RU2482408C1 - Method to control drying process - Google Patents
Method to control drying process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2482408C1 RU2482408C1 RU2011145615A RU2011145615A RU2482408C1 RU 2482408 C1 RU2482408 C1 RU 2482408C1 RU 2011145615 A RU2011145615 A RU 2011145615A RU 2011145615 A RU2011145615 A RU 2011145615A RU 2482408 C1 RU2482408 C1 RU 2482408C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drying
- grain
- drying agent
- cooling
- temperature
- Prior art date
Links
- 238000001035 drying Methods 0.000 title claims abstract description 78
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 claims abstract description 89
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 59
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 26
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 11
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 abstract 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 58
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 5
- 235000021307 wheat Nutrition 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- 108010068370 Glutens Proteins 0.000 description 2
- 230000001143 conditioned Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 2
- 235000021312 gluten Nutrition 0.000 description 2
- 240000001592 Amaranthus caudatus Species 0.000 description 1
- 235000009328 Amaranthus caudatus Nutrition 0.000 description 1
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 description 1
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 description 1
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- 240000006669 Helianthus annuus Species 0.000 description 1
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 1
- 229910004682 ON-OFF Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000007238 Secale cereale Nutrition 0.000 description 1
- 240000002057 Secale cereale Species 0.000 description 1
- 235000019714 Triticale Nutrition 0.000 description 1
- 235000012735 amaranth Nutrition 0.000 description 1
- 239000004178 amaranth Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating Effects 0.000 description 1
- 230000035943 smell Effects 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static Effects 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- 241000228158 x Triticosecale Species 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при управлении процессом сушки, преимущественно зерна злаковых и масличных культур, например, пшеницы, ячменя, ржи, тритикале семян рапса, льна, амаранта, подсолнечника.The invention relates to the automation of technological processes and can be used to control the drying process, mainly grain of cereals and oilseeds, for example, wheat, barley, rye, triticale seeds of rapeseed, flax, amaranth, sunflower.
Известны способы управления процессом сушки [Патенты РФ №2117228, опубл. 10.08.1998, Бюл. №22; 2200288, опубл. 10.03.2003, Бюл. №7; 2204097, опубл. 10.05.2003, Бюл. №13], в которых отработанный сушильный агент после предварительного нагрева влажного продукта подают сначала на осушение в испаритель, а затем в конденсатор теплонасосной установки, после чего направляют в сушилку.Known methods of controlling the drying process [Patents of the Russian Federation No. 2117228, publ. 08/10/1998, Bull. No. 22; 2200288, publ. 03/10/2003, Bull. No. 7; 2204097, publ. 05/10/2003, Bull. No. 13], in which the spent drying agent after preheating the wet product is fed first for drying to the evaporator, and then to the condenser of the heat pump unit, and then sent to the dryer.
Известные способы реализованы с применением парокомпрессионной холодильной машины, работающей в режиме теплового насоса, при отсутствии источников вторичного тепла в условиях децентрализованных систем теплоснабжения, когда тепловая энергия генерируется непосредственно на объекте производства. При этом исключается возможность использования теплоты низкотемпературного потенциала, в частности, бросового тепла газотурбинных установок и котельных агрегатов, что не позволяет эффективно решать задачи энергосбережения.Known methods are implemented using a vapor compression refrigeration machine operating in the heat pump mode in the absence of secondary heat sources in the conditions of decentralized heat supply systems, when thermal energy is generated directly at the production site. At the same time, the possibility of using the heat of a low-temperature potential, in particular, the waste heat of gas turbine plants and boiler units, is excluded, which does not allow to efficiently solve energy-saving tasks.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ сушки зерна [Патент РФ №2406340 C2, МПК A23B 9/02, Способ сушки зерна / Шевцов А.А., Бритиков Д.А., Дранников А.В., Тертычная Т.Н., Калинина А.В. (RU), №2009103466/13, завл. 02.02.2009, опубл. 20.12.2010, Бюл. №35, патентообладатель: ГОУВПО Воронежская государственная технологическая академия], предусматривающий предварительный подогрев влажного зерна, его сушку и охлаждение; подачу смеси отработанного сушильного агента после сушки и охлаждения зерна в циклон для очистки от содержащихся в ней взвешенных твердых частиц; охлаждение и осушение смеси в холодоприемнике пароэжекторной холодильной машины; подогрев одной части смеси в конденсаторе пароэжекторной холодильной машины и калорифере с последующей подачей сначала на сушку, а затем в циклон с образованием замкнутого цикла, охлаждение зерна другой частью смеси; получение рабочего пара в парогенераторе с электронагревательными элементами и предохранительным клапаном и его подачу под давлением 0,8…1,0 МПа в сопло эжектора, создавая при этом пониженное давление 0,0009…0,001 МПа и температуру 4…7°C в испарителе пароэжекторной холодильной машины с рециркуляцией хладагента в холодоприемнике; подачу паров хладагента и рабочего пара после эжектора с давлением 0,2…0,3 в конденсатор для подогрева сушильного агента; подачу одной части конденсата, образовавшегося в конденсаторе, в испаритель для пополнения убыли воды и отвод другой его части вместе с конденсатом, образовавшимся при охлаждении сушильного агента в холодоприемнике, сначала в сборник конденсата, а затем в парогенератор с образованием замкнутого цикла.The closest in technical essence and the achieved effect is the method of drying grain [RF Patent No. 2406340 C2, IPC A23B 9/02, Method for drying grain / Shevtsov A.A., Britikov D.A., Drannikov A.V., Tertychnaya T. N., Kalinina A.V. (RU), No. 2009103466/13, dom. 02.02.2009, publ. 12/20/2010, Bull. No. 35, patent holder: GOUVPO Voronezh State Technological Academy], providing for the preliminary heating of wet grain, its drying and cooling; feeding the mixture of spent drying agent after drying and cooling the grain into a cyclone to clean the suspended solids contained in it; cooling and drying the mixture in the cold receiver of the steam ejector refrigeration machine; heating one part of the mixture in the condenser of the steam ejector chiller and heater, followed by first drying and then into the cyclone to form a closed cycle, cooling the grain with another part of the mixture; production of working steam in a steam generator with electric heating elements and a safety valve and its supply under a pressure of 0.8 ... 1.0 MPa to the ejector nozzle, while creating a reduced pressure of 0.0009 ... 0.001 MPa and a temperature of 4 ... 7 ° C in a steam ejector refrigeration evaporator machines with refrigerant recirculation in the cold receiver; supply of refrigerant vapor and working steam after the ejector with a pressure of 0.2 ... 0.3 to the condenser for heating the drying agent; the supply of one part of the condensate formed in the condenser to the evaporator to replenish the loss of water and the removal of the other part along with the condensate formed during cooling of the drying agent in the cold receiver, first into the condensate collector, and then into the steam generator with the formation of a closed cycle.
Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает оперативного управления технологическими параметрами на всех этапах подготовки сушильного агента в пароэжекторной холодильной машине при многократном его использовании в контуре рециркуляции. Из-за отсутствия информации о сушке и охлаждении зерна, а также о ходе осушения отработанного сушильного агента отсутствует возможность управления параметрами энергетических потоков в области рациональных значений, обеспечивающих экономию теплоэнергетических ресурсов. Известный способ не позволяет обеспечить точность и надежность управления, не создает перспектив в повышении качества высушиваемого зерна, что связано с отсутствием системы стабилизации термовлажностных характеристик зерна при сушке и охлаждении в условиях случайных возмущений как со стороны изменения начальной влажности зерна, так и со стороны возможных технологических сбоев вспомогательного оборудования.The disadvantage of this method is that it does not provide operational control of technological parameters at all stages of the preparation of the drying agent in the steam ejector refrigeration machine when it is used repeatedly in the recirculation loop. Due to the lack of information about drying and cooling of grain, as well as about the course of drying the spent drying agent, it is not possible to control the parameters of energy flows in the field of rational values that provide savings in heat and energy resources. The known method does not allow for accurate and reliable control, does not create prospects for improving the quality of the dried grain, which is associated with the absence of a stabilization system for the moisture and moisture characteristics of the grain during drying and cooling under conditions of random disturbances both from the side of the change in the initial moisture content of the grain and from the possible technological auxiliary equipment failures.
Технической задачей изобретения является повышение точности и надежности управления процессом сушки, снижение удельных энергозатрат и повышение качества высушенного зерна.An object of the invention is to increase the accuracy and reliability of the control of the drying process, reduce specific energy consumption and improve the quality of dried grain.
Для решения технической задачи изобретения предложен способ управления процессом сушки зерна, характеризующийся тем, что он предусматривает предварительный подогрев влажного зерна, его сушку и охлаждение; подачу смеси отработанного сушильного агента после сушки и охлаждения зерна в циклон для очистки от содержащихся в ней взвешенных твердых частиц; охлаждение и осушение смеси в холодоприемнике пароэжекторной холодильной машины; подогрев одной части смеси в конденсаторе пароэжекторной холодильной машины и калорифере с последующей подачей сначала на сушку, а затем в циклон с образованием замкнутого цикла, охлаждение зерна другой частью смеси; получение рабочего пара в парогенераторе с электронагревательными элементами и предохранительным клапаном и его подачу под давлением 0,8…1,0 МПа в сопло эжектора, создавая при этом пониженное давление 0,0009…0,001 МПа и температуру 4…7°C в испарителе пароэжекторной холодильной машины с рециркуляцией хладагента в холодоприемнике; подачу паров хладагента и рабочего пара после эжектора с давлением 0,2…0,3 в конденсатор для подогрева сушильного агента; подачу одной части конденсата, образовавшегося в конденсаторе, в испаритель для пополнения убыли воды и отвод другой его части вместе с конденсатом, образовавшимся при охлаждении сушильного агента в холодоприемнике, сначала в сборник конденсата, а затем в парогенератор с образованием замкнутого цикла; измерение расхода зерна перед сушкой, влажности и температуры зерна до и после сушки, температуры охлажденного зерна, температуры и расхода сушильного агента в зонах сушки и охлаждения, величины разрежения в испарителе и расхода эжектируемого пара хладагента из испарителя, температуры хладагента в испарителе, уровня конденсата в испарителе; по измеренным значениям расхода и влагосодержания смеси сушильного агента после сушки и охлаждения зерна определяют количество водяных паров в отработанном сушильном агенте, по которому устанавливают коэффициент эжекции пароэжекторной холодильной машины воздействием на соотношение расходов рабочего пара, подаваемого в сопло эжектора и эжектируемого из испарителя, путем изменения расхода рабочего пара; определяют текущее значение коэффициента теплопередачи от хладагента к сушильному агенту через охлаждающую поверхность холодоприемника; причем при отклонении температуры сушильного агента, подаваемого на охлаждение зерна от заданного интервала значений в сторону увеличения, увеличивают коэффициент теплопередачи путем увеличения коэффициента эжекции воздействием на увеличение расхода рабочего пара на входе в сопло эжектора, а при отклонении температуры сушильного агента, подаваемого на охлаждение зерна от заданного интервала значений в сторону уменьшения уменьшают коэффициент теплопередачи путем уменьшения коэффициента эжекции воздействием на уменьшение расхода рабочего пара на входе в сопло эжектора; при этом по температуре сушильного агента после конденсатора устанавливают расход пара в калорифере и расход сушильного агента в зону сушки с коррекцией по температуре и влажности зерна после сушки; по температуре сушильного агента после холодоприемника устанавливают расход сушильного агента в зону охлаждения.To solve the technical problem of the invention, a method for controlling the drying process of grain, characterized in that it provides for the preheating of wet grain, its drying and cooling; feeding the mixture of spent drying agent after drying and cooling the grain into a cyclone to clean the suspended solids contained in it; cooling and drying the mixture in the cold receiver of the steam ejector refrigeration machine; heating one part of the mixture in the condenser of the steam ejector chiller and heater, followed by first drying and then into the cyclone to form a closed cycle, cooling the grain with another part of the mixture; production of working steam in a steam generator with electric heating elements and a safety valve and its supply under a pressure of 0.8 ... 1.0 MPa to the ejector nozzle, while creating a reduced pressure of 0.0009 ... 0.001 MPa and a temperature of 4 ... 7 ° C in a steam ejector refrigeration evaporator machines with refrigerant recirculation in the cold receiver; supply of refrigerant vapor and working steam after the ejector with a pressure of 0.2 ... 0.3 to the condenser for heating the drying agent; feeding one part of the condensate formed in the condenser to the evaporator to replenish the loss of water and draining the other part along with the condensate formed during cooling of the drying agent in the cold receiver, first into the condensate collector and then into the steam generator with the formation of a closed cycle; measurement of grain flow before drying, moisture and grain temperature before and after drying, temperature of chilled grain, temperature and flow rate of the drying agent in the drying and cooling zones, the amount of vacuum in the evaporator and the flow rate of the ejected refrigerant vapor from the evaporator, the temperature of the refrigerant in the evaporator, the condensate level in vaporizer; the measured values of the flow rate and moisture content of the drying agent mixture after drying and cooling the grain determine the amount of water vapor in the spent drying agent, which sets the ejection coefficient of the steam ejector chiller by affecting the ratio of the flow rate of the working steam supplied to the nozzle of the ejector and ejected from the evaporator by changing the flow rate working steam; determine the current value of the coefficient of heat transfer from the refrigerant to the drying agent through the cooling surface of the cold receiver; moreover, when the temperature of the drying agent supplied to cool the grain from the specified range of values deviates upward, the heat transfer coefficient is increased by increasing the ejection coefficient by increasing the consumption of working steam at the inlet to the ejector nozzle, and when the temperature of the drying agent supplied to the cooling of the grain deviates from a predetermined range of values in the direction of decreasing reduce the heat transfer coefficient by reducing the ejection coefficient by affecting the reduction in flow Static preparation inlet steam ejector nozzle; at the same time, according to the temperature of the drying agent after the condenser, the steam consumption in the heater and the consumption of the drying agent in the drying zone are adjusted with correction for the temperature and humidity of the grain after drying; according to the temperature of the drying agent after the cold receiver, the flow rate of the drying agent into the cooling zone is established.
Технический результат заключается в повышении точности и надежности управления процессом сушки, снижении удельных энергозатрат и повышении качества высушенного зерна.The technical result consists in increasing the accuracy and reliability of controlling the drying process, reducing specific energy consumption and improving the quality of dried grain.
На фиг. представлена схема, реализующая предлагаемый способ.In FIG. presents a diagram that implements the proposed method.
Схема содержит зерносушилку 1, разделенную на зону сушки 2 и зону охлаждения зерна 3 и снабженную устройствами подачи и выгрузки зерна 4 и 5; теплообменник 6; калорифер 7; циклон 8; парогенератор 9; эжектор 10; испаритель 11; холодоприемник 12; конденсатор 13; терморегулирующий вентиль 14; насосы 15, 16, сборник конденсата 17; нагнетающие вентиляторы 18, 19; вытяжной вентилятор 20; предохранительный клапан 21; микропроцессор 22; линии: подачи зерна в зону сушки - 0.2; отвода высушенного зерна из зоны охлаждения - 0.2.1; отвода взвешенных твердых частиц из циклона - 0.2.2; подачи кондиционированного сушильного агента из холодоприемника в зону охлаждения зерна - 3.1 и в конденсатор, а затем из конденсатора через калорифер в зону сушки - 3.2; отвода отработанного сушильного агента из зоны охлаждения в теплообменник - 3.3; отвода отработанного сушильного агента из зоны сушки в теплообменник - 3.4; отвода смеси сушильного агента после зон сушки и охлаждения через циклон в холодоприемник - 3.0; подачи рабочего пара из парогенератора в сопло эжектора и калорифер - 2.2; сброса рабочего пара из парогенератора через предохранительный клапан - 2.3; подачи эжектируемого пара из испарителя в эжектор - 1.1; рециркуляции хладагента через холодоприемник - 1.0; отвода смеси паров хладагента и рабочего пара после эжектора в конденсатор - 1.2; отвода хладагента из конденсатора в испаритель - 1.3; отвода конденсата из калорифера, холодоприемника и конденсатора в сборник конденсата - 1.4; подачи конденсата из сборника конденсата в парогенератор - 1.5; датчики: расхода - FE; температуры - ТЕ; влажности и влагосодержания - ME; уровня - НЕ; давления - РЕ; исполнительные механизмы - И.The scheme contains a grain dryer 1, divided into a drying zone 2 and a cooling zone for grain 3 and equipped with devices for feeding and unloading grain 4 and 5; heat exchanger 6; air heater 7; cyclone 8; steam generator 9; ejector 10; evaporator 11; cold receiver 12; capacitor 13; thermostatic valve 14; pumps 15, 16, condensate collector 17; pressure fans 18, 19; exhaust fan 20; safety valve 21; microprocessor 22; lines: grain supply to the drying zone - 0.2; drainage of dried grain from the cooling zone - 0.2.1; removal of suspended solids from the cyclone - 0.2.2; feeding the conditioned drying agent from the cold receiver to the grain cooling zone - 3.1 and to the condenser, and then from the condenser through the air heater to the drying zone - 3.2; removal of the spent drying agent from the cooling zone to the heat exchanger - 3.3; removal of the spent drying agent from the drying zone to the heat exchanger - 3.4; removal of the mixture of the drying agent after the drying and cooling zones through a cyclone to the cold receiver - 3.0; supply of working steam from the steam generator to the ejector nozzle and air heater - 2.2; discharge of working steam from the steam generator through the safety valve - 2.3; supply of ejected steam from the evaporator to the ejector - 1.1; refrigerant recirculation through a cold receiver - 1.0; removal of a mixture of refrigerant vapor and working steam after the ejector into the condenser - 1.2; removal of refrigerant from the condenser to the evaporator - 1.3; condensate drain from the air heater, cold receiver and condenser to the condensate collector - 1.4; condensate supply from the condensate collector to the steam generator - 1.5; sensors: flow rate - FE; temperature - TE; humidity and moisture content - ME; level - NOT; pressure - PE; executive mechanisms - I.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Влажное зерно по линии 0.2 подают на предварительный подогрев в теплообменник 6, где происходит подвяливание зерна за счет тепловой обработки высоковлажным отработанным сушильным агентом, который подают в теплообменник из зоны сушки 2 зерносушилки 1 по линии 3.4. С помощью загрузочного устройства 4 после предварительного подогрева зерно поступает в зону сушки 2 зерносушилки 1, где происходит снижение его влажности до стандартного значения. В зоне охлаждения 3 зерносушилки 1 зерно охлаждают до температуры 20…22°C и выводят из сушилки с помощью разгрузочного устройства 5 по линии 0.2.1.Wet grain is fed through line 0.2 to preheating in heat exchanger 6, where grain is dried by heat treatment with a high-humidity spent drying agent, which is fed to the heat exchanger from drying zone 2 of grain dryer 1 via line 3.4. Using the loading device 4, after preheating, the grain enters the drying zone 2 of the grain dryer 1, where its moisture decreases to the standard value. In the cooling zone 3 grain dryers 1 grain is cooled to a temperature of 20 ... 22 ° C and removed from the dryer using the unloading device 5 along the line 0.2.1.
Смесь отработанного сушильного агента после зон сушки и охлаждения вытяжным вентилятором 20 по линии 3.0 отводят в циклон 8 для очистки от содержащихся в ней взвешенных твердых частиц, затем охлаждают в холодоприемнике 12 пароэжекторной холодильной машины путем теплопередачи от хладагента, в качестве которого используется вода, к сушильному агенту через разделяющую стенку поверхности теплообмена. В холодоприемнике сушильный агент достигает температуры точки «росы» и содержащаяся в нем влага конденсируется в виде капельной жидкости на поверхности теплообмена, за счет чего происходит осушение и охлаждение сушильного агента. Часть кондиционированного сушильного агента после холодоприемника 12 с помощью вентилятора 18 подается по линии 3.1 в зону охлаждения зерна 3, а другая его часть с помощью вентилятора 19 подается по линии 3.2 сначала в конденсатор 13, затем в калорифер 7 и далее направляется в зону сушки 2 сушилки 1.The mixture of spent drying agent after the drying and cooling zones by the exhaust fan 20 is taken to line cyclone 8 via line 3.0 to clean the suspended solids contained in it, then it is cooled in the cold receiver 12 of the steam ejector refrigeration machine by heat transfer from the refrigerant, which uses water, to the dryer agent through the heat-transfer surface separating wall. In the cold receiver, the drying agent reaches the dew point temperature and the moisture contained in it condenses in the form of a droplet liquid on the heat exchange surface, due to which the drying agent is drained and cooled. A part of the conditioned drying agent after the chill receiver 12 is supplied via line 3.1 to the grain cooling zone 3 via line 3.1, and another part via the fan 19 is fed through line 3.2 to the condenser 13 first, then to the air heater 7 and then sent to the drying zone 2 of the dryer one.
Пароэжекторная холодильная машина, включающая парогенератор 9, эжектор 10, испаритель 11, холодоприемник 12, конденсатор 13, терморегулирующий вентиль 14, насосы 15, 16, сборник конденсата 17, и работает по следующему термодинамическому циклу.A steam ejector chiller including a steam generator 9, an ejector 10, an evaporator 11, a cold receiver 12, a condenser 13, a thermostatic valve 14, pumps 15, 16, a condensate collector 17, and operates according to the following thermodynamic cycle.
В парогенераторе 9 с электронагревательными элементами и предохранительным клапаном 24 при затрате электроэнергии образуется рабочий пар, одну часть которого под давлением 0,8…1,0 МПа направляют в калорифер 7 для нагрева сушильного агента, подаваемого в зону сушки 2, а другую часть по линии 2.2 подают в сопло эжектора 10, создавая при этом пониженное давление 0,0009…0,001 МПа и температуру 4…7°C в испарителе 11 пароэжекторной холодильной машины. Потенциальная энергия рабочего пара превращается в кинетическую энергию струи, которая вытекает с большой скоростью, и под действием энергии струи пары хладагента эжектируются и по линии 1.1 поступают из испарителя 11 в эжектор 10.In a steam generator 9 with electric heating elements and a safety valve 24, when energy is consumed, working steam is generated, one part of which is sent under pressure 0.8 ... 1.0 MPa to the air heater 7 to heat the drying agent supplied to the drying zone 2, and the other part along the line 2.2 is fed into the nozzle of the ejector 10, while creating a reduced pressure of 0.0009 ... 0.001 MPa and a temperature of 4 ... 7 ° C in the evaporator 11 of the steam ejector refrigeration machine. The potential energy of the working steam is converted into the kinetic energy of the jet, which flows out at a high speed, and under the influence of the energy of the jet, the refrigerant vapor is ejected and through line 1.1 from the evaporator 11 to the ejector 10.
Образовавшуюся смесь паров хладагента и рабочего пара после эжектора с давлением 0,2…0,3 МПа подают по линии 1.2 в конденсатор 13, где, конденсируясь, она посредством рекуперативного теплообмена отдает теплоту сушильному агенту, который нагревается до температуры 65…70°C. В калорифере 7 температуру сушильного агента доводят до 110…120°C за счет высокотемпературного потенциала пара, подаваемого из парогенератора в калорифер. Одну часть образовавшегося в конденсаторе 13 водяного конденсата, являющегося хладагентом, направляют по линии 1.3 через терморегулирующий вентиль 14 в испаритель 11 для пополнения убыли воды. Другую его часть вместе с конденсатом, который образовался при охлаждении паровоздушной смеси в холодоприемнике 12, отводят сначала по линии 1.4 в сборник конденсата 17, а затем с помощью насоса 16 по линии 1.5 в парогенератор 9 с образованием замкнутого цикла.The resulting mixture of refrigerant vapor and working steam after the ejector with a pressure of 0.2 ... 0.3 MPa is fed via line 1.2 to the condenser 13, where, by condensing, it transfers heat to the drying agent by means of regenerative heat transfer, which is heated to a temperature of 65 ... 70 ° C. In the heater 7, the temperature of the drying agent is brought to 110 ... 120 ° C due to the high-temperature potential of the steam supplied from the steam generator to the heater. One part of the water condensate formed in the condenser 13, which is the refrigerant, is sent via line 1.3 through the thermostatic valve 14 to the evaporator 11 to replenish the loss of water. Another part of it, together with the condensate, which was formed when the vapor-air mixture was cooled in the cold receiver 12, is first diverted via line 1.4 to the condensate collector 17, and then, using pump 16, along line 1.5 to the steam generator 9 with the formation of a closed cycle.
Информация о ходе процесса сушки и охлаждения зерна, подготовки сушильного агента и пара с помощью датчиков передается в микропроцессор 22, который по заложенному в него программно-логическому алгоритму осуществляет оперативное управление технологическими параметрами посредством исполнительных механизмов с учетом накладываемых на них ограничений, обусловленных как получением высушенного зерна высокого качества, так и экономической целесообразностью.Information on the progress of the drying and cooling of grain, preparation of the drying agent and steam using sensors is transmitted to the microprocessor 22, which, according to the programmed logic algorithm, provides operational control of technological parameters by means of actuators, taking into account the restrictions imposed on them, which are caused by obtaining dried grain of high quality and economic feasibility.
По текущим значениям расхода, температуры и влажности исходного зерна в линии 0.2 микропроцессор 22 устанавливает заданный режим сушки, а именно массовый и тепловой расход сушильного агента в линии 3.2 на входе в зону сушки 2 воздействием на мощность регулируемого привода вентилятора 19 и на расход пара в линии 2.2 из парогенератора 9 в калорифер 7 с помощью исполнительного механизма.Based on the current values of the flow rate, temperature, and humidity of the initial grain in line 0.2, the microprocessor 22 sets the specified drying mode, namely, the mass and heat consumption of the drying agent in line 3.2 at the entrance to the drying zone 2 by affecting the power of the adjustable drive of the fan 19 and the steam flow in the line 2.2 from the steam generator 9 to the air heater 7 using the actuator.
По измеренным значениям расхода и влагосодержания сушильного агента перед зоной сушки в линии 3.2 и смеси отработанного сушильного агента после зон сушки и охлаждения зерна в линии 3.0 микропроцессор определяет количество водяных паров, подаваемых в холодоприемник с отработанным сушильным агентом по формуле:From the measured values of the flow rate and moisture content of the drying agent in front of the drying zone in line 3.2 and the mixture of spent drying agent after the drying and cooling zones of grain in line 3.0, the microprocessor determines the amount of water vapor supplied to the cooler with the spent drying agent according to the formula:
U=(xвых-xвх)ρсвV,U = (x out -x in ) ρ sv V,
где хвх, хвых - влагосодержание сушильного агента на входе в зону сушки и смеси отработанного сушильного агента после зон сушки и охлаждения, кг/кг; ρсв - плотность абсолютно сухой части сушильного агента, кг/м3; V - объемный расход сушильного агента, м3/ч,where x in, x out - the moisture content of the drying agent at the entrance to the drying zone and the mixture of spent drying agent after the drying and cooling zones, kg / kg; ρ St - the density of the absolutely dry part of the drying agent, kg / m 3 ; V is the volumetric flow rate of the drying agent, m 3 / h,
В зависимости от количества водяных паров микропроцессор устанавливает коэффициент эжекции пароэжекторной холодильной машины воздействием на соотношение расходов рабочего пара, подаваемого в сопло эжектора по линии 2.2 и эжектируемого из испарителя по линии 1.1, путем изменения расхода рабочего пара с помощью исполнительного механизма. При этом осуществляется контроль величины разрежения и температуры хладагента в испарителе 11.Depending on the amount of water vapor, the microprocessor sets the ejection coefficient of the steam ejector chiller by affecting the ratio of the flow rate of working steam supplied to the ejector nozzle through line 2.2 and ejected from the evaporator through line 1.1 by changing the flow rate of working steam using an actuator. In this case, the vacuum and the temperature of the refrigerant in the evaporator 11 are controlled.
Микропроцессор непрерывно определяет текущее значение коэффициента теплопередачи от хладагента к сушильному агенту через охлаждающую поверхность холодоприемника 12 по формуле:The microprocessor continuously determines the current value of the heat transfer coefficient from the refrigerant to the drying agent through the cooling surface of the cold receiver 12 according to the formula:
где Q=Vсρ(t1-t2) - количество теплоты, подаваемой смесью отработанного после зон сушки и охлаждения сушильного агента в холодоприемник, кДж/ч; с, ρ - средние значения теплоемкости, кДж/(кг·К), плотности, кг/м3, сушильного агента; V - объемный расход смеси отработанного после зон сушки и охлаждения сушильного агента, м3/ч; F - площадь теплообменной поверхности охладителя, м2; Δtср=(t1-t2)/ln[(t1-t3)/(t2-t3)] - среднелогарифмический температурный напор, °C; t1, t2 - температура сушильного агента соответственно на входе и выходе из холодоприемника, °C; t3 - температура хладагента в холодоприемнике, °C,where Q = Vсρ (t 1 -t 2 ) is the amount of heat supplied by the mixture spent after drying and cooling of the drying agent into the cold receiver, kJ / h; s, ρ - average values of heat capacity, kJ / (kg · K), density, kg / m 3 , drying agent; V is the volumetric flow rate of the mixture spent after the drying and cooling zones of the drying agent, m 3 / h; F is the area of the heat exchange surface of the cooler, m 2 ; Δt cf = (t 1 -t 2 ) / ln [(t 1 -t 3 ) / (t 2 -t 3 )] - logarithmic temperature head, ° C; t 1 , t 2 - temperature of the drying agent, respectively, at the inlet and outlet of the cold receiver, ° C; t 3 - temperature of the refrigerant in the cold receiver, ° C,
и осуществляет контроль температуры и влагосодержания сушильного агента на выходе из холодоприемника в линии 3.1, причем при отклонении температуры сушильного агента, подаваемого в зону охлаждения зерна по линии 3.1, от заданного значения в сторону увеличения микропроцессор увеличивает коэффициент теплопередачи путем увеличения коэффициента эжекции воздействием на увеличение расхода рабочего пара на входе в сопло эжектора, а при отклонении температуры сушильного агента, подаваемого на охлаждение зерна от заданного значения в сторону уменьшения микропроцессор, уменьшает коэффициент теплопередачи путем уменьшения коэффициента эжекции воздействием на уменьшение расхода рабочего пара на входе в сопло эжектора; при этом осуществляет двойную коррекцию температуры зерна на выходе из зоны сушки, сначала воздействием на расход пара в калорифер, а затем на расход исходного зерна. Если наиболее интенсивный режим сушки и охлаждения не позволяет обеспечить стабилизацию влажности и температуры зерна на выходе из сушилки в области заданных значений, то это свидетельствует о спонтанном увеличении влажности исходного зерна. В этом случае микропроцессор снижает расход исходного зерна и выводит процесс сушки и охлаждения зерна на допустимую область термовлажностных характеристик высушиваемого продукта.and controls the temperature and moisture content of the drying agent at the outlet of the cold receiver in line 3.1, and when the temperature of the drying agent supplied to the grain cooling zone along line 3.1 deviates from the set value, the microprocessor increases the heat transfer coefficient by increasing the ejection coefficient by increasing the flow rate working steam at the inlet to the ejector nozzle, and when the temperature of the drying agent supplied to cool the grain from the set value to the side y The microprocessor reduces the heat transfer coefficient by decreasing the ejection coefficient by reducing the consumption of working steam at the inlet to the ejector nozzle; at the same time, it carries out a double correction of the grain temperature at the exit from the drying zone, first by influencing the flow of steam into the air heater, and then by the flow of the initial grain. If the most intensive drying and cooling regime does not allow stabilization of the moisture and temperature of the grain at the outlet of the dryer in the area of the set values, this indicates a spontaneous increase in the moisture content of the initial grain. In this case, the microprocessor reduces the consumption of the original grain and brings the process of drying and cooling the grain to the allowable range of thermal moisture characteristics of the dried product.
Информация о текущем значении уровня хладагента в испарителе 10 непрерывно передается в микропроцессор. При уменьшении уровня хладагента микропроцессор вырабатывает сигнал на увеличение расхода конденсата в испаритель 11 через терморегулирующий вентиль 14 в линии 1.3 и уменьшает расход конденсата при достижении уровня хладагента верхнего заданного значения.Information about the current value of the level of refrigerant in the evaporator 10 is continuously transmitted to the microprocessor. When the refrigerant level decreases, the microprocessor generates a signal to increase the condensate flow rate to the evaporator 11 through the thermostatic valve 14 in line 1.3 and reduces the condensate flow rate when the refrigerant level reaches the upper preset value.
Микропроцессор осуществляет непрерывную стабилизацию давления насыщенного пара в парогенераторе 16 воздействием на мощность электронагревательных элементов. При этом достигается заданная производительность парогенератора, контроль за которой обеспечивается датчиком расхода пара в линии 2.2.The microprocessor performs continuous stabilization of the saturated steam pressure in the steam generator 16 by affecting the power of the electric heating elements. At the same time, the set steam generator productivity is achieved, the control of which is provided by the steam flow sensor in line 2.2.
Информация о текущем значении уровня конденсата в парогенераторе 17 передается в микропроцессор. При изменении уровня конденсата микропроцессор осуществляет двухпозиционное регулирование приводом питающего насоса 15, включает питающий насос при достижении уровня конденсата в парогенераторе нижнего заданного значения и отключает его при достижении верхнего заданного значения.Information about the current value of the condensate level in the steam generator 17 is transmitted to the microprocessor. When the condensate level changes, the microprocessor performs on-off control by the drive of the feed pump 15, turns on the feed pump when the condensate level in the steam generator reaches the lower set value and turns it off when the upper set value is reached.
В случае технологических и аварийных сбоев в работе парогенератора, связанных с возможным увеличением давления насыщенного водяного пара в его рабочем объеме, предусмотрен предохранительный клапан 21.In case of technological and emergency failures in the operation of the steam generator associated with a possible increase in the pressure of saturated water vapor in its working volume, a safety valve 21 is provided.
Пример реализации способа.An example implementation of the method.
Способ прошел производственные испытания в условиях ОАО «Воронежский экспериментальный комбикормовый завод» при сушке зерна озимой пшеницы сорта «Мироновская 808» с начальной влажностью 19,0±0,5% в шахтной модульной зерносушилке типа «С-15» производительностью 15 т/ч при съеме влаги с 19% до 13,5%.The method passed production tests in the conditions of OJSC “Voronezh Experimental Feed Mill” when drying winter wheat grains of the Mironovskaya 808 variety with an initial moisture content of 19.0 ± 0.5% in a shaft modular grain dryer “S-15” with a productivity of 15 t / h at moisture removal from 19% to 13.5%.
Ниже приведена техническая характеристика пароэжекторной холодильной машины, используемая в линии подготовки сушильного агента:The following is a technical description of the steam ejector chiller used in the preparation line of the drying agent:
В табл.1 приводятся отклонения параметров сушильного агента (воздуха) в термодинамическом цикле его рециркуляции по известному способу с дистанционным операторным управлением технологическими параметрами и заявляемому способу с микропроцессорным управлением в соответствии с предлагаемым алгоритмом, устанавливающим порядок подачи управляющих воздействий. В табл.2 приведены значения показателей качества образцов зерна, высушенного по известному и предлагаемому способу.Table 1 shows the deviations of the parameters of the drying agent (air) in the thermodynamic cycle of its recirculation according to the known method with remote operator control of technological parameters and the inventive method with microprocessor control in accordance with the proposed algorithm that establishes the order of supply of control actions. Table 2 shows the values of the quality indicators of grain samples dried by a known and proposed method.
Как видно из примера и табл.1 и 2, предлагаемый способ управления процессом сушки дает возможность контролировать процесс сушки и повышает точность и надежность управления технологическими параметрами.As can be seen from the example and tables 1 and 2, the proposed method of controlling the drying process makes it possible to control the drying process and increases the accuracy and reliability of the control of technological parameters.
Предлагаемый способ позволяет:The proposed method allows you to:
- сузить интервал отклонения параметров сушильного агента от заданных значений, а следовательно, стабилизировать режим сушки в области заданных технологических свойств зерна;- narrow the interval of deviation of the parameters of the drying agent from the set values, and therefore, stabilize the drying mode in the field of the set technological properties of the grain;
- сократить поле допуска на конечную влажность, снижая ее разброс на 0,1…0,5%;- reduce the tolerance to final humidity, reducing its spread by 0.1 ... 0.5%;
- повысить производительность сушилки на 5…10% и снизить удельные энергозатраты на 5…10% за счет рационального использования потенциала сушильного агента в контуре рециркуляции, обусловленного точностью управления его параметрами.- increase the productivity of the dryer by 5 ... 10% and reduce specific energy consumption by 5 ... 10% due to the rational use of the potential of the drying agent in the recirculation loop, due to the accuracy of control of its parameters.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011145615A RU2482408C1 (en) | 2011-11-09 | Method to control drying process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011145615A RU2482408C1 (en) | 2011-11-09 | Method to control drying process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2482408C1 true RU2482408C1 (en) | 2013-05-20 |
| RU2011145615A RU2011145615A (en) | 2013-05-20 |
Family
ID=
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108844353A (en) * | 2018-06-15 | 2018-11-20 | 安徽省久阳农业机械有限公司 | A kind of circulation grain drier |
| RU2693046C1 (en) * | 2018-07-20 | 2019-07-01 | Сергей Александрович Шевцов | Control method of oil seeds processing process into biodiesel fuel |
| RU2765597C1 (en) * | 2020-12-30 | 2022-02-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный университет инженерных технологий» (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") | Method for drying grain of cereal crops and unit for implementation thereof |
| RU2808072C1 (en) * | 2023-08-30 | 2023-11-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Dryer unit |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108844353A (en) * | 2018-06-15 | 2018-11-20 | 安徽省久阳农业机械有限公司 | A kind of circulation grain drier |
| RU2693046C1 (en) * | 2018-07-20 | 2019-07-01 | Сергей Александрович Шевцов | Control method of oil seeds processing process into biodiesel fuel |
| RU2765597C1 (en) * | 2020-12-30 | 2022-02-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный университет инженерных технологий» (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") | Method for drying grain of cereal crops and unit for implementation thereof |
| RU2808072C1 (en) * | 2023-08-30 | 2023-11-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Dryer unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3453251A1 (en) | Integrated grain drying/storage/regulating bin with built-in bellows and externally disposed compartment | |
| US20060225298A1 (en) | Drying system | |
| RU2502780C2 (en) | Method of making pulverised coal | |
| CN105352073B (en) | The method of work of multistage recuperation of heat Fresh air handing device | |
| US20110271548A1 (en) | Hybrid drying system and method for controlling a hybrid drying system | |
| CN103393209A (en) | Tobacco shred feeding treatment device and method capable of improving the heat energy and feed liquid absorption efficiency of tobacco shred | |
| CN207635813U (en) | A kind of heat pump drying device | |
| CN208850665U (en) | One kind being used for tobacco sheet cigarette loosening steam conditioner hot blast temperature control device | |
| CN107439661A (en) | A kind of dehumidification control method of the fillet class seafood tunnel drying system based on heat pump | |
| CN106705571A (en) | Energy-saving microwave drying equipment | |
| CN103392795B (en) | Drying device and drying method | |
| CN107255412A (en) | A kind of heat pump drying device and its application method | |
| CN204259729U (en) | The reverse-flow foodstuff drying device of series connection hot type | |
| TWI466993B (en) | Method for producing pulverized coal | |
| RU2482408C1 (en) | Method to control drying process | |
| CN113498872A (en) | Far infrared combined heat pump drying device and peanut drying method | |
| RU2510479C1 (en) | Control method of grain drying and storage processes | |
| CN105926341B (en) | A kind of toilet paper machine drying section energy consumption collaborative device and its control system | |
| CN109173559B (en) | Condensing circulation heat-increasing batch type circulating grain drying energy-saving device | |
| RU2328140C1 (en) | Method of fried grains preparation process control | |
| RU2372781C2 (en) | Heat pumping device for fish seasoning | |
| CN114909896B (en) | Automatic control method and system for air quantity applied to continuous drying | |
| RU2425304C1 (en) | Method to stabilise heat and moisture characteristics of cereal and oil plant seeds in process of drying and storage | |
| CN208545290U (en) | A kind of sludge removal moisture drying system | |
| RU2586898C1 (en) | Method for wet-heat treatment of cereal crops |