Офис КЕ Техника. Телефонный звонок:
- Вы оборудование продаете? Мне нужна линия по пеллетам . Что бы пеллета белая, в мелкой фасовке - молодой самоуверенный голос с характерным московским акцентом надиктовывает условие. Сразу чувствуется "подготовленного потребителя" - И полный автомат, что бы от человеческого фактора не зависеть. У вас же есть такое? И чтоб все "под ключ". Монтаж и прочее... Доставка то же ваша. Сколько стоит?
- Какая производительность вас интересует - пытаюсь прервать этот монолог, хотя опыт подсказывает - положи трубку, не трать время на этого "бизнес-мена".
- Тонна в час. Но потом я буду строить еще пять линий по две тонны. Или нет, десять. У вас есть же линия на две тонны? Какая у вас скидка?
- Под какое сырье? - надеюсь все же на что то конструктивное.
- Разное. Что бы на всем работало. У вас же дробилка в линии есть? И сушка? Что бы на сыром работало.
- Сушилка, а точнее сушильный комплекс - аккуратно пытаюсь поправить его - сушка это процесс.
- Ну да, сушка что б была - он меня не слышит - сколько стоит? И какая скидка?
Мне вспоминается известный анекдот:
"Летит самолет. Командир штурману:
- Штурман, приборы.
- 16.
- Что 16?
- А что приборы?"
Но все равно стараюсь быть максимально вежливым и корректным:
- Под ваши требования, линия на одну тонну в час, в составе: трехпоточный участок подготовки сырья, накопительная площадка, механизированный склад сырья на 8 часов работы линии, механизированный склад топлива, то же на 8 часов, сушильный комплекс, участок додрабливания, участок гранулирования, участок упаковки в биг-беги и полиэтиленовые мешки по 15 кг, со всей электрикой и автоматикой, плюс монтаж "железа" и монтаж электрики, плюс запуск будет стоить ориентировочно 35 миллионов рублей.. - слышу, как на том конце линии человек "упал на задние ноги", но все равно добавляю - но это без стоимости подстанции, здания, бетонных работ, погрузчика...
Пауза на минуту, почти физически слышу как скрипят в голове у собеседника шарики о ролики:
- Как тридцать пять миллионов??? Я только что звонил в Нижний, мне сказали, что "полный фарш" обойдется в шесть, плюс дробилка. И поставят все за два месяца.
- Так берите у них, к нам зачем обращаетесь?
- Я разговаривал с теми, кто у них купил, говорят, то ли не работает, то ли плохо работает. Мне надо, что бы оборудование работало как у вас, а стоило как у них... Дайте хорошую скидку...
Это один из примеров диалога. Бывает иначе - как в одну сторону, когда общаемся с производственником - разговариваем на одном языке, там вопрос цены оборудования поднимается чуть ли не в последнюю очередь, так и в другую - когда на той стороне бывший, или почти бывший чиновник.
Несколько лет назад на своем сайте я написал статейку:
Статья написана в 2016 году, но вопросы поднятые там так же важны и сейчас. Цены за эти годы подросли (стоимость металла и комплектующих) но все равно все достаточно актуально.
Здесь мы попробуем рассмотреть все в несколько ином ключе - важность того или иного агрегата, его функции и роль в технологической цепочке.
Гранулятор.
Обязательная часть (для линии гранулирования). Нет гранулятора - нет гранулы.
Иногда линия только из одного гранулятора и состоит - это относится к маленьким грануляторам, обычно комбикормовым. Их почти всегда позиционируют как универсальные, но древесную гранулу они могут делать очень недолго и очень не выгодно, но, тем не менее, принципиально это возможно.
Как пример на фото - гранулятор самодостаточен. У него есть приемная воронка, куда оператор совочком сыплет подготовленное сырье. Сыплет медленно и аккуратно, исполняя роль дозатора и обратной связи. На выходе из гранулятора готовая гранула попадает в ёмкость, где естественным образом охлаждается.
Немного отвлечемся - что нужно гранулятору для работы? На вход нужно подавать сырье нужной влажности, нужной фракции и нужного породного состава, что бы получалась гранула. С нужной, стабильной, регулируемой скоростью.
В самом грануляторе должна быть установлена правильная матрица и ролики, причем матрица должна быть приработана - определенным образом выведена геометрия прессующего канала и заполирована поверхность. Матрица и роллеры должны быть разогреты до рабочих температур.
На выходе из гранулятора гранула горячая, мягкая и содержит крошку - не сформировавшуюся массу. Гранула должна быть аккуратно, что бы не помять, не поломать, охлаждена, а затем от нее должна быть отсеяна вся мелочь.
Остывшая гранула из ёмкости просеивается вручную обычным ситом (в случае маленького гранулятора) и вручную фасуется в мешки. И вроде бы все соответствует - гранулятор самодостаточен - кроме самого гранулятора и оператора (который вручную выполняет функции всего остального оборудования), и еще совка и сита - ничего не нужно и гранула получается. Добавим еще пару фотографий:
Экономика при таком производстве "сильно грустит". На втором своем сайте я выкладывал статейку: "Линия гранулирования малой производительности. Миф или реальность?" И рассматривал, в основном, вопросы экономической целесообразности. Цены не сегодняшние, но их соотношения и пропорции примерно соблюдаются и сейчас.
Но затем, всерьез заинтересовавшись техническими особенностями плоскоматричных грануляторов, открыл тему на одном из форумов ("Расчет и проектирование плоскоматричного гранулятора"), перелопатил изрядную кучу информации, провел ряд расчетов (может про это то же напишу со временем) и пришел к некоторым выводам.
Для данной части, если коротко: Формование гранулы идет с полимеризацией лигнина. Об этом немного в "Биотопливо, часть 1. Виды биотоплива". Для полимеризации лигнина нужна температура, давление, и сдвиговые деформации. Температура (разогрев матрицы и роликов, сырья) достигается совместным действием давления и скорости (скорость движения роликов относительно матрицы, или наоборот). Скорость у плоскоматричного гранулятора ограничена центробежной силой, которая разбрасывает сырье от центра к периферии. И вот эта центробежная сила (а если праввильно, то центростремительное ускорение) есть скорость в квадрате деленная на радиус. И уменьшая радиус мы должны уменьшить скорость, а с ней нагрев и возможность уверенного формования гранул.
Потому маленькие грануляторы на древесине не работоспособны. Даже известная немецкая фирма Каль, которая делает плоскоматричные грануляторы
свою малую серию позиционирует только под комбикорм. Их типоряд грануляторов мы со временем рассмотрим и проанализируем.
Гранулятор может быть с плоской или цилиндрической матрицей, расположенной горизонтально или вертикально. Вращаться может как матрица, так и оси роллеров (вместе с роллерами). Привод электрический (но возможен и от ДВС), редуктор шестеренный (цилиндрический, косозубый, червячный) или ременной...
В состав гранулятора, как правило, входит смеситель и дозатор - но не всегда - выше пример маленьких грануляторов без этих агрегатов.
Бункер
Перед гранулятором должен быть (помимо смесителя и дозатора) бункер. Штука достаточно простая, но тем не менее важная. Бункер создает постоянный подпор сырья на дозаторе (обычно шнековом). что позволяет последнему легко регулировать производительность просто изменяя частоту вращения.
Большинство бункеров гранулятора имеют однотипную конструкцию - это ёмкость в форме тела вращения (чаще всего цилиндрическая) в нижней части которой есть окно выгрузки и вращающийся побудитель/ворошилка.
Казалось бы, что сложного? Но запуская оборудование сторонних производителей, я столько насмотрелся плохо работающих или не работающих бункеров, что просто диву даюсь - они что, специально так?
Геометрические размеры бункера, окна выгрузки, его расположения, форма и количество лопастей ворошилки, скорость вращения, момент на валу ворошилки - все эти параметры взаимосвязаны и влияют друг на друга. Наверное. что то можно посчитать, но на практики это эмпирика.
У нас получился бункер для гранулятора конусный, что вроде как дает определенные минусы - на конусе сырье лучше висит - но и плюсы - ворошилка практически не напрессовывает сырье, даже когда нет расхода материала.
Удается запитывать два гранулятора с одного бункера. И еще момент - количество сухого и мелкого сыпучего материала, представляющее собой изрядную опасность создания аэросмеси. Кто то, занимающийся оборудованием, пытается сделать промежуточный бункер сухого сырья большой - чем больше, тем лучше. Мотивируя это тем, что: "сушилка же может сломаться, а гранулятор все равно будет работать". Так вот - не нужна такая сушилка, надежность которой меньше, чем надежность гранулятора. Надо решать исходную проблему (если она есть) а не бороться с последствиями.
Пневмотранспорт
Как правило, бункер располагается над гранулятором (хотя есть варианты и с промежуточным наклонным шнеком, а бункер при этом внизу) и туда необходимо подавать сырье. Сырье перед этим сушится и дробится (то же есть исключения, но редко), дробилки обычно молотковые, требуют аспирации. Поэтому связку дробилка - бункер выполняют пневмотранспортом. Хотя исключения возможны.
Здесь применяют три основные схемы.
Первая (самая бредовая, на мой взгляд) - на дробилке сразу установлен пылевой вентилятор, а пневмопровод просто "втыкают" в бункер. На бункер сверху привязывают мешок. Все в пыли, бункер под давлением, потери сырья на этом этапе десятки процентов и т.д...
Вторая. После дробилки пылевой вентилятор, на бункере циклон. Уже лучше первого варианта, но не на много. Как разновидность второй схемы - циклон с шлюзовым затвором. Бункер работает хорошо (с него сняли избыточное давление) но потери сырья, пыль, расход эл. энергии - все остается.
И, наконец, третий вариант. Циклон со встроенным вентилятором и шлюзовым затвором.
Почти все проблемы сняты. Есть потери сырья и пыление (наружу). Решается установкой последовательно за первым циклоном второго.
Второй циклон без вентилятора - достаточно производительности первого. Если эффективность одного циклона 95% - 5% пыление и потери, то второй циклон отбирает из этих потерь еще 90% (на мелком материале эффективность циклона ниже) и суммарные потери составляют 0,5%.
Спарка циклонов решает почти все проблемы. Пыление и потери - минимум. Расход электроэнергии (отнесенный к эффективности отделения материала от воздуха) - минимум. Пневмотраспорт развязан от двигателя дробилки - позволяет легко контролировать состояние дробилки. Бункер позволяет в процессе работы открывать люк - никаких перепадов давления.
Ложка дегтя - два циклона, два шлюзовых затвора с индивидуальными мотор-редукторами, высокооборотный вентилятор с назад загнутыми лопастями - сложно и дорого. Современные электродвигатели - чаше всего Китай, с обмотками из в два раза меньше необходимого количества меди, с "пластилиновыми" китайскими же подшипниками - свою номинальную нагрузку не держат. Приходится выбирать (методом проб и ошибок) поставщика, у которого качество двигателей хотя бы на "три".
Охладитель-сепаратор
Горячую гранулу нужно охладить. Она при этом сбрасывает пару процентов влажности и набирает прочность. А затем просеять от пыли и крошки. Для этого используют охладители и сепараторы. Есть следующий нюанс. Большинство производителей оборудования для гранулирования и сопутствующих агрегатов первично разрабатывают их для комбикорма. Там технология следующая - получается гранула, охлаждается, затем дробится на валковой дробилке. Полученная крошка рассеивается на несколько фракций, по назначению (для разных групп животных) и по качеству.
Поэтому у большинства поставщиков оборудования охладитель и сепаратор - два отдельных агрегата. И в процессе компоновки линии их соединяют так или иначе.
Но зачем? Если может быть один агрегат, в котором сразу есть охладитель и сепаратор? Это наш вариант.
Охладитель - примитивное устройство, на первый взгляд, да и на второй то же. Гранула охлаждается проходящим через нее воздухом - что тут сложного? Но хороших охладителей на российском рынке - раз. два и обчелся. Но в русскоязычном информационном пространстве этот агрегат обсуждается мало. Причина? У большинства линий много других серьезных проблем - с гранулятором, сушильным комплексом, теплогенератором - и охладитель на их фоне выглядит очень даже ничего. Кроме того, редко у кого линия работает на заявленную производительность (по выше указанным причинам) а со сниженной большинство охладителе справляются удовлетворительно.
На этом канале мы постараемся осветить этот вопрос максимально подробно, но для этого потребуется посвятить этому отдельную часть - коротко про это не расскажешь.
Если кратко про охладители, то по схеме движения гранул и воздуха они бывают противоточные, поперечные, параллельные, и комбинированные, с самыми различными соотношениями вышеуказанных схем.
По конструкции - "ящичные" и "жалюзийные". Так же возможна комбинация.
Требования к охладителю во многом противоречивые: должен охлаждать гранулу как можно ближе к температуре окружающего воздуха, но при этом тягодутьевые устройства, которые создают поток воздуха, должны потреблять мало электроэнергии; Скорость охлаждения должна быть низкая, что бы влага из внутренних слоев успела выйти, но не чрезмерно, иначе произойдет перераспределение влаги и часть гранул разрушится; Объем как можно больше, но размеры и стоимость хочется поменьше. И так далее.
Сепаратор немного сложнее охладителя - это механизм, который просеивает полученную гранулу. Как правило, это виброгрохот того или иного типа.
Он должен отсеивать мелочь и пыль как можно лучше, но повреждать гранулу при этом по минимуму. Поэтому вид сита, по которому движется гранула, может различаются значительно, частота и амплитуда колебаний - то же, траектория движения сита и угол его наклона, рабочая длина сита и его площадь так же варьируются в широких пределах.
В наших линиях отсев и пыль после сепаратора и охладителя возвращается в бункер гранулятора, но в ряде линий он идет на выброс или, в лучшем случае, в теплогенератор.
Аспирация и пневмотранспорт после охладителя-сепаратора
Как было выше сказано, через охладитель необходимо пропускать необходимое количество воздуха, что бы он нормально работал. Полученный запыленный воздух надо очищать от пыли. Сепаратор, что бы он не пылил в помещение, необходимо держать под разрежением (то есть обеспечивать аспирацию). И коим то образом удалять отсев/крошку.
У кого то из поставщиков оборудования для этих целей используется пылевой вентилятор (воздух с пылью просто выбрасывается за пределы помещения) и шнековый транспортер плюс биг-бег (отсев из сепаратора), а аспирацию сепаратора игнорируют.
Кто то добавляет к этому циклон после пылевого вентилятора.
В наших линиях используется спарка циклонов, аналогичная используемой в пневмотранспорте, а весь материал возвращается на повторное гранулирование.
В результате у нас на бункере гранулятора установлены две спарки циклонов - этакий квадро-циклон.
Транспортеры
После гранулятора гранула должна попасть в охладитель, а оттуда в сепаратор. Значит гранулятор с охладителем нужно как то соединить. На комбикормовых заводах это решают просто - там вертикальная компоновка - зерно и прочие компоненты поднимают вертикальным транспортером (ковшовый элеватор - нория) наверх, а затем все идет вертикально вниз под действием силы тяжести - дробление, смешивание, гранулирование охлаждение, дробление гранулы, сепарация на фракции.
С древесной гранулой такую компоновку использовать нецелесообразно ввиду значительно меньшей производительности того же оборудования. Например, гранулятор, который на комбикорме дает производительность 10 т/ч на древесине выдаст только 1,5 т/ч. Капитальные затраты на высокое многоуровневое здание с силовым каркасом очень значительны, и окупаемость линии значительно увеличивается (или вообще уходит в бесконечность).
Для подъема гранулы наверх, после гранулятора в охладитель, а после охладителя в бункер готовой продукции используются транспортеры различного типа - элеваторы-нории, шнековые, ленточные. У каждого свои плюсы и минусы. Нория дешевая, но бьет и ломает гранулу, ввиду высокой скорости ленты и ковшей. Ленточный транспортер, при использовании ленты с гофробортом и поперечными профилями работает хорошо, но угол наклона его ограничен и компоновка получается очень габаритная. Шнековые - вообще недоразумение в составе участка гранулирования, но кое кто их использует.
Компромиссное решение - ленточные L-образные и Z-образные транспортеры.
Их недостаток - высокая цена. Это связано с большой сложностью и материалоемкостью.
Если все вышеперечисленное соединим в технологическую цепочку, то получится кусочек линии - так называемый участок гранулирования.
На реальной линии в участок гранулирования дополнительно входят: система управления - шкафы управления, датчики, кабеля силовые и сигнальные, система мониторинга; опорные металлоконструкции и площадки обслуживания - оборудование нужно смонтировать и затем обслуживать. Система подачи пара или воды. Система удаления пара (вот так, пар надо и подавать, и удалять...).
Еще есть вариант несколько расширенного варианта участка гранулирования - линия под сухое сырье:
Особенности линии под сухое сырье обсудим в одной из последующих статей.
Предыдущие и последующие участки линии гранулирования и их оборудование рассмотрим в
Другие статьи по данной тематике здесь: Содержание канала.