области сушки зерна и не понимали такие базовые вещи. 

Мы слабо верим, что итальянский производитель зерносушилок не заметил такие серьёзные ошибки.

2. НЕМЕЦКИЕ РАССУЖДЕНИЯ

Нужно также отметить, что немецкая компания Stela также, с присущим её немецким консерватизмом, является противником современных технологий. В качестве аргумента, они приводят следующее: 

НЕВЕРНЫЕ РАССУЖДЕНИЯ:

Зерно в зерносушилках с биконическими воздуховодами продвигается быстрее по краям и медленнее в середине шахты. Поэтому влажность зерна в середине шахты может на 3% отличаться от влажности зерна с торцов воздуховодов.

... так считают маркетологи компании Stela.

С нашей точки зрения, это заявление является скорее маркетинговым ходом, чем научным фактом. В чём же здесь дело?

Если посмотреть на проекцию воздуховодов сверху, то расстояние между воздуховодами будет меняться от меньшего к большему по всей длине воздуховода. Отсюда можно было бы сделать вывод, что в местах, где просвет между воздуховодами больше, зерно будет продвигаться быстрее. 

Однако, это не так. Ведь если посмотреть на проекцию воздуховодов в следующем ряду, то там расстояние между воздуховодами будет меняться совершенно в обратном направлении. 

Таким образом, в одном ряду зерно у одного из краев шахты действительно имеет меньшую площадь препятствия в виде воздуховодов по сравнению с площадью в середине шахты. Однако, уже в следующем ряду такая площадь препятствия будет наоборот, больше, чем в середине шахты. Как следствие, скорость продвижения зерна по всей ширине шахты уравнивается и будет одинаковой. 

Это подтверждено не только многочисленными исследованиями, но и большинством работающих европейских сушилок в Украине и других странах.

Износ и коррозия воздуховодов

Если при строительстве элеватора, многие еще задумываются об износе конвейерного или самотёчного оборудования, то об износе внутренних компонентов зерносушилки мало кто думает. 

А ведь зерносушилка покупается не на 1 год. И даже не на 10 лет. Современная европейская зерносушилка прослужит вам десятилетия! Поэтому, очень важно выяснить из какого материала изготовлены короба воздуховодов зерносушилки. Ведь именно воздуховоды, как никакая другая часть зерносушилки, наиболее подвержены влиянию высокой влажности и высоких температур. Поэтому они должны быть произведены не из обычной стали.

Aluzinc

Некоторые современные производители делают воздушные короба (воздуховоды) из Алюцинка. Aluzinc - это хороший материал. Он имеет высокую устойчивость к коррозии. Поэтому корпус сушилки, выполненный из этого материала прослужит вам долгие годы.

Многие европейские производители также делают из Алюцинка и воздуховоды. Это, конечно, гораздо лучшее решение, чем воздуховоды выполненные из обычной стали.

Однако, важно понимать, что это всего лишь тонкий слой алюминий-цинковой гальванизации, под которым находится обычная конструкционная сталь. Любая царапина, потёртость или скол обнажают обычную сталь, подверженную коррозии.

Поэтому, хотя Aluzinc и защищает внутреннюю поверхность воздуховода, внешняя поверхность остаётся фактически незащищенной.

Корпус зерносушилки из Алюцинка

На фото: Зерносушилка Scolari с корпусом из стали Aluzinc

Cor-Ten

Поэтому некоторые новаторские производители, такие как итальянская компания Ravaro, пошли еще дальше и начали изготавливать воздуховоды из легированных сталей Indaten, Cor-Ten или алюминий. В чём разница между этими типами сталей?

Прежде всего, как мы говорили выше, Aluzinc - это не сталь, а покрытие. Основу Алюцинка составляет обычная конструкционная сталь, а покрытие Алюцинка составляет всего около 0.02 мм (20 µm). Как только покрытие сотрется или поцарапается, в этом месте будет образовываться ржавчина.

В отличие от Алюцинкового покрытия, стали Индатен, Кортен и алюминий - это сплошные стали, которые обладают не только антикоррозионными, но и антиабразивными свойствами. Поэтому, любой износ, царапина или повреждение не приведут к потере их антиабразивных и антикоррозионных свойств. Ведь под повреждением окажется опять тот же самый металл, а не обычная конструкционная сталь, как в случае с Алюцинком.

Благодаря этому, воздуховоды зерносушилки, выполненные из стали типа Кортен, прослужат гораздо дольше.

Короба зерносушилки из кортеновской стали

На фото: Воздуховоды зерносушилки Ravaro из кортеновской стали. Фото показывает положительный антикоррозионный эффект кортеновской стали, который проявляется уже при первом дожде во время монтажа зерносушилки. Именно эта патина благородного цвета и является защитой стали от износа и коррозии.

Верхние ярусы воздуховодов

О верхних двух ярусах воздуховодов стоит поговорить отдельно, ведь они изнашиваются сильнее чем любые другие. Связано это с тем, что зерно, при первой загрузке попадает в сушилку сверху, пролетает всю высоту буферной секции и ударяется о верхние два ряда воздуховодов. Здесь зерно гасит свою скорость и уже не оказывает такого сильного истирающего влияния на нижние ряды воздуховодов.

Если зерносушилка используется на крупном промышленном элеваторе, она используется в поточном режиме, а первичные загрузки зерна происходят достаточно редко. В этом случае, износ верхних рядов воздуховодов не критичен.

Однако, фермерские хозяйства малого и среднего размера могут использовать зерносушилку в порционном режиме, либо многократно выводить её на поточный режим. И в том, и в другом случае, фермер может многократно загружать зерносушилку мокрым зерном, которое будет постоянно изнашивать верхние воздуховоды. Для таких случаев, производители изготавливают верхние воздуховоды из нержавейки или алюминия.

Тем не менее, даже такая сталь подвержена износу. Рано или поздно воздуховоды сотрутся. А поменять воздуховоды - это задача непростая.

Поэтому, компания Finpro Group предлагает своим клиентам сменную заводскую футеровку верхних рядов. С такой футеровкой вы сможете сушить высокоабразивную сою или рис даже в порционном режиме! (см. фото)

Заводская футеровка воздуховодов Ravaro

Экологичность, экономичность, безопасность

Напоследок хотелось бы отметить другие немаловажные аспекты, которые достигаются благодаря наличию воздушных коробов в шахтной зерносушилке.

  • Без пыли

    Шахтные зерносушилки, оснащенные воздушными коробами, обычно работают намного чище, чем, к примеру, американские зерносушилки. Связано это с тем, что благодаря наличию большого количества воздуховодов, значительно снижается скорость воздушного потока, что приводит к уменьшению выбросов пыли. Кроме того, сушилку можно оснастить пневматической системой пылеподавления.

  • Снижение расхода топлива

    Чем меньше скорость потока воздуха и его объем, тем более полно воздух отдает тепло зерну, таким образом повышая топливную эффективность сушилки, т.е. снижается расход газа, солярки, пеллеты, соломы, пара или другого топлива (см. таблицы сравнения по ссылке выше).

  • Безопасность

    Более равномерный прогрев зерна обеспечивает более безопасный режим работы сушилки.

  • Высокое качество зерна

    Опять же, именно благодаря равномерному прогреву зерна органолептические качества зерна лучше сохраняются при той же температуре сушки (по сравнению с американскими зерносушилками).

Заключение

Сегодня ни у кого уже нет сомнения, что максимальная эффективность сушки зерна достигается в шахтных зерносушилках смешанного потока. Как видно из этой статьи, конструкция шахты, состоящая из множества воздуховодов, не только обеспечивает эффективную сушку, но и равномерную конечную влажность зерна.

Для этого Финпро Груп рекомендует обратить внимание на наличие следующих характеристик:

Зерносушилка должна быть смешанного потока (шахтного типа).
Воздуховоды должны быть выполнены из сплошных сталей: полузакаленный алюминий или кортеновская сталь.
Воздуховоды должны быть биконические (т.е. сужаться с одной стороны и расширяться с другой).
Если сушилка часто используется в порционном режиме, нужно защитить верхние ярусы воздуховодов специальной футеровкой.

Тем не менее, не все производители придерживаются современных технологий. Когда возникает вопрос какую купить зерносушилку, нужно изучить множество вопросов. Либо просто позвонить в компанию Финпро Груп:

(067) 111-6666

Компания Финпро Груп не привязана к какому-то одному производителю зерносушилок. Мы поставляем шахтные зерносушилки с воздуховодами переменного сечения, постоянного сечения, а также зерносушилки других типов. 

Перед покупкой зерносушилки мы проконсультируем ваших специалистов и совместно определим наиболее правильный тип, бренд и модель зерносушилки. Наш специалист может приехать в любую точку Украины и показать все типы зерносушилок, рассказать об их особенностях или недостатках.

После проведения первичного аудита, мы сможем, совместно с вами, выбрать и купить самую оптимальную модель зерносушилки и посмотреть её работу в реальных условиях Украины, провести инжиниринг и проектные работы по строительству элеваторного комплекса.

Ключевые слова на украинском: зерносушарки, повітроводи, рівномірність сушіння, шахтна зерносушарка.