Szárító-diagnosztika

 

I. Szárítóközeg

A torony felületén a felmelegített szárítóközeg egyenletes hőeloszlása alapvető fontosságú a szárítás szempontjából. Ez a diagnosztikai rendszerünk első lépcsője, az optimális helyzet, a szárítózóna minden pontján azonos hőmérséklet lenne.

A beavatkozás eredménye, hogy a szárított termény nedvesség eltérése csökken. A hőeloszlás ellenőrzése üzem közben is lehetővé válik, az adatokat felhasználjuk a szárítóközeg homogenizálását segítő légterelő megoldások tervezéséhez, teszteléséhez, kivitelezéséhez.

 

A kazántér hőmérséklet eloszlását mutatja, a torony teljes magasságában, a kilépőnyílásokkal szemben állva

A kazántér hőmérséklet eloszlása, a torony teljes magasságában, a kilépőnyílásokkal szemben állva

Fotó a gázégőről, ennek aszimmetrikus működése okozza az eltérést a fenti hőképen

Fotó a gázégőről, ennek aszimmetrikus működése okozza az eltérést a hőképen

 

Az első ábra a kazántér hőmérséklet eloszlását mutatja, a torony teljes magasságában, a kilépőnyílásokkal szemben állva. Jól látszik, hogy van egy erősen túlfűtött terület. A második egy fotó a gázégőről, ennek aszimmetrikus működése okozza az eltérést az első ábrán.

tavtarto

I/A. A terményszárító kazánoldali módosítása (esettanulmány)

Az átalakítás előtti állapot összefoglalása:
A hőtermelő egység mellett, eddig nagy mennyiségű környezeti levegő tudott úgy feljutni a toronyba, hogy nem melegedett fel kellőképpen ahhoz, hogy a vízelvonásban hatékonyan részt vegyen. Közben pedig az égőből kilépő magas hőmérsékletű füstgáz ezzel a légtömeggel nem tudott megfelelően keveredni, ami igen veszélyes alaphelyzetet is teremtett a szárítótűz kialakulása szempontjából.

 

Üres torony hőterhelésének mérése

A gázégő három perc alatt 109 Celsius -fokig melegítette a torony egy pontját, de az egész bal oldal jelentősen – 40%-kal – melegebb volt, a leállítás pillanatában

A mérés képernyőképe

A mérés képernyőképe

Jól látható, hogy a bal oldalon igen intenzív az energia közlés, 3 perc alatt elérte az előre beállított 109 Celsius-fokos kikapcsolási határértéket.A kényszerű leállítás azt is jelenti, hogy ha nem szakítottuk volna meg a folyamatot a 3 perc elteltével, a kikapcsolási szintet – 109 Celsius-fok – jelentősen meghaladó hőmérsékleti értéket is elérhettünk volna, tovább növelve az egyébként is nagy hőmérséklet különbséget. Ezek alapján vélhetően a szárítás során, az égő folyamatos használata mellett, a toronynak ezt a szakaszát állandóan a megengedhetőnél jóval magasabb hőmérsékletű szárítóközeg terhelte eddig.

A kazánoldal légtechnikai módosítása után kialakult helyzet értékelése:
A szárítóközeg hatékonyabb keveredését elősegítő terelőidomok beszerelését követően megismételtük a mérést, az előző mérésnél alkalmazott gáznyomással.

Üres torony hőterhelése a terelőidomok beépítése után

A szárítóközeg hatékonyabb keveredését elősegítő terelőidomok beszerelését követően megismételt mérés az előző mérésnél alkalmazott gáznyomással.

A mérés képernyőképe a terelőidomok telepítése után

A mérés képernyőképe a terelőidomok telepítése után

Jól látszik, hogy a jobb oldali értékek 80 Celsius-fok közelében maradtak mint az első mérésnél, a bal oldali 100 Celsius-fok feletti értékek pedig jelentősen mérséklődtek, az első méréshez képest felülről közelítik a 80 Celsius-fokot. Azt is be kell kalkulálnunk, hogy az első mérés 3 percig tartott, a magas hőmérséklet miatt kényszer leállítással ért véget, míg az átalakítást követően készült fotón egy állandósult üzemmenet képe látható.

 

Szembetűnő, a szárítási folyamat szempontjából előnyös változásokat tapasztaltunk:

  • sokkal lassabban emelkedett a hőmérséklet, mert az eddig hidegen feljutó légtömegeket is felmelegítjük.
  • beállt az egyensúly a bevezetett hőenergia és az adott mennyiségű szárítóközeg hőigénye között, ugyanis nem érte el egyetlenegy ponton sem a hőmérséklet a 100 Celsius-fokot, de még a 90-et sem. Nem kellett a kényszer leállítást alkalmazni, képes volt folyamatosan 90 Celsius-fok alatt üzemelni a berendezés üres toronynál.
  • a torony két oldala közötti hőmérséklet különbség jelentősen csökkent.

 

Várható hatás:

  • Csökken a tűz kialakulásának veszélye, mert ismert a toronyba jutó szárítóközeg hőmérséklete, közelebb került a szárító PLC vezérlésen beállított értékhez a valóságos érték, nincs kiugróan magas hőmérséklettel terhelt része a toronynak.
  • A korábbinál kevesebb lesz a túlszárított tömeg.
  • Nő a teljesítmény. / Eddig ha a bal oldalon 100 Celsius-fok volt, a jobb oldalon csak 70/.
  • Most 20 fokkal magasabb lesz a jobb oldalon a szárítóközeg hőmérséklete a korábbihoz képest, ami nyilvánvalóan több vizet tud a rendszerből elvonni.
  • Csökken a fajlagos energia költség.
  • Javul a termény beltartalmi értéke.
  • Kisebb lesz a tömegveszteség.
  • Csökken az ürítés során mérhető nedvességtartalom eltérés.
Eredmény: A beavatkozás eredményeként a toronynak a hőtermelő egység aszimmetrikus működéséből fakadó, valamint a hideg és meleg levegő fajsúly különbségéből kialakuló egyenlőtlen hőterhelése lényegesen kedvezőbb lett.

 

tavtarto

I/B. Egy az előzőektől eltérő gyártmányú, két különböző teljesítményű szárító kazánoldali hőterhelésének mérése (esettanulmány)

Lehetséges, hogy a torony egyes szakaszain, a gyári hőmérő által mutatott értéknél lényegesen magasabb hőmérséklet uralkodik?

Nézzük meg!

 

Üres torony felmelegítése az előzőektől eltérő típus esetén

Üres torony felmelegítése az előzőektől eltérő típus esetén

A fotón jól látszik, hogy az üres torony felmelegítése során a 8. sort, annak is a bal oldalát 100 Celsius-fok feletti hőmérsékletű szárítóközeg terheli, miközben a gyárilag beépített hőmérő 60 Celsius-fokot alig meghaladó belépő hőmérsékletet mutatott.

A 104 Celsius-fokos értéktől jobbra, alig 2 méterre 53 Celsius-fokos értéket látunk a monitoron.

Megj.: Sok fejtörést okozhatott a kezelőknek az elmúlt években a torony helyes beállítása, ugyanakkor vélhetően kevés sikerélménnyel találkozhattak.

Ugyanennek a gyártmánynak egy szélesebb, nagyobb teljesítményű változata nehezebben mutatta ki a problémát.

Az üres torony felmelegítése során szenzációsan jó hőeloszlást mérhettünk, ami a soronként egymás mellett mért értékek eltérését illeti.

Ugyanennek a gyártmánynak egy szélesebb változata

A torony hőterhelésének homogenitása, üres torony vizsgálata során

 

Érdekes fordulat, hogy mikor ugyanezt a tornyot kukoricával feltöltve vizsgáltuk, mégis előjöttek a légtechnikai problémák.
Valószínűleg a kisebb légsebesség miatt, hatványozottan jelentkezik a a szárítóközeg fajsúly szerinti osztályozódása. A 2-3 sor között közel 30, míg a 7-8 sorok között 40 Celsius-fokos lépcsőt találunk, a toronyból kilépő levegő hőmérsékletében.

Kukoricával feltöltve mégis előjöttek a légtechnikai problémák

Kukoricával feltöltve mégis előjöttek a légtechnikai problémák

Ez azt jelenti, hogy 150-160 Celsius-fokos, vagy ennél magasabb is lehet a belépő szárítóközeg hőmérséklete ezen a szakaszon, ha a nedves terményen áthaladó és abból kilépő szárítóközeg hőmérséklete 86 Celsius-fok. A gyári vezérlőpanel kijelzőjén egyébként a toronyba belépő szárítóközeg hőmérséklete csupán 98 Celsius-fok.
A magokat így két lépésben és keskeny sávban, igen magas hőmérsékletű szárítóközeg terheli. Ettől a külső héjszerkezet gyorsan megszárad, összeszűkül, ezzel nehezítve a további vízleadást – következmény, több hő kell ugyanahhoz a végeredményhez-. Ugyanakkor a szemek repedezését is okozhatja, főleg magasabb nedvességtartalmú kukorica szárítása esetén.

A kazán feletti tér módosítása ebben az esetben is indokolt! A kazánoldal módosításával biztosítani kell az egyenletes belépő hőmérsékletet, mert a kisebb-nagyobb felületeken fellépő kontrollálatlan extrém magas belépő hőmérséklet, amellett hogy fokozza a tűzveszélyt, a terményre is káros és energia pazarló, agresszív vízelvonást okoz.

Várható eredmény: Az I/B. pontban bemutatott két torony hőképe is a következő fotón látható jellemző formát kell, hogy felvegye a kazánoldali korrekciót követően. A torony hőterhelésének homogenizálásával úgy nő a teljesítmény, hogy a fajlagos hőfelhasználás csökkenni fog.

A normális vízleadás folyamatát szemlélteti a szárítás folyamatában, a következő bemutatott monitorkép, amikor 15-20 Celsius-fok körüli értékről, soronként néhány fokot emelkedik, míg az utolsó sorban 45-50 Celsius-fok a terményből kilépő szárítóközeg hőmérséklete. A kazánoldali belépő hőmérséklet egyébként 80-90 Celsius-fok volt folyamatosan .

 

Megint más típusú torony korrekció alatt lévő torony kukorica szárítása közben

Kukorica szárítása közben látható adatok, 80-90 Celsius-fokos kazánoldali belépő hőmérséklet mellett

A felvétel kukorica szárítása közben készült a – fentebb már részletezett, I/A pont szerint elvégzett – kazánoldal légtechnikai módosítását követően, a szárítás folyamatában. Ezen jól követhető a terménytömeg sorról-sorra történő felmelegedése. Erről a toronyról tudjuk, hogy nem kerülhet extrém magas hőmérsékletű szárítóközeg a szárítózónába mert a korrigált kazánoldal egyenletesebb hőterhelést biztosít. A kazánoldali hőmérséklet homogenizálásával a tűzveszélyes helyzet kialakulásának lehetősége is jelentősen csökkent, nem érheti több száz Celsius-fokos szárítóközeg a terményt. A két oldal között még fennálló csekély hőmérséklet különbség kiegyenlítésére még további lépéseket teszünk.

 

tavtarto