Зерносушилка на пару

Особенности использования пара для сушки зерна

Один из достаточно распространенных альтернативных видов топлива - это пар. В Украине уже работает много паровых зерносушилок. В каких же случаях мы рекомендуем рассматривать пар в качестве источника тепла для сушки подсолнечника, сои, рапса и других культур? Прежде всего, разберемся с типами зерносушилок, которые лучше применять для пара.

На фото: итальянская зерносушилка Ravaro на пару, поставленная и смонтированная ООО "Финпро Груп"

Зерносушилка на пару

Типы зерносушилок на пару

Нужно отметить, что найти исключительно паровые зерносушилки в мире нам не удалось. Обычно, это шахтная зерносушилка, пригодная для работы на альтернативном топливе, но с теплообменником на борту. 

И, хотя все производители говорят, что они производят паровые сушилки, обычно это не совсем так. Вы всё равно получите газовую зерносушилку, адаптированную под пар.

Зерносушилки для пара есть двух типов:1) Те, которые переводятся на пар легко;2) Те, которые перевести на пар сложно и дорого.

В первом случае мы получаем простой, лёгкий монтаж и зерносушилку, которая не теряет производительность.Во втором случае, всё гораздо хуже...

Чтобы понять в чём разница, давайте посмотрим на эти два фото зерносушилок Bonfanti и Ravaro. Суть на фотографиях - не в брендах зерносушилок. Здесь не идёт речь о том, что какая-то зерносушилка хорошая, а какая-то плохая. Здесь речь о конструктивных особенностях двух типов сушилок: с вытяжными вентиляторами и с нагнетающими:

Зерносушилка Бонфанти на пару

На фото: Зерносушилка Bonfanti с нагнетающими вентиляторами

Для подключения к пару, в зерносушилку пришлось внести существенные конструктивные изменения, которые неизбежно приведут к ряду проблем.

Зерносушилка Раваро на пару

На фото: Зерносушилка Ravaro с вытяжными вентиляторами.

Для подключения зерносушилки не пришлось внедрять никакие изменения конструкции. Кроме того, такое расположение теплообменника имеет ряд преимуществ.

Как можно увидеть на этих фотографиях, зерносушилка с вытяжными вентиляторами (на фото это сушилка Ravaro) переводится легче и проще, кроме того обладает целям рядом эксплуатационных преимуществ перед зерносушилкой Бонфанти, которая создает в зоне сушки давление. Например, визуальный контроль теплообменника, доступ к нему для очистки и сервисного обслуживания, отсутствие потерь давления в дополнительных трубах, вентилятор не выносится на мороз и т.д., и т.п.

Почитать подробнее обо всех этих преимуществах и о том, с какими сложностями придется столкнуться с нагнетающими зерносушилками можно в этой статье:

Кроме того, вытяжная зерносушилка позволяет нам встраивать теплообменник прямо в её корпус. И это немаловажно. 

Дело в том, что масличные культуры, используемые для получения масла (экстракции масла), должны сушиться на довольно низких температурах. А значит, потеря даже 5°C тепла является достаточно критичной.

Если же теплообменник установлен прямо на "борту" зерносушилки (на стенке шахты), то потери тепла между теплообменником и зоной сушки будет сведены к минимуму.

Американские зерносушилки на пару:

Мы также констатируем, что не видели и не слышали о зерносушилках поперечного потока (американских, бункерных) на пару. И дело здесь даже не в том, что такие зерносушилки выделяют огромное количество пыли. А пыль является недопустимой для теплообменника - он просто забьется и начнет "гнить" либо его нужно будет чистить слишком часто. Дело в том, что такие сушилки имеют нагнетающие вентиляторы. А переводить на пар сушилку с нагнетающими вентиляторами, как мы уже знаем, не очень удобно.

Эффективность зерносушилок на пару

На самом деле, пар далеко не всегда является эффективным решением. Ведь сначала мы тратим энергию на нагрев воды, превращаем её в пар, а потом, для извлечения тепла из пара, мы опять превращаем пар в воду с помощью теплообменника. КПД такой системы не самый высокий. К этому нужно добавить высокую стоимость парового котла, парового хозяйства и потери тепла в трубах.

Поэтому, для обычных фермерских хозяйств, мы порекомендуем рассмотреть зерносушилку на твердом топливе (пеллета, щепа, лузга, дрова и т.п.) с теплообменником воздух-воздух (а иногда даже без теплообменника). Такая система не будет иметь более высокий КПД, но будет более эффективной с точки зрения возврата инвестиций и себестоимости сушки.

Когда же применять зерносушилки на пару?

Сушка зерна с помощью пара будет очень эффективной на предприятиях, к примеру, маслоэкстракционной промышленности, где пар является неотъемлемой частью технологического процесса, а культуры не требуют высоких температур сушки. Например, сушить кукурузу паром будет, мягко говоря, тяжеловато.

Немаловажно также и то, что масличные культуры (подсолнечник, соя), которые используются на маслоэкстракционных заводах, являются продуктами повышенной пожароопасности. Поэтому, сушка масличных культур непрямым пламенем является максимально безопасным способом. Это дает нам еще один повод для использования пара при сушке пожароопасных семечки, бобов и т.п.

Принцип действия и устройство зерносушилки на пару

    Пар генерируется в специальной котельной, которая не является частью зерносушилки. Котельная обслуживает весь маслоэкстракционный завод. Производство пара осуществляется путем нагрева воды. А для нагрева воды обычно используется твердое топливо. Обычно, на МЭЗах такого топлива в избытке. Например, на заводе по производству подсолнечного масла будет всегда достаточно лузги семечки.
    Затем пар подается на зерносушилку через специальную регулирующую арматуру. Помимо стандартного набора арматуры, важно, чтобы зерносушилка умела управлять установленной регулирующей арматурой и учитывала инерционность сушки паром. Ведь одно дело, когда мы сушим газом, когда любая команда газовой горелке с панели управления тут же сказывается на изменении температуры рабочего агента, а совсем другое дело сушка паром.
    Далее пар поставляется в теплообменник (также называемый паровым подогревателем воздуха), где происходит нагрев холодного воздуха из атмосферы (подготовка рабочего агента).
    Рабочий агент уходит в зерно, в то время как отработанный пар (конденсат) должен быть грамотно отведен с помощью конденсатоотводчика (и, возможно, охладителя конденсата).
Зерносушилка Ravaro на пару

На фото: Зерносушилка Раваро с теплообменником пар-воздух.

Выбор теплообменника

Одним из самых главных вопросов при покупке зерносушилки на пару явяется выбор теплообменника (калорифера). Теплообменник должен иметь достаточно большой размер, чтобы подогревать воздух с температуры окружающей среды до температуры сушки вашей культуры (семян подсолнечника, соевых бобов и т.п.). Нужно понимать, что стандартные показатели всех зерносушилок обычно предоставлены производителями при условно нормальной температуре окружающей среды (+15°C - +20°C). Однако, на практике, вы будете сушить и при меньших температурах. Поэтому, перед тем как запрашивать коммерческое предложение на зерносушилку на пару, вы должны чётко описать в техническом задании и минимальную температуру окружающей среды, и температуру рабочего агента, согласно вашей технологии. Оба эти параметра должны быть предоставлены не производителем, а вами, заказчиком. Очень важно понимание этого момента.

Теплообменник пар-воздух для зерносушилки

На фото: Теплообменники GEA для зерносушилки Раваро.

При этом, мы не рекомендуем указывать слишком низкую минимальную температуру окружающей среды. Здесь подразумевается такая температура, которая может случиться, но не будет являться продолжительной. Важно понимать, что и при меньших температурах окружающей среды зерносушилка будет продолжать работать. Просто она не сможет нагреть воздух до необходимой температуры сушки, что приведет к падению производительности. Но зерносушилка не остановится!

Если такие экстремальные условия могут случаться лишь на непродолжительное время (скажем, несколько дней в году), есть ли смысл заказывать более дорогой теплообменник? Ведь, чтобы обеспечить его паром, вам понадобится и соответствующий (более мощный) котел. Здесь нужно учесть все возможные факторы и принять не только безопасное, но и оптимальное решение..

Немаловажным является также расстояние между трубами теплообменника. Ведь зерносушилка будет работать на предприятии, где много пыли, выделяемой зерносепараторами, завальными ямами, циклонами и т.п. Вам очень важно, чтобы расстояние между трубами было достаточно большим для избежания засорения теплообменника. Слишком маленькие зазоры в теплообменнике приведут к необходимости его частой чистки.

По этой же причине мы настоятельно рекомендуем выбирать зерносушилку, которая выделяет минимум пыли при работе!

Количество пара, необходимое для зерносушилки

КПД практически любых теплообменников пар-воздух настолько высокое, что для целей сушки зерна приравнивается к 100%. Современные иностранные производители теплообменников борются за доли процентов. Поэтому, особых чудес вы здесь не ждите. Если, при расммотрении тендерных предложений, количество указанного пара сильно отличается, нужно выяснить почему это происходит. Скорее всего, теплообменник с меньшим количеством требуемого пара не будет способен подогреть его на заявленное количество градусов. Обратите на это внимание, так как с этим нам приходится сталкиваться достаточно часто. Вам же важно определить истину. Но как?

Очень просто. Требуйте тепловой расчет теплообменика! В тепловом расчете должны быть указаны все параметры:

    Количество воздуха (рабочего агента), подаваемого в зерносушилку
    Начальная и конечная температура воздуха
    Температура/давление пара
    Количество пара
    Потери давления в теплообменнике
    И многие другие параметры!

Такое сравнение тепловых расчётов теплообменников позволит определить справедливость коммерческих предложений. Часто вам даже не нужно будет для этого быть специалистом-теплофизиком. В любом случае, вы всегда можете обратиться к нам для проведения справедливого сравнения или предоставления своих комментариев/заключений.

ПРОСТОЙ РАСЧЕТ

Предварительно проанализировать сколько пара вам понадобится для сушки того или иного продукта вы можете самостоятельно, пользуясь вот этими нехитрыми вычислениями.

ПОДСОЛНЕЧНИК

● Сначала нужно выяснить необходимое зерносушилке количество тепла. Для нагрева воздуха нам понадобится 50'000 м3/час х 75°С х 0,29 = 1'087'500 ккал/час, где 50'000 - объём воздуха, который нужен зерносушилке (см. паспорт зерносушилки), 75°С - на сколько градусов мы нагреваем воздух (в нашем случае с 0°С до 65°С плюс 10°С запас), 0.29 - коэффициент для перевода в килокалории в час.● Зная необходимое тепло, рассчитываем количество пара: 1'087'500 ккал/ч / 498,0 ккал/кг = 2'184 тонны пара в час , где 498,0 количество тепла, содержащееся в паредавлением 6 абсолютных бар, в зависимости от давления (см. таблицу ниже).

КУКУРУЗА

По такому же принципу можно делать любые другие расчеты для зерносушилок. Например, если мы сушим кукурузу при минимальной температуре воздуха окружающей среды -10°С, температурой рабочего агента 120°С, в зерносушилке которая требует 150'000 м3 воздуха, паром избыточным давлением 8 бар то нам понадобится: 150'000 м3/час x (120°C-(-10°C)+10°C) x 0,29 = 6'090'000 ккал/час теплаАбсолютное давление = избыточное + абсолютное. Иными словами, абсолютное давление в нашем случае составляет 8+1 = 9 бар. Отсюда по таблице находим скрытую теплоту парообразования: 484,8 ккал/кг. Таким образом, для нашей задачи нам потребуется 6'090'000 ккал/час / 484,8 ккал/гк = 12,5 тонн пара в час.

Сушилка с таким объемом воздуха сможет сушить около 600-800 тонн кукурузы в сутки. А ей подавай 12,5 тонна пара в час. Да, как видите, кукурузу сушить паром выглядит не очень целесообразно... И правда, ведь паровые сушилки больше предназначены для сушки низкотемпературных и пожароопасных культур, таких как подсолнечник. 

Свойства пара

В этой таблице приведены некоторые общие свойства пара:

● 1, 2: Температура и давления пара - величины зависимые.● 5: Теплота кипящей жидкости: Количество тепла, которое нужно затратить для повышения температуры воды от 0°С до температуры кипения (без собственно перехода в пар).● 6: Скрытая теплота парообразования: это количество тепла, которое выделяется при переходе 1 кг пара в жидкое состояние (оно также равно количеству тепла, которое необходимо для превращения 1 кг воды в 1 кг пара). С помощью этой колонки можно рассчитать сколько пара потребуется для зерносушилки. (См. подробнее пример расчёта выше).● 7: Полная теплота насыщенного пара:это сумма колонок 5 (теплоты кипящей жидкости) и 6 (скрытой теплоты парообразования).

Illustration

Итак, с помощью таблицы выше мы можем:● Найти соответствие между температурой и давлением пара;● Вычислить количество пара, необходимое для работы зерносушилки (подробнее см. пример расчета выше).● Оценить количество конденсата, который будет выходить из теплообменника зерносушилки.

Хотелось бы только обратить внимание читателей на то, что в колонке 6 цифры в разы больше, чем в колонке 5. Другими словами, получать дополнительное тепло из конденсата практически нецелесообразно. 

Оптимальные температура/давление пара

Конечно, вы знаете, почему мы температуру и давление пишем через дробь, а не через союз "и". Ведь температура и давление насыщенного пара имеют прямую зависимость друг от друга. Чем выше давление пара, тем выше его температура.

Удивительно, но более высокая температура пара не означает, что он несёт в себе больше тепловых калорий. На самом деле, если у вас на предприятии котел вырабатывает пар 16 бар, мы можем поставить как теплообменник на 16 бар, так и на 5 бар. Для последнего варианта мы "сдросселируем" пар с 16 до 5 бар, при этом мы не потеряем тепло, которое несёт в себе пар. Эффективность зерносушилки от этого не изменится. Выбор давления пара должен оставаться на вашей проектной организации, которая будет делать проект парового хозяйства всего комплекса. Мы к нему с легкостью подстроимся.

Зерносушилки рекомендуемые для пара

Как следует из статьи выше, мы можем перевести на пар любую зерносушилку. Однако, легче, быстрее и дешевле всего на пар переводятся зерносушилки с вытяжными вентиляторами или, так называемые, вакуумные зерносушилки.

  • СКИДКА23%

    Шахтная зерносушилка Ravaro
  • ДВА В ОДНОМ!

    Стационарная зерносушилка Zanin

Заключение

Выбор зерносушилки - дело нелёгкое. А выбор сушилки зерна на пару - дело еще более сложное и ответственное. Очень много факторов, которые нужно изучить. В статье мы лишь поверхностно коснулись темы выбора зерносушилки и теплообменника.

Отнеситесь к вопросу выбора зерносушилки с полной серьезностью. Каждая зерносушилка имеет свои преимущества и недостатки. Закажите бесплатную консультацию по подбору сушилки и теплообменника у наших специалистов.

(067) 111-6666