Mezőgazdasági Gépvizsgálati Értesítő
1. A vizsgált berendezés ismertetése 1.1. Műszaki leírás A GSI-2500 szemestermény-szárító berendezés elsősorban kukorica, búza és egyéb gabonafélék, továbbá hüvelyesek, olajos magvak szárítására készült. A szárítóberendezés folyamatos üzemű keresztáramlásos, gyűrűaknás, hűtőlevegő-visszakeveréses rendszerű. A berendezés fő részei: − szárítótorony, (szárítózóna, hűtőzóna) − tüzelőberendezés, − ventilátor, − levegő bevezető irányító rendszer, − kiadagolószerkezet, − automatikus szabályozórendszer. A szárító gyűrűaknája 12 db szegmensből áll. A gyűrűakna külső- és belső része a szárítandó termény jellemzőinek megfelelően perforált lemezekből készült, amelyen keresztül kerül átvezetésre a szárító- és a hűtő levegő a szárítózónában. A szárítandó termény rétegvastagsága (30, 48 cm) a torony szelvényében azonos mértékű. A gyűrűaknában nyert elhelyezést a termény nedvességkiegyenlítését szolgáló terményfordító (TURN-FL0W) rendszer. A nedvességkiegyenlítő az eltérő nedvességű (szárazabb belső, nedvesebb külső) rétegnek a keverését végzi. A szárító tüzelőberendezése földgáz vagy folyékonygáz-üzemű szőnyegégő rendszer, mely a szárító közepén nyert elhelyezést. A szárító levegőt centrifugál ventilátor juttatja a szárítótérbe. A szárító levegő a hűtőtéren átszívott, kissé felmelegedett és a környezetből beszívott levegő keverékéből áll, melyet a ventilátor nyomóoldalán elhelyezett szőnyegégő melegít fel a kívánt hőmérsékletre. A szárított termény kiadagolását dobos kitároló végzi, mely a kúpos alsó ürítőcsatorna felett helyezkedik el. A berendezés beszabályozását a szárítási hőfok és a maghőmérséklet beállításán keresztül lehet elvégezni. A szárító működési vázlata az 1. ábrán látható. 1.2. Műszaki adatok A berendezés típusa: – magassága – átmérője A beépített villamos teljesítmény: – ventilátor – kiadagoló A berendezés hőteljesítménye A szárítótorony befogadóképessége: – terményoszlop
GSI-2500 16 m 5,5 m 80 kW 3,0 kW 4,0 MW 52,6 t 3
Mezőgazdasági Gépvizsgálati Értesítő
1 – előtároló 2 – perforált lemez 3 – vázszerkezet 4 – kezelőlétrák 5 – égőház 6 – kezelőajtó 7 – kevert levegő 8 – kezelőajtó
9 – kiadagolóredszer 10 – gázszelepek 11 – terményoszlop 12 – terményfordító 13 – szőnyegégő 14 – térelválasztó 15 – centrifugálventilátor 16 – elektronikus megfigyelő- és irányítórendszer
1. ábra GSI Tower Dryers szárító működési vázlata
2. A vizsgálatok körülményei A szárítóberendezés vizsgálatát a horvátországi Benicanci nevű helységben végeztük el 2001. novemberében. A szárításra kerülő részlegesen előtisztított kukorica 19-22 % körüli nedvességtartalmú volt. A szárított termény tömegének a meghatározását a szárítóberendezés beépített adagszámláló rendszere alapján az adag térfogatának és a termény térfogattömegének az ismeretében végeztük el. 4
Mezőgazdasági Gépvizsgálati Értesítő
A nedves és a szárított termény nedvességtartalmát DICKEY-JOHN GAC-II. típusú nedvességmérővel mértük és rögzítettük, melyet előzetesen kalibráltunk. Ezzel a mérőrendszerrel határoztuk meg a termény térfogattömegét és hőmérsékletét is. A szárítóberendezés vízelpárologtatását a szárított termény tömegének, továbbá a nedves és szárított termény nedvességtartalmának az ismeretében számítással határoztuk meg. A szárítóberendezés tüzelőberendezése földgázüzemű, a gázfelhasználást hitelesített Schlumberger gázfogyasztásmérőn mértük. Hőtechnikai ellenőrző méréssel és számításokkal is ellenőriztük a szárítóberendezés elméleti hőtechnikai vízelvonó képességét, és számítottuk a hőenergetikai jellemzőket a Mollier féle I-x diagram segítségével. Figyelembe vettük az üzemi szezonális energetikai, szárítási jellemzőket is. A hőtechnikai számításokat az alább mért értékek felhasználásával számítottuk: − szárítóközeg-hőmérséklet oC − környezeti levegő hőmérséklete oC − relatív nedvességtartalom % − a kilépő levegő hőmérséklete oC − relatív páratartalom %. A szárítóközeg és a hűtőközeg mennyiségét (m3/h) a szárító kilépőlevegő felületének és a légáram sebességének ismeretében számítottuk. A felhasznált mérőműszerek: − AHLBORN-THERM 2290-8 jelfeldolgozó mérőrendszer. Érzékelő: FHA-646 – Hőmérséklet, hiba: + 0,1 oC Érzékelő: FVA-915 – Légsebesség, hiba: + 0,1 m/s − UNITEST-CHB-48 lakatfogó villamosteljesítmény-mérő Feszültség (V), Áramerősség (A), Teljesítmény (kW) Mérési hiba: + 1 %
3. A vizsgálatok eredményei 3.1. Teljesítményjellemzők A szárítóberendezés kukorica szárításánál 3.381 kg/h-s vízelpárologtató teljesítményt ért el (1. táblázat). 1. táblázat A szárítóberendezés teljesítményjellemzői Környezeti levegő
Termény Szárítónedvességtartalma közeg hőmérséklet rel. páratart. hőmérséklete kezdeti végső o o C % % C % 5 80 95 21,7 13,7 A szárítottanyag-teljesítmény 8 % vízelvonás mellett 33,1 t/h volt.
Vízelpárologtató teljesítmény kg/h 3.381
5
Mezőgazdasági Gépvizsgálati Értesítő
A berendezés légszállítása a méréseink és számításaink alapján 152.000 kg/h volt, amely mintegy 150.000 m3/h levegőnek felel meg. A hűtő levegő mennyisége 65.000 kg/h (54.000 m3/h) volt. A szárítóberendezés hőtechnikai elemzése során a mérés hő- és légtechnikai adatainak, valamint az üzem energetikai adatainak felhasználásával elvégeztük a lehetséges maximális szárítási teljesítmény meghatározását is. A hőtechnikai elemzés során a berendezés vízelpárologtató teljesítménye 3.418 kg/h értékűre adódott, ami jól egyezik az üzemi mérés eredményeivel. A szárító lehetséges maximális vízelpárologtató teljesítménye: 100 oC szárítóközeg hőmérsékletnél 24 % nedvességtartalomról 14 %-ra történő szárításnál mintegy 3700-3800 kg/h értéket érhet el. A szárítottanyag-teljesítmény értéke 10 %-os vízelvonásnál mintegy 29 t/h. A szárító fajlagos vízelvonása szárítószekciónként maximum 20-23 g/kg száraz levegő. 3.2. Munkaminőségi jellemzők A szárítóberendezés az üzemi méréseknél általában 100 oC alatti szárítóközeghőmérséklet-beállítás mellett működött. A termény maghőmérséklete jellemzően 50 oC alatt maradt. A szárított termény egyenletessége jó, 15,3 %-os nedvességtartalom mellett a korrigált relatív szórás értéke σn-1 = 1 % volt. 3.3. Energetikai jellemzők A szárítóberendezés összes hőenergia-felhasználása 12.816 MJ, a földgázfelhasználás 361 m3/h volt. A fajlagos hőenergia-felhasználás a mérések és számítások alapján 3,8 MJ/kg víz értékűre adódott. A hőenergia-felhasználás lehetséges legkedvezőbb értéke a környezeti viszonyoktól függően, a hőtechnikai elemzés alapján 24 %-ról 14 %-ra történő szárításnál 3,5 MJ/kg víz értékű. A ventilátormotorok összes villamosteljesítmény-felvétele 76,5 kWh. A fajlagos villamosenergia-szükséglet 2,3 kWh/t. 3.4. Munkavédelmi jellemzés A gépnek meg kell felelnie az alábbi dokumentumokban megfogalmazott, a biztonságos munkavégzést és az egészséget nem veszélyeztető munkavégzés feltételeinek: − 21/1998. (IV.17.) IKIM rendeletnek vagy annak megfelelő 91/368/EGK, 93/44/EGK és 93/68/EGK irányelvekkel módosított 89/392/EGK EU-direktívának, továbbá − az MSZ EN 292-1; 1993; − az MSZ EN 292-2; 1993; − az MSZ EN 708 vagy a termékre vonatkozó „C” típusú szabványnak. 6
Mezőgazdasági Gépvizsgálati Értesítő
Az előzőeknek való megfelelőséget a gyártónak vagy a forgalmazónak megfelelőségi nyilatkozat kiadásával kell tanúsítani. 3.5. Kezelés és karbantartás jellemzése A szárítóberendezés kezelése, karbantartása megfelelően kioktatott, szakképzett kezelőszemélyzetet igényel. A kiadagolószerkezet teljesítményének a beállítását kézi üzemmódban a technológia jellemzőinek figyelembevételével (kezdeti és vég-nedvességtartalom – szárítási hőmérséklet) gyakorlati tapasztalatok alapján szükséges beállítani. Automatikus üzemmódban az ürítés vezérlését az automatika a kívánt (beállított) maghőmérsékletnek illetve vég-nedvességtartalomnak megfelelően végzi.
4. Tájékoztató szakvélemény A GSI-2500 szárítóberendezés, melyet a GSI Inc. USA gyárt és a 4Hungar AgriTech Kft. technológiával együtt forgalmaz– vizsgálataink megállapítása alapján jól alkalmazható kukorica szárítására. A berendezés a vizsgálatok során 3.381 kg/h vízelpárologtató teljesítményt ért el. A szárítottanyag-teljesítmény 21,7 %-ról 13,7 %-ra szárításnál 33,1 t/h volt. A berendezés légszállítása mintegy 150.000 m3/h. A földgázfelhasználás 361 m3/h míg a fajlagos hőenergia-felhasználás 3,8 MJ/kg víz értékűre adódott, ami jónak ítélhető. A hőtechnikai ellenőrző számítás alapján a berendezés lehetséges maximális vízelpárologtató teljesítménye 3700-3800 kg/h, szárítottanyag-teljesítmény 29 t/h 10 %-os vízelvonás mellett 24 %-ról 14 %-ra szárításnál. A legkedvezőbb hőenergia-felhasználás lehetséges értéke a környezeti viszonyoktól függően fenti üzemmód mellett 3,5 MJ/kg víz ami igen jónak minősíthető. A szárítóközeg-hőmérséklet nem érte el a 100 oC-ot, míg a maghőmérséklet 50 oC alatt maradt. A szárított termény egyenletessége megfelelő. A szárító hőenergia-felhasználása mintegy 12.800-13.000 MJ/h , amely megfelel 350-370 m3/h földgáznak. A ventilátormotorok villamosteljesítmény-felvétele 76,5 kW. A fajlagos villamosenergia-felhasználás pedig 2,3 kWh/t, amely kedvezőnek ítélhető. A GSI-2500 – mint diffúz jellegű felületi légszennyezőforrásnak – porkibocsátása a kisméretű (∅1,5 mm-es) furatok és az alacsony légsebesség (0,4-0,5 m/s) miatt a korszerű tömlős szűrő-leválasztó rendszerek jellemzőinek felel meg. A berendezés üzemeltetése szakképzett gépkezelőt igényel. Az automatikus szabályozó beállítása kellő üzemi gyakorlatot kíván. A GSI-2500 szárító hőtechnikailag jól méretezett, korszerű szabályozású berendezés, a szemestermény-szárítás technológiákban jól alkalmazható. 7
Mezőgazdasági Gépvizsgálati Értesítő
5. Üzemeltetési ajánlások, javaslatok A vizsgálati és üzemeltetési tapasztalatok alapján: Gyártó részére javasoljuk: − a szárított termény nedvességkijelzését és − a kiadagolási teljesítmény kijelzését (t/h) megoldani. Forgalmazó, üzemeltető részére javasoljuk: − a magtisztítási technológiában kamrás porleválasztó beépítését; − a tisztításiteljesítmény-igény – búza 60 t/h kukorica 40 t/h; − az anyagmozgató berendezéseket a maximális (60 t/h) teljesítményre szükséges méretezni; − a beszállított termény egyöntetűségét – fajtánként, ill. táblánként – az üzemszervezéssel célszerű + 1 % nedvességtartalom szórásértéken belül tartani; − a szárítási hőmérséklet kukoricaszárításnál ne haladja meg a 100 oC-t.
Záradék A vizsgálati eredményeket az FVM Műszaki Intézet és az FVMMI GM Gépminősítő Közhasznú Társaság közös tudományos-műszaki tanácsa jóváhagyta. Lektor és sorozatszerkesztő: Dr. Hajdú József Műszaki szerkesztő: Pálinkás Gábor Igazgatók: Dr. Fenyvesi László, FVM Műszaki Intézet Dr. Szente Márk, FVMMI GM Gépminősítő Közhasznú Társaság Gödöllő, 2001. december hó
8
