Прямий нагрів

Високі температури, які необхідні для багатьох сушарок, одержують не шляхом теплообміну з парою, а шляхом безпосереднього спалювання палива в апараті. Температуру повітря на вході регулюють зміною витрати палива при постійній витраті повітря.

Такий спосіб досягнення високих температур в процесі сушіння дещо ускладнює розрахунки додаткового збільшення вологості повітря в результаті безпосереднього спалювання палива в сушарці. При згоранні 1 моля метану, основного компонента природного газу, утворюється 2 молі водяної пари. Це складає 0,4 кг водяної пари на 10 МДж підведеного тепла. Якщо прийняти середню питому теплоємність продуктів згорання рівною 1 кДж/(кг*°С), то із збільшенням температури на кожні 556°С вміст водяної пари на 1 кг повітря зростає на 0,0225 кг. Залежно від кінцевої температури повітря додаткова волога може перевищувати ту її кількість, яка містилася в ньому спочатку.

Оскільки в рідкому паливі (мазуті) міститься менше водню, ніж в природному газі, то й приріст вологи буде меншим - як правило, 0,01 кг на 1 кг сухого повітря при кожному прирості температури на 556° С.

Знаючи вологість продуктів згорання при будь-якій вхідній температурі поступаючого повітря за допомогою рівнянь (7.2) -(7.4) можна точно розрахувати відповідні покази мокрого термометра. У табл.7.2 наведені температури мокрого термометра, що відповідають вже відомій температурі сухого термометра, після спалювання метану в повітрі, що має температуру точки роси 10°С. При вищих температурах вологість навколишнього середовища, як правило, не впливає на температуру мокрого термометра. Більше того, мокрий термометр стає менш чутливим до збільшення вологості при спалюванні палива. Наприклад, при температурі 556°С покази мокрого термометра після спалювання мазуту лише на 0,8°С нижчі за покази мокрого термометра при спалюванні газу. При вищих температурах ця різниця ще менша.

Таблиця 7.2

Температури мокрого термометра при спалюванні метану в повітрі, що має

точку роси 10°С

Оскільки при високих температурах на вході зміни температури мокрого термометра незначні, то при температурі вище за 177°С криві постійної вологості кінцевого продукту (рис.7.9) є прямими лініями. Це робить лінійну систему регулювання точнішою, а також усуває труднощі, пов'язані з внесенням поправок на зміну вологості.

Однією з проблем, що часто зустрічаються, в сушарках прямого обігріву є неможливість правильного вимірювання температури повітря на вході. Вплив випромінювання може призвести до серйозних похибок вимірювання, які змінюються залежно від розміщення давача температури і від структури полум'я. В цьому випадку в систему, зображену на рис.7.10, замість температури на вході вводяться лінійні характеристики витрати палива. Така підстановка припускає, що витрата повітря і температура навколишнього середовища постійні. Хоча насправді це не так, оскільки вплив коливань вказаних параметрів на точність математичної моделі процесу сушіння невеликий. У будь-якому випадку за відсутності точних вимірювань температури на вході дані по витраті палива дозволяють найкращим чином оцінити випарне навантаження досліджуваного апарату.

7.2.5. Системи регулювання за збуренням¹

У випадку різкої зміни витрати сировини система регулювання часто доповнюється блоком регулювання за збуренням. Припинення подачі сировини може викликати небезпеку займання таких горючих матеріалів, як деревне волокно або зерно, при використанні для сушіння повітря, що має температуру вищеза177°С.

Припинення подачі сировини в сушарку через складність транспортування вологого твердого матеріалу є цілком можливим. Ця імовірність ще більше зростає в установках, де до одного з виходів сушарки безпосередньо приєднані транспортуючі пристрої, суміщені з таким механічним устаткуванням, як апарати для подрібнення, очищення і т.д.

1. Принцип керування за збуренням, або принцип компенсації збурень, полягає в тому, що керуючий вплив у системі виробляється в залежності від результатів вимірювання збурення, що діє на об'єкт. Іншими словами, в даних системах керуючий вплив є функцією збурюючого впливу. Величина і знак керуючого впливу повинні бути такими, щоб повністю або значною мірою компенсувати вплив збурюючого впливу на об'єкт. Системи, побудовані за цим принципом, працюють за розімкненим колом, тобто не мають зворотного зв'язку. Основна перевага систем за збуренням - висока швидкодія кіл компенсації, оскільки система реагує безпосередньо на причину, а не на наслідок, тобто регулятор починає працювати в момент виникнення збурення на вході в об'єкт керування. Недолік розімкнутих CAP - реакція тільки на основні збурення, які можна виміряти, і нереагування на завади (другорядні впливи). При надходженні на об'єкт декількох основних збурень необхідно передбачати таке ж число локальних CAP. Це суттєво ускладнює систему керування об'єктом. Тому розімкнуті системи застосовують у випадку наявності одного основного збурення і високого самовирівнювання об'єкта.[6]

Вхідним сигналом системи регулювання за збуренням повинна бути масова витрата водяної пари в сушарці, яка визначає різницю вхідних і вихідних температур повітря в усталеному режимі роботи. Тепловий баланс сушарки в цьому режимі має наступний вигляд:

Тоді за відомою витратою сировини і вологості можна визначити задане значення температури повітря на вході:

Проте, згідно з рівнянням (7.14),вже є функцією Об'єднуючи цю залежність з (7.22), одержуємо:

Оскільки вологість сировини, як правило, не вимірюється і всі інші члени, за винятком витрати початкової сировини, є постійними, то рівняння (7.20) можна спростити:

можна оцінити, виходячи з вже відомої сукупності встановлених робочих умов.

Приклад 7.4. Для сушарки, розглянутої в прикладі 7.3, знайти величиниі , вважаючи, що заданою умовою була 100%-ва витрата початкової сировини.

За рівнянням (7.23):

Можливо, що розрахункова початкова ордината може виявитися дуже

низькою для того, щоб допускати миттєву реакцію сушарки на відновлення подачі сировини. Але її не можна підвищити без одночасної зміни, яка викликала б

неправильну реакцію на зміну витрати початкової сировини. Для забезпечення

швидкого пуску замість зсуву початкової ординати вгору слід встановлювати нижню межу

Регулятор температури повітря на вході необхідно захищати від попадання в режим насичення при припиненні подачі початкової сировини.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Повздовжні сушарки	\|	Зворотний зв'язок за якістю кінцевого продукту

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.015 сек.