1. A vizsgált berendezés ismertetése 1.1. Műszaki leírás A GSI FCDL szellőzőpadozatos terménytároló a mezőgazdasági szemes termények hosszú idejű tárolására illetve kisebb (4-5 m) rétegvastagság és előmelegített levegővel való átszellőztetés esetén 3-4 % nedvességelvonású szellőztetéses szárításra alkalmazható. A szárítás folyamatos üzemű, gáztüzeléses rendszerű, közvetlen fűtésű, konvekciós szárítási elven működik. A szárítás egy légbevezető csatornával és padozattal ellátott tárolótoronyban történik. A szárítóközeg áramlása részben ellenáramú, részben kevert ellen- és egyenáramú. A szárítóberendezés főbb részei: szárító-tároló torony, terményelosztó, csigás keverőrendszer, szellőztetőpadozat, kitárolócsiga A szárító-tároló oldalfalai, amelyek hullámosított kettős galván horganyzott acéllemezekből készülnek, panelszerűen helyezkednek el. A függőleges oldalfal-merevítők a siló külső részén találhatók, és minden oldalfallemezen két merevítő van. A merevítők egymáshoz illesztése általában átfedéses, minden illeszték csavarozott. A tető lejtése 30 o, a tetőcsúcstól az ereszig egy részből álló, folyamatos tetőpanelekből áll. A tetőpaneleken gyárilag előre kialakították a tetőszellőzők helyét. A biztonságos és kényelmes használat érdekében a külső és belső létrák az acélba nyomott csúszásmentes mintázattal rendelkeznek, galvanizáltak, a siló falához csavarozottak. A szárító-tároló toronyhoz kapcsolódik a szárítóközeget szállító centrifugálventilátor és a légcsatornába beépített gáztüzelő berendezés. A tüzelőberendezésnél a kívánt szárítóközeg-hőmérséklet gázmennyiség-szabályozást végző szeleppel állítható be. A szárítóközeget a toronyba perforált lemezes padozaton keresztül vezetik be. A szárítóba bevezetett terményt forgólapátos elosztó teríti el a toronyban. A termény rétegvastagsága, igény esetén a töltés vezérlése szintérzékelők elhelyezésével állítható be. A termény keverését 3 db a toronyba függőlegesen egy megadott mértékig benyúló keverőcsiga végzi. A keverőcsigák mozgatása a torony sugárirányában és körbeforgatva történik. Így a termény teljesen átforgatásra kerülhet. A keverőcsiga a terményréteg fellazításával a levegőáramlást is megkönnyíti. A keverőcsigák elhelyezése a szárítót a felső, kevert anyagrétegű előszárító térre és alsó szárítótérre tagolja. 3
1. ábra A szellőztetéses szárítóberendezés főbb részei A szárított termény kitárolását a torony alján elhelyezett kitárolócsiga és egy alsó kihordócsiga végzi. A kitárolócsigák működése lehet folyamatos vagy szakaszos. A kitárolási teljesítmény egy tolózár állításával változtatható. A szárítóberendezés CALC-U-DRI automatikus nedvességszabályozóval szerelhető. Az automatikus szabályozón a kívánt végnedvesség-tartalom tizedes pontossággal beállítható. A nedvességszabályozó a kitárolócsigánál méri és kijelzi a pillanatnyi végső nedvességet. Ezt összehasonlítja a kívánt beállított értékkel. Ha a termény a beállítottnál szárazabb az ürítést az automatika engedélyezi. A szárítóból kikerülő meleg terményt hűteni szükséges. Erre a célra szakaszos üzemnél a tárolótorony szellőztetőrendszere vehető igénybe, vagy folyamatos üzemnél külön toronyban kell a terményt lehűteni. 1.2 Műszaki adatok Az FCDL típusú terménytároló különböző átmérőkkel és magassággal készül, ezeknek megfelelően változik a tároló kapacitása is. A tároló átmérője 4,57-18,29 m Alapterülete 24,43-262,88 m 2 4
Főbb geometriai méretei: hengeres rész magassága 3,38-11,2 m teljes magassága 4,60-16,46 m teljes térfogata 61,0-3324 m 3 kapacitása (800 kg/m 3 térfogattömeg esetén) 46,0-2516 t A kitárolócsiga teljesítménye 45,0-6,0 t/h Szellőztetőventilátor légteljesítménye 970,0-28420 m 3 /h Beépített vill. teljesítmény 2,6-48,5 kw Szellőztetéses szárításhoz: a termény rétegvastagsága max. 4-5 m szárító levegő-hőmérséklete 50-55 o C légcsereszáma min. 80 m 3 /h,t keverőcsigák száma 2-3 db 1.3. A vizsgált tároló főbb műszaki adatai (szellőztetéses szárításnál) Típusa FCDL-48-6 Átmérője 14,63 m Alapterülete 168,0 m 2 Gyűrűszáma 6 db Hengeres rész magassága 6,73 m Csúcsmagassága 10,95 m Kapacitása 1391,0 m 3 A szellőztetőventilátor: típusa Airstrean CF-30-66, centrifugal átmérője 83,8 cm vill.teljesítmény-igény 30,0 LE ford. száma 1450 f/min légszállítása 40.100 m 3 /h statikus nyomás ( p) 1.000 Pa A levegő-előmelegítő berendezés: fűtőanyaga folyékony propán levegő hőmérséklete szabályozható 20-25 o C 2. A vizsgálatok körülményei A szárítóberendezés vizsgálatát egy királyegyházi magángazdaságban végeztük el 2001 novemberében. A szárításra kerülő előtisztított kukorica 17,9 % nedvességtartalmú volt. A szárítandó kukorica tömegét a telep hídmérlegén mértük, mely OMH hitelesítéssel rendelkezett. A nedves és a szárított termény nedvességtartalmát DICKEY-JOHN GAC-II. típusú nedvességmérővel mértük és rögzítettük, melyet előzetesen kalibráltunk. Ezzel 5
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. 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 o C környezetilevegő-hőmérséklet o C relatív nedvességtartalom % a kilépőlevegő-hőmérséklet o C relatív páratartalom %. A szárítóközeg mennyiségét (m 3 /h) a ventilátor szívóoldali felülete és a légáram sebessége ismeretében számítottuk. A felhasznált mérőműszerek: AHLBORN-THERM 2290-8 jelfeldolgozó mérőrendszer. Érzékelő: FHA-646 Hőmérséklet, hiba: + 0,1 o C Érzékelő: FVA-915 Légsebesség, hiba: + 0,1 m/s UNITEST-CHB-48 lakatfogó villamos teljesítménymérő Feszültség (V), Áramerősség (A), Teljesítmény (kw) Mérési hiba: + 1 % 3. A vizsgálatok eredményei 3.1. Teljesítményjellemzők A szellőztetéses szárítóberendezés kukorica szárításánál 446 kg/h-s vízelpárologtató teljesítményt ért el (1. táblázat). 1. táblázat A szárítóberendezés teljesítményjellemzői Környezeti levegő Szárító Termény nedv. tartalma Vízelpárologhőmérséklete ( o C) rel. páratart. (%) levegő-hőmérséklet ( o C) kezdete (%) végső (%v) tató teljesítmény (kg/h) 15,1 62,2 50,3 17,9 14,0 446 A szárított anyagteljesítmény 3,9 % vízelvonás mellett 9,4 t/h volt tíz órás műszak átlagát figyelembe véve. A centrifugálventilátor légszállítása a szívóoldalon mért 20,3 átlagos légsebességből számolva 40.400 m 3 /h volt, ami 48.100 kg/h-nak felel meg. 6
3.2. Munkaminőségi jellemzők A szellőztetéses szárítóberendezés működése alatt a termény hőmérséklete 36-42 o C között változott, a kilépő levegő 24,1 o C hőmérséklet és 97,8 % relatív páratartalom átlagértékeket mutatott. A szárított termény egyenletessége jó, a 14,0 %-os végnedvesség-tartalom mellett a korrigált relatív szórás értéke σ n-1 = + 0,13 % volt. A termény szárítón belüli mozgatása során jelentősebb szemtörésváltozást nem tapasztaltunk. 3.3. Energetikai jellemzők A szellőztetéses szárítóberendezés összes hőenergia-felhasználása 1924,0 MJ, a PB-gázfelhasználás 41,6 kg/h. A fajlagos hőenergia-felhasználás a mérések és a számítások alapján 4,2 MJ/kg víz értékűre adódott. A szellőztető-szárító ventilátor összes villamosteljesítmény-felvétele 16,3 kwh, a fajlagos villamosenergia-szükséglet 1,75 kwh/t. A szárított kukorica másik tárolóba történő átszállítása és hűtése, amennyiben folyamatos üzemet feltételezünk, további 2,7 kwh/t fajlagos villamos energiát igényel. 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. 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 végnedvesség-tartalom szárítási hőmérséklet) gyakorlati tapasztalatok alapján szükséges beállítani. Automatikus üzemmódban az ürítés vezérlését az automatika a kívánt (beállított) maghőmérsékletnek, illetve végnedvesség-tartalomnak megfelelően végzi. 7
4. Tájékoztató szakvélemény A GSI FCDL típusú szellőzőpadozatos terménytároló és padozatos szárító, amelyet a GSI Inc. USA gyárt és a 4Hungar Agri-Tech Kft., a technológiával együtt forgalmaz, vizsgálataink alapján jól alkalmazható szemes termények 3-4 % nedvességtartalmának elvonására. A berendezéssel a 18 % kezdeti nedvességtartalmú, kukorica 14 % végnedvességtartalomra szárítása során mintegy 500,0 kg/h-s vízelpárologtató teljesítmény érhető el. A szárítottanyag-teljesítmény 10 t/h volt. A levegő előmelegítéséhez ( t = 35 o C) 42-45 kg/h LPB-gáz szükséges a ventilátor 40.000 m 3 /h légszállítása mellett. A szellőztetéses szárítási technológia fajlagos hőenergia-felhasználása 4,2 MJ/kg víz értékűre adódott, ami az alacsony szárítási hőmérsékletre figyelemmel jónak ítélhető. A fajlagos villamosenergia-szükséglete 1,75 kwh/t. A szárítás egyenletessége az automatikus nedvességszabályozással kedvező értékű. A leszárított 36-42 o C-os kukorica lehűtése egy másik tárolótoronyba áttárolva a szellőztetőrendszerével oldható meg, aminek fajlagos villamosenergia-igénye 2,7 kwh/t. Amennyiben a szárítást követően a termény ugyanazon tárolóban marad, a hűtés a nagy légcsereszámú ventilátorral, környezeti levegővel rövid idő alatt elvégezhető. 5. Üzemeltetési ajánlások, javaslatok A vizsgálati és üzemeltetési tapasztalatok alapján: Gyártó, forgalmazó részére javasoljuk: a szellőztetéses szárítási rendszert csak min. 80,0 m 3 /h,t légcsereszámot biztosító ventilátorral és ezt a levegőmennyiséget max. 50 o C-ra felmelegítő fűtőrendszerrel, valamint automatikus nedvességszabályozóval ajánlani ill. forgalmazni Az üzemeltető részére javasoljuk: max. 18-20 % nedvességtartalmú, tisztított termények szellőztetéses szárítását, a beszállított termények egyöntetűségét lehetőség szerint + 1 % nedvességtartalom szórásértéken belül tartani. 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. november hó 8