Линии увлажнения зерна на мельницах
Производственные технологические процессы на мельницах сортового помола имеют одну характерную задачу - стабилизацию влажности зерна в требуемых границах. Качество продукции во многом страдает из-за того, что линии по увлажнению зерна находятся в неработающем состоянии и производственный персонал вынужден вводить воду по оценке «на глазок» толщины струи («полпальца», «палец» и т. п.). Причин тому много, например, разбитые колбы стеклянных ротаметров, засорение входных фильтров очистки воды, неудобство постоянной ручной регулировки подачи воды и т. д. Однако основным является то, что в существующих системах холодного кондиционирования зерна погрешность процесса увлажнения соизмерима с требуемой величиной доувлажнения (разницей значений исходной влажности зерна и влажности зерна на 1-й драной системе), которая составляет 2-3% общего веса. Увлажнение и отволаживание пшеницы с исходной влажностью менее 12% рекомендуется осуществлять последовательно в два этапа, при этом соотношение величины приращения влаги на первом и втором этапах ориентировочно должно составлять 3: 1, что делает еще более неэффективным применение устаревших систем увлажнения.
Группа компаний «ЭЛТИКОН» уже на протяжении многих лет разработала и успешно применяет принципиально новую систему увлажнения зерна, легко встраиваемую в существующий техпроцесс и работающую в автоматическом режиме. В отличие от традиционных компоновочных решений на основе контроллеров, разбросанных по этажам мельницы, наша компания пошла по пути модульного исполнения системы, выделив при этом обязательные группы устройств: приборы измерения влажности зерна в непрерывном потоке, устройства регулирования подачи зерна в непрерывном потоке, панель регулирования подачи воды, панель вторичных приборов, шкаф устройств согласования с объектом (ШСО), микропроцессорная технологическая станция.
В основу работы схемы увлажнения был положен принцип расположения измерителя влажности зерна в непрерывном, что обеспечило условие минимального транспортного запаздывания, существующего между точкой измерения влажности зерна и местом ввода воды. Это условие продиктовано тем, что предприятия по переработке хлебопродуктов из-за наличия легковоспламеняющейся пыли относятся к категории взрывопожароопасных производств. Кроме того, зерно в процессе производства активно продувается воздухом и высушивается.
Принципиальным в комплексе проблем внедрения является вопрос о встраивании вновь разработанной системы увлажнения в существующее технологическое оборудование мельницы, включая и электрическую схему. При этом, безусловно, должны соблюдаться требования Госгортехнадзора по взрывопожаробезопасности и выполнению основных технологических блокировок и защит. Эта проблема была решена соответствующей разработкой схемы автоматизации, в которую вошли не только оборудование установки автоматического увлажнения, но и часть оборудования мельницы. Введение технологических блокировок решало преимущественно задачи защиты оборудования от завалов, ударов, прекращения подачи воды при отсутствии потока зерна, корректного измерения влажности зерна в потоке. Для решения этих задач широко использовались свободные контакты заводской электроавтоматики и датчиков, установленных ранее на объекте.
Функции разработанной системы:
- автоматическое регулирование производительности линии зерноочистки;
- измерение влажности зерна в потоке;
- стабилизация выходной влажности зерна;
- учет поступления зерна на линию, выхода увлажненного зерна и расхода воды.
Система предназначена для эксплуатации в помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями в районах с умеренным и холодным климатом:
| диапазон рабочих температур | +5…+50°C |
| относительная влажность при t=35°C | 80% |
| атмосферное давление | 84…106.7 кПа |
Технические характеристики системы:
| диапазон регулирования производительности линии | 2.0…8.0 т/ч |
| погрешность стабилизации потока зерна, не более (типовая погрешность в эксплуатации - 0.4 … 0.5%) | 1% |
| диапазон измерения абсолютной влажности зерна влагомером в непрерывном потоке | 8.0 … 20% |
| погрешность измерения абсолютной влажности зерна влагомером, не более | 0.30% |
| диапазон регулирования расхода воды | 6…540 л/ч |
| диапазон доувлажнения зерна | 0.3…8.0% |
| погрешность доувлажнения зерна, не более | 0.10% |
| режим работы | непрерывный |
| режимы индикации | местный, дистанционный |
| потребляемая мощность (220 В, 50±1 Гц) | 0.24 кВА |
| наработка на отказ | 60 000 ч |
| срок службы, не менее | 15 лет |
Как правило, для целей регулирования зерна на мельницах используются пневматические устройства типа УРЗ-1 (или УРЗ-2) с рычажным весовым регулятором производительности потока. Паспортная точность регулирования потока, которая должна составлять 1%, никогда не достигается. Кроме того, в качестве задатчика производительности используется положение регулировочного груза (гири) относительно мерной линейки, деления которой не нормированы. Выставляя положение гири относительно делений линейки, нельзя никогда быть уверенным в точности задания производительности, а следовательно, и в точности такого «регулирования». Действительно, некоторая стабилизация потока зерна «в среднем за смену» происходит, однако для точного доувлажнения зерна необходимы не менее точные данные о производительности линии.
ЗАО «ЭЛТИКОН» разработало вариант модернизации устройства УРЗ-1(2) с гарантированным повышением точности регулирования и, главное, с возможностью задания требуемой производительности линии с дискретностью 10 кг/ч. Суть модернизации заключается в замене рычажно-весового устройства, управляющего давлением пневмосети, подаваемым на исполнительный пневмоклапан, на электронно-тензометрические весы высокой точности (точность 0,15%), управляющие электроприводом типа МЭО. На рис. …показан действующий модернизированный УРЗ-1/ЭМТ с тензометрическим весовым устройством, установленный перед концентратором линии зерноочистки.
Измерение влажности зерна в непрерывном потоке является самостоятельной физико-технической задачей. В приложении к проблеме увлажнения зерна наиболее важными являются предельная точность, обеспечиваемая принятым методом измерения влажности, и быстродействие расходомера. Разработчики системы увлажнения остановили свой выбор на СВЧ-влагомере Franz Ludwig (FL).
При этом были учтены следующие особенности:
- влагомер предназначен для измерения влажности непосредственно в самотеках (зернопроводах);
- влагомер обеспечивает автоматическую коррекцию в соответствии с изменением температуры зерна;
- режим работы - непрерывный;
- исполнение - пылевлагозащищенное (IP54)
В системе имеется возможность работы при ручном вводе лабораторного значения влажности.
При применении АСУ ТП с использованием высокоточных измерителей влажности и расхода воды удается стабилизировать выходную влажность зерна в пределах значений, установленных «Правилами организации и ведения технологического процесса на мукомольных заводах». Это позволяет, в общем случае, увеличить выход конечной продукции высшего сорта, что даже без учета других экономических факторов (простои, холостой ход оборудования, затраты на ремонт и т. п.) дает существенное увеличение экономической эффективности.
