Природу не обманешь, или как снизить энергозатраты при сушке пиломатериала

Без этапа сушки не обходится ни одно производство пиломатериалов. Ведь если из древесины не удалить жидкость — жди деформации. Вот только у этого обязательного действия есть один существенный недостаток — высокая энергозатратность. И, так как отменить сушку нельзя, возникает вопрос: как снизить расход топливно-энергетических ресурсов?

Прежде чем перейти к мнениям экспертов, отметим, что древесину всегда можно высушить и естественным способом, разместив её на открытом воздухе. Такой метод применяли на протяжении сотен лет и используют до сих пор, хоть и не столь активно.

Влага из пиломатериалов испаряется под воздействием тёплого воздуха, этот процесс не требует энергетических затрат, а значит, не стоит денег и не вредит экологии. Однако ждать, пока древесина станет готова к дальнейшей обработке, придётся несколько месяцев. К тому же такая сушка возможна только в тёплое время года.

По этой причине предприятия всё же предпочитают более технологичный способ — камерную сушку. Остаётся решить, как совместить скорость процесса и низкий расход энергоресурсов.

Порода имеет значение

«Законы природы невозможно обмануть. Если на удаление 1 кг влаги из древесины необходимо затратить 3 кВт, то вы при любых обстоятельствах затратите 3 кВт», — утверждает директор ООО «Барс Красноярск» Юрий Корчук.

Обмануть невозможно, но перехитрить, используя разные подходы, можно. А для того чтобы понять, в каком направлении двигаться, нужно исходить из типа древесины и используемого оборудования.

Так, по словам представителя компании Mühlböck-Vanicek в России Михаила Шестака, если предприятие работает с лиственными породами, то оптимизировать потребление электричества можно за счёт применения частотных преобразователей. Дело в том, что цикл сушки лиственных пород, как правило, длиннее, чем у хвойных.

К примеру, дуб обычно сушат при низкотемпературных режимах небольшими партиями — до 100 м3 разовой загрузки. Время сушки может быть очень продолжительным — в зависимости от толщины пиломатериалов цикл может составлять и 30, и 40 дней.

«Нагрузка на водогрейный котёл при сушке дуба не такая высокая, а вот снижение частоты вращения вентиляторов до 60% от номинала способно за весь цикл сушки сэкономить значительные средства при незначительном влиянии на скорость и качество», — уточнил г-н Шестак.

Другая ситуация с сушкой хвойных пород древесины: здесь, по мнению эксперта, нужно делать акцент на расход тепловой энергии. Каким образом? Существует базовый способ снизить нагрузку на водогрейный котёл: нужно разделить время запуска сушильных камер. Для этого камеры нужно включать поочерёдно, с интервалом в 10-12 часов.

Михаил Шестак объяснил: пиковое значение энергопотребления приходится на стадию нагрева камеры до заданной режимом температуры. После нагрева уровень потребления тепла снижается и не претерпевает серьёзных колебаний, за исключением небольшого скачка на этапе кристаллизации смолы.

Если речь идёт об энергоэффективности камер конвективного типа, которые, по словам генерального директора «ЕнисейПромАвтоматика» (бренд DryLab) Дениса Павлова, используются на 99% производств, то для них есть и другие способы.

В первую очередь эксперт советует оценить, действительно ли нужно сушить пиломатериалы до уровня влажности 12-14% или можно ограничиться 16-18%, ведь разница в затратах достаточно существенная. А в индивидуальных случаях можно обратиться к способу, проверенному годами, — атмосферной сушке. В летний период это поможет сократить затраты, однако применим такой метод не для всех пород.

«В частности, для лиственницы такой способ экономии оборачивается потерями по качеству. Неконтролируемая атмосферная сушка приводит к трещинам, это снижает сортность пиломатериалов, и мы имеем эффект не экономии, а потерь», — пояснил г-н Павлов.

Для тех, кто не хочет обращаться к традиционным вариантам, существуют и более технологичные решения. Например, компания Mühlböck разработала программное решение для оптимизации энергопотребления — «менеджер тепловой энергии».

Это приложение для системы управления К5, которое помогает оператору распределить подачу тепла в камеры в зависимости от стадии процесса сушки, на которой она находится.

Но всё же из всех решений, разработанных для экономии тепла, наибольшее распространение получили различные системы повторного использования нагретого воздуха.

Рекуператор поможет?

С типом древесины и его связью с экономичным способом сушки разобрались, теперь поговорим о топливе и дополнительных техсредствах. Уровень нагрева теплоносителя в сушильной камере напрямую зависит от его вида. И если мы говорим о низких затратах, то одним из самых актуальных можно считать решение об использовании органического топлива.

Генеральный директор ООО «Салма» Сергей Яковенко считает, что самыми эффективными для этих процессов являются отходы деревообработки. По словам эксперта, их применение поможет предприятию решить две задачи: утилизировать отходы и превратить их в недорогое топливо.

А как же котельное оборудование? И для этих типов имеется соответствующее, низкозатратное. Г-н Яковенко утверждает, что среди российских производителей есть ряд компаний, изготавливающих качественные установки, работающие на отходах деревообработки. Плюсом в выборе отечественного оборудования, по мнению эксперта, станет не только бюджетная стоимость, но и поддержка российских предпринимателей.

Также в поиске решения для экономии энергоресурсов можно прибегнуть к использованию рекуператоров. Но и тут есть определённые условия: эксперты утверждают, что способ хорош, только если применять его в больших камерах, объёмом загрузки от 200 до 400 кубов древесины.

Это, как правило, оборудование туннельного типа, и оно не сильно распространено. Но если такие камеры на предприятии всё же используются, то при помощи рекуператора можно менять температуру сушки и тем самым регулировать затраты.

«Например, если пользователи камер в Европе сушат до 65 °С, то подъём температуры на 10 °С позволяет экономить около 15% тепловой энергии за счёт того, что нужно меньше выбрасывать приточного воздуха из-за разницы влагосодержания. Сокращение продолжительности сушки также даёт положительный эффект в экономии электроэнергии», — объяснил действие рекуператора руководитель компании «ЕнисейПромАвтоматика».

На камерах меньшего объёма, по словам Юрия Корчука, рекуператоры лишь повысят тепловые затраты. Денис Павлов добавил, что в большинстве случаев заказчики отказываются от этого оборудования из-за дороговизны и неоднозначной эффективности.

Непростой выбор

Раз уж речь зашла о различиях камер по энергоэффективности, сравним их более детально. Как выбрать сушильную камеру и не проделать дыру в бюджете предприятия? Предпочтение оборудованию нужно отдавать, исходя из мощности производства и специфики обрабатываемого материала. Г-н Корчук отмечает: при больших мощностях, если спецификация включает 10-15 наименований продукции, подойдут камеры периодического действия, но при специализации предприятия на 1-2 породах и не более 4 толщин лучше использовать камеры непрерывного действия. На малых предприятиях выгоднее использовать камеры периодического действия.

«На сегодняшний день лучшее решение на рынке — конвективная сушка, которая даёт самую низкую стоимость на куб высушенного пиломатериала. Наверное, какие-то другие решения в будущем появятся, но пока самое простое — это горячая вода и горячий воздух. Ничего лучше пока не придумали. Самая доступная технология — конвективная сушка.

Её преимущество в том, что она позволяет контролировать дельту температур с точностью до градуса. Это важно, чтобы не было трещин и коробления древесины», — убеждён руководитель проекта Nova ООО НПО «Лакокраспокрытие» Андрей Карпов.

Михаил Шестак отметил универсальность камер периодического действия: такие установки позволяют оператору детально управлять процессом. Кроме того, они подходят для сушки древесины любых пород и толщин, в том числе и для производства мебели и домокомплектов.

У туннельных камер свои плюсы: высокая производительность и равномерная тепловая нагрузка на котёл. Всё-таки они проектируются для непрерывной работы и в большинстве случаев используются для сушки больших объёмов хвойной древесины до транспортной влажности. Но высокого качества в разбросе конечной влажности от них особенно ждать не стоит.

Из-за подвижной системы рельсовой подачи тележек с пиломатериалами в туннелях не используются проводные датчики, процесс сушки ведётся по климату: равновесной влажности и температуре воздуха.

«Рассматривать туннели я бы рекомендовал только тем предприятиям, у которых есть задача высушить от 35 тыс. м3 доски в год одной толщины и до одной конечной влажности. И только как дополнение к блоку периодических камер, так как в любом случае сушить придётся весь спектр сечений, возможно, и на заказ», — объясняет представитель компании Mühlböck-Vanicek.

Денис Павлов подтверждает слова предыдущего эксперта и подчёркивает, что эффективность туннелей заметна лишь на крупных партиях однотипной древесины, причём желательно, чтобы запас был на 100 тыс. кубов.

«Потому что, если туннели не смогут обеспечить ритмичную загрузку и одинаковый материал, то они будут работать не в своём номинальном режиме, а в режиме остановки и разгона, то есть практически так же, как работают камеры периодического действия. Эффективность при этом у них колоссально падает — в 2-3 раза», — заявил г-н Павлов.

Лучше сразу рассчитать

Добиться того, чтобы сушильная камера не требовала больших тепловых затрат, можно ещё до её установки. Габариты каждой детали сушильной камеры имеют значение и влияют не только на энергопотребление, но и на характеристики комплектующих. Поэтому тепловую систему можно рассчитать так, чтобы снизить энергоёмкость всей камеры. Для этого существуют специальные методики, разработанные ещё в 1970-х годах, но не потерявшие актуальности сегодня.

Так, конечная влажность пиломатериалов зависит от назначения: если древесину нужно перевезти из точки А в точку Б, то достаточно высушить её до транспортной влажности — 16-20% в зависимости от толщины пиломатериалов.

Что касается эксплуатационной влажности, то она разнится в зависимости от вида конечной продукции: 6-8% для мебельного производства, 10-12% — для строганого погонажа, который используют внутри помещений, 12-14% — если погонаж предназначен для использования вне помещений.

Г-н Шестак подтверждает: к составлению технического задания сборки камеры нужно отнестись щепетильно. В нём должны быть отражены потребности в объёме сушки и спецификация: порода, толщина, разброс длин и значений конечной влажности.

«Для расчёта и проектирования оптимального размера сушильной камеры целесообразно взять за основу скорость циркуляции воздуха не менее 2 м/c и предусмотреть наличие пространства для циркуляции воздуха при реверсе. Существенно сократить энергопотребление поможет использование воздушных экранов и дефлекторов, чтобы обеспечить эффективное использование потока (направление не менее 90% воздуха через штабель с пиломатериалами).

Размер камеры по фронту ворот должен быть согласован с длинами сортимента для сушки. Недозагрузка или, наоборот, добавление дополнительного сортимента сверх нормы к уже загруженной камере недопустимо», — поделился Михаил Шестак.

Рынок-2022

Но стоит ли говорить о снижении энергоёмкости сегодня, когда экономическая ситуация так нестабильна, в том числе и в сфере деревообработки? Эксперты отметили, что введённые ЕС санкции повлекли за собой значительные изменения обстановки на российском рынке.

Перед бизнесом сегодня стоят задачи быстрой смены направлений товарооборота и сбыта. Происходит снижение спроса на деревообрабатывающее оборудование, и на то, чтобы восстановить рыночные процессы, потребуется несколько лет.

«Спрос на оборудование для сушки древесины снизился практически на 90%. Многие лесоперерабатывающие предприятия работали на экспорт, теперь идёт переориентация бизнеса на внутренний рынок либо поиск новых покупателей в «дружественных» странах. Компании потеряли значительную часть своей прибыли, соответственно, планы по развитию отложены на неопределённый срок», — сообщил Сергей Яковенко.

Юрий Корчук добавил, что перед российскими производителями сушильных камер с уходом ряда зарубежных игроков открылись новые возможности, и ими можно было бы воспользоваться, если бы не одно «но»: по словам эксперта, многие предприятия приостановили свою работу.

Что касается поставок комплектующих, то эти проблемы компании частично решают за счёт параллельного импорта. Это хоть и дорого, но действенно. Например, «Барс Красноярск» по-прежнему закупает электронные компоненты у итальянских производителей через третьи страны. А вот по корпусам работа в основном строится с Китаем.

«Санкции вызвали проблемы с поставками насосов, раньше мы закупали их в Европе. Они и сейчас есть на рынке, но стоят в два раза дороже: против прежней цены 60-70 тыс. рублей нынешняя составляет около 180 тыс. рублей. Эту продукцию предлагают и китайские компании, мы уже купили несколько установок за 50 тыс., будем наблюдать за их работой», — поделился директор «Барс Красноярск».

Некоторые комплектующие, по словам г-на Яковенко, удалось заменить на производимые в России, но, к сожалению, на отечественном рынке не на весь ассортимент можно найти качественную замену. Напомнил генеральный директор ООО «Салма» и о банковских проблемах: санкции ограничили возможности многих банков в России по осуществлению переводов в Европу.

Несомненно, задержки платежей, увеличенное плечо логистических поставок, рост стоимости продукций у производителей оборудования в Европе осложняют процесс обновления и модернизации производственных мощностей лесопромышленных предприятий. Однако производители сушильных камер готовы сегодня использовать все доступные им способы, чтобы сохранить заказчиков и стабильное качество своей продукции.

---

Текст: Анастасия Семёнова