Для сушки зерна после его уборки и предварительной очистки применяют барабанные, шахтные зерносушилки и оборудование для активного вентилирования. В барабанных сушилках невозможно выдержать заданные режимы сушки как продовольственного, так, особенно, семенного зерна. Оборудование активного вентилирования имеет достаточно невысокую производительность и пока играют вспомогательную роль.

2.12.Технологическая схема сушилки СЗШ-16:

1,7 — охладители; 2, 3. 5, 6, 8 ,— нории; 4 — зерносушилка; 9 — зернохранилище; 10 — теплогенератор; 11 — загрузочный бункер; —> — зерно, — агент сушки

м для сушки зерна всего применяют шахтные сушилки непрерывного действия: типы Т662, Т663 фирмы «Пектус» (Германия) и отечественные сушилки типа СЗШ-16, входящие в комплексы КЗС-20Ш.

Технологическая схема зерносушилки СЗШ-16 изображена на рис. 2.12. Зерно из загрузочного бункера 1 поступает к нории 3, которая подает влажное зерно к сушилке. Сушилка состоит из двух параллельных шахт с жалюзями. Влажное зерно переходит сначала по правой шахте, где высушивается с помощью агента сушки, который поступает с теплогенератора10. Просушенные в правой шахте зерно с помощью нории 2 поступает в охолодник 1, где продувается наружным воздухом и охлаждается. После охлаждения происходит второй проход зерна через сушилку по левой шахте, охолоднику 7 с помощью иорій 5 и 6. Высушенное зерно норией 8 подается к зернохранилища 9.

Шахтная зерносушилка — самый сложный объект управления во всей текущей линии по подготовке зерна к хранению. Если рассмотреть сушилку как объект управления (рис. 2.13), то основными исходными параметрами следует считать конечную влажность зерна №к, производительность сушилки (3, температуру нагрева зерна 0зар, температуру агента
2.13. Схема шахтной зерносушилки как объекта управления

сушки, подаваемого ©п и выбрасывается из сушилки 0П, уровень зерна в зернонавантажу — вальном бункере над сушилкой Н. Возмущениями объекта являются влажность зерна, подаваемого в сушилку Мы, его температура Ос, температура 0л:с и относительная ВЛАЖНОСТЬ фп:3, воздух внешней среды, параметр К3, характеризующий чистоту и объемную массу зерна.

Управляющие воздействия в современных сушилках довольно ограничены: это перемещение регулирующего органа выпускного аппарата Хва, что изменяет производительность сушилки £), перемещения органа, изменяющего подачу топлива в камеру сгорания ХГ!, что приводит к изменению температуры агента сушки ©п. Наконец, перемещение регулирующего органа, изменяющего подачу зерна в загрузочный бункер ^зав и, тем самым, меняет в нем уровень зерна Я.

Анализ функции управления, которая учитывает все показатели функционирования сушилки как объекта управления [1], [2], показывает, что оптимальное управление шахтной сушилкой может быть осуществлено при стабилизации на заданных предельных уровнях температуры теплоносителя 0П и конечной влажности высушенного зерна Шк. При этом необходимо учитывать некоторые ограничения. В первую очередь, это недопущение превышения максимальной температуры нагрева зерна во время сушки.

Кроме управления непосредственно процессом сушки зерна, при работе сушилки операторы заняты еще дополнительными операциями: регулированием загрузки приемного бункера зерном, разжиганием топки теплогенератора, ликвидацией аварийного режима вследствие угасания факела в топке.

Автоматическое регулирование загрузки сушилки зерном осуществляется с помощью позиционного регулятора уровня.

Функциональная схема подачи зерна в бункер изображена на рис. 2.14. Зерно из промежуточного бункера ПБ с шиберным устройством ШУ самотеком поступает к нории Н, с помощью которой попадает в приемный бункер сушилки БЗ.

Внешним возмущением для бункера как объекта управления является производительность сушилки С2.
2.14. Функциональная схема регулирования уровня зерна в бункере над сушилкой:

ОШ — зерносушилка; ПБ — промежуточный бункер; ШУ — шибер; Н — нория; ЬЕ — датчики уровня: ЬСІ — регулятор; М — исполнительный механизм

Передаточную функцию объекта управления по каналу Х30В —• Н можно представить в виде:

При такой передаточній функции стала работа позиционного регулятора возможна только, если время ізодрому исполнительного механизма с заслонкой будет значительно меньше, чем запаздывание т[1]. В этом случае регулятор будет работать в режиме автоколебаний. Амплитуда автоколебаний зависит от места установки датчиков. Период автоколебаний для обеспечения нормальных условий работы релейно — контактной аппаратуры и окружающей механизма необходимо поддерживать как можно больше. Это зависит от соотношения (Ззб/С>. Чем меньше такое соотношение, тем более длительным является период автоколебаний. Но при (ЗзбЛЗ^И система становится неработоспособной, ибо бункер опустошается. При Qзб/Qл:=2 в системе симметричные автоколебания — напивпе период наполнения равен полупериода опорожнения бака. В реальных системах полупериод увеличивается наполнение из условий ОщЮ, —1,25—1,5.

В существующих системах управления применяют электронные емкостные датчики уровня. Применение таких регуляторов на практике позволило значительно улучшить труд оператора по управлению сушилкой. К негативным особенностям следует отнести необходимость периодически настраивать датчики и наличие ложных срабатываний.

Основным параметром, характеризующим тепловой режим зерносушилки являются температура теплоносителя, подаваемого в сушилки. Известно, что производительность сушилки зависит в первую очередь от этого параметра. Поэтому наиболее интенсивным процесс сушки будет тогда, когда температура агента сушки на входе в сушилку 0ПОВ будет предельной, при которой температура зерна 0зер в процессе сушки не поднимется более допустимые пределы. При разработке рациональной системы автоматического регулирования.температуры теп-
2.15. Принципиальная схема автоматической системы регулирования температуры теплоносителя в зерносушилке:

О — отопительный блок; ПС — горелка; РГИ — регулирующее устройство; ВМ — исполнительный механизм

лоносія необходимо учитывать следующие технологические требования к системе. Погрешность регулирования не должна превышать °С. Заданное значение температуры теплоносителя зависит от влажности зерна и варьируется в пределах от 50 до 80 °С. Например, для семян пшеницы допустимое значение температуры теплоносителя при влажности зерна 17— 20 % равна 65 °С, соответственно при влажности 20-26 % равна 60 °С и при влажности более 26 % — 55 °С.

Объектом регулирования температуры теплоносителя является по — вітрепідігрівник, оснащен горелкой для сгорания жидкого топлива с теплопроизводительностью 1000 000 кДж/ч и расходом топлива до ЗО кг/час. Регулирующим органом в объекте используют клапан, который изменяет подачу топлива и воздуха в камере сгорания. Учитывая динамику объекта, у которого запаздывание и постоянная времени суммарные, рациональным является регулятор, реализующий непрерывный закон регулирования (Пи-регулятор).

Один из вариантов принципиальной схемы системы регулирования температуры теплоносителя на входе в сушилку с Пи — регулятором показана на рис. 2.15.

Регулятор состоит из медного термометра сопротивления и регулирующего прибора РП, промежуточных реле К1 и К2 и электродвигателя, который используется как исполнительный механизм. Медный термометр, который устанавливается в центре трубопровода с теплоносителем, подведен к регулирующему устройству РП, который состоит из моста переменного тока, в диагональ которого включены резисторный задатчик /?зад и корректор. Сигнал от измерительного блока поступает на вход двухкаскадного усилителя с’ упругим обратной связью. До выхода РП подключены два промежуточных реле /СИ и /С2, которые своими контактами включают реверсивный исполнительный механизм. Выходной вал механизма перемещает регулирующий орган горелки. Переключатель БА 1 предназначен для переключения режима работы автоматическое — ручное. При ручном

управлении исполнительный механизм работает от ручного выключателя 5Л2. Принцип действия системы регулирования такой. При заданном значении температуры теплоносителя напряжение на выходе измерительной мостовой схемы равен нулю, контакты промежуточных реле разомкнуты и исполнительный механизм неподвижен. При отклонениях температуры замыкаются контакты промежуточных реле, что приводит к включению исполнительного механизма. Одновременно с включением электродвигателя подается импульс к устройству обратной связи. Соответствующие конденсаторы в звеньях обратной связи заряжаются. В тот момент, когда действия устройства обратной связи уравновешивают действия сигнала рассогласования, розімк — нуться контакты реле и электродвигатель остановится. После разрядки конденсаторов обратной связи, равновесие снова будет нарушено и двигатель будет включен. Периодическое включение и отключение двигателя будет происходить, пока значение температуры агента сушки не будет равен заданному.

Аналогичные регуляторы установлены в сушилках СЗШ-8, СЗШ-16А и Т662 «Пектус». их испытания и эксплуатация показали возможность поддерживать температуру теплоносителя со среднеквадратическим отклонением, не превышающим 1 °С. При изменении уставки 0зад на 10 °С, время регулирования не превышает допустимого значения. На польских сушилках типа М819, оборудованных релейными регуляторами, погрешность регулирования температуры теплоносителя составляла 10 °С.

Для эффективного ведения процесса сушки с сохранением качества зерна необходимо, чтобы температура зерна не превышала определенных предельных значений. Известно, что температурное поле в шахтных зерносушилках неравномерное. Для правильного протекания процесса необходима информация о температуре зерна в точках максимального его нагрева. поскольку только эти точки определяют места теплового травмирования зерна.

В современных сушилках система контроля нагрева зерна состоит из одноточкового контроля температуры. Шахтные зерносушилки типа «Пектус» и СЗШ-16 для контроля температуры зерна оборудованы по одному манометрическом термометра, чувствительный элемент которого установлен в шахте сушилки типа «Пектус» и в підсушувальному бункере в сушилках типа СОШ. Как показала практика, такой контроль оказался малоэффективным и случаи перегрева зерна случаются очень часто.

В последнее время разрабатывается и исследуется ряд систем контроля, которые позволяют обеспечить нужную др

2.16. Расположение датчика температуры нагрева зерна в шахтных зерносушилках:

1 — датчик; 2 — зерно; 3 — кожух датчика; 4 — короб сушилки

формацию об изменении температуры зерна в сушилке [1]. Это багатоточ — кови (12 точек) приборы со специально защищенными от воздействия теплоносителя термометрами на основе логометра осуществляют периодический опрос датчиков с периодом 40— 60 с и сигнализируют оператору сушилки об недопустимые отклонения температуры зерна в той или иной зоне. Защита датчика от действия теплоносителя осуществляется с помощью специального защитного кожуха, который устанавливается на коробках шахты (рис. 2.16).

Влажность зерна па выходе из сушилки — важнейший параметр, характеризующий качество процесса сушки. Информация о начальную и промежуточную влажность зерна позволяет правильно организовывать процесс сушки.

Влажность зерна контролируют стационарным методом путем отбора проб зерна и последующего его лабораторного анализа, который проводится при определении начальной влажности для каждой порции зерна, поступающего на ток. Конечную влажность проверяют не чаще раз в 1 час. Эта информация позволяет операторам сушилок управлять процессом сушки, но со значительным опозданием, что приводит к некачественной сушки или значительному снижению производительности сушилки. При использовании автоматических устройств контроля влажности, период измерения влажности значительно сокращается.

Современные влагомеры должны обеспечивать непрерывность или заданную периодичность измерения влажности с диапазоном Ю—40%- Погрешность измерения ±1 % для конечной влажности 1,5—2% Для начальной.

Современная промышленность выпускает влагомеры для определения влажности зерна. Это, в первую очередь, переносной, портативный влагомер/7/33-10Д. Продолжительность измерения

2— 2,5 мин. Измерение осуществляется с погрешностью 1 — 1,5 %. Для непрерывного контроля зерна создан ряд влагомеров [3]. Самым совершенным из этих приборов, который выпускается серийно, является поточный влагомер зерна ПВЗ-20Д. Им также оснащены современные шахтные сушилки СЗШ-16А для контроля влажности высушенного зерна.

При разработке регуляторов влажности зерна возникают сложности с осуществлением регулирующего воздействия на объект, которая бы меняла производительность сушилки. В последние годы для модернизированной сушилки СЗШ-16А разработана конструкция выпускного аппарата, в котором предусмотрена возможность дистанционного управления режимом работы. Наличие измерительного устройства и регулирующих органов объекта дает возможность создавать систему автоматического управления, конечной влажностью зерна. Как пример, на рис. 2.17 представлена принципиальная схема такой системы, опытный образец которого испытан на сушилках типа «Пектус». Измерительным элементом влажности зерна влагомер АПВ типа ПВЗ-20Д.Выходной сигнал влагомера подается на вход регулирующего устройства РП. Нообхідне значение конечной влажности задается задатчиком При отклонении во

логості зерна от заданного значения срабатывает одно из реле К- или К-2, подключены к выходу РП. При срабатывании одной из катушек включается реверсивный микродвигатель РД, который через редуктор перемещает скользящий контакт задат — чика РПП-21, что приводит к изменению скорости вращения приводного двигателя, и вследствие этого, к изменению частоты колебаний лотков. Изменение частоты колебаний лотков выпускного аппарата В А меняет производительность сушилки.

Микродвигатель в крайних положениях отключается конечными выключателями 5<31 и 5(?2. Переключатель 5Л1 переключает режим управления выпускным аппаратом: ручное — автоматическое. Для ручного управления используется переключатель 5/12.

Экспериментальные исследования показали роботоздат — ность такой системы. Отклонение конечной влажности зерна не превышало 1,12 %.

2.17. Принципиальная схема автоматического регулирования конечной влажности зерна в шахтной зерносушилке:

ШС — шахтная сушилка; ВА — выпускной аппарат; ПМУ-6 — электропривод, регулируется; БП — блок питания; РПП-21 — задатчик; АПВ — поточный влагомер зерна; ДВ — датчик влажности; РП — регулирующий прибор; РД — реверсивный микродвигатель