Вертикальный кольцевой гранулятор

Если честно, когда впервые услышал про вертикальные кольцевые грануляторы, представлял этакие аккуратные аппараты с идеальной геометрией. На практике же — рабочая лошадка с характером, где каждый миллиметр кольцевой матрицы приходится выверять буквально на ощупь.

Конструкционные парадоксы

Вот смотрите — основной миф в том, что кольцевая матрица будто бы проще в обслуживании, чем плоская. Да, замена роликов занимает минут двадцать, но кто расскажет про ночные бдения с подгонкой зазоров? Особенно после перехода на опилки с повышенным содержанием коры — за неделю выработка на роликах появляется такая, будто их грызли.

На проекте для ООО Ганьсу Хайдэ Чистая Энергия как-раз пришлось переделывать систему прижима роликов. В паспорте указано давление в 2.5 атмосферы, а на влажной соломе стабильно давили всеми четырьмя. Потом осенило — снизили до 1.8, и производительность выросла на 15%. Оказалось, меньше уплотняли сырьё на входе в матрицу.

Кстати про их сайт https://www.gshdqjny.ru — там в описании котлов как-раз не хватает нюансов по работе с гранулами разной плотности. Мы им как-раз передавали данные по фракциям 6мм против 8мм, когда тестировали гранулятор на лузге подсолнечника.

Тепловые аномалии

Никогда не доверяйте штатным термопарам в зоне прессования. Ставили дополнительные на выходе матрицы — оказалось, перепад между центром и краем достигает 40 градусов. Причём именно на краях начиналось то самое спекание, которое потом выводило из строя ножи.

Запомнился случай с пробной партией гранул из рисовой шелухи. По паспорту температура прессования 85-90°C, а на деле при 110 только пошла стабильная гранула. Позже выяснили — дело в высоком содержании кремния, но в тот момент три тонны испорченной смеси выгребали вручную.

Кстати, в ассортименте ООО Ганьсу Хайдэ Чистая Энергия есть импульсные рукавные пылеуловители — так вот их эффективность против мелкой пыли от кольцевых грануляторов сильно зависит от влажности воздуха. В дождливый сезон приходилось менять циклы продувки вдвое чаще.

Энергетический дисбаланс

Все смотрят на мощность главного привода, а на деле вспомогательные системы съедают до 30% энергии. Особенно вентиляторы охлаждения гранул — их почему-то ставят с запасом, будто готовят аппарат для работы в пустыне.

На одном из объектов пришлось пересчитать сечение воздуховодов после того, как двигатель вентилятора начал перегреваться. Оказалось, проектировщики не учли сопротивление слоя гранул в зоне охлаждения. Переделали с увеличением диаметра на 15% — энергопотребление упало на 7 кВт.

Интересно, что в котлах на биомассе от этой же компании проблема обратная — там как раз не хватает мощности дутьевых вентиляторов при работе с гранулами повышенной зольности. Пришлось им рекомендовать установку частотных преобразователей.

Матричные метаморфозы

Срок службы кольцевой матрицы — лотерея. Одна выдерживает 2000 тонн, другая начинает крошиться на 800. Всё дело в термообработке — если перекалили, микротрещины появляются уже после первых суток работы.

Разрабатывали как-то регламент замены для производства пеллет из лузги подсолнечника. По учебникам — каждые 1200 тонн. По факту после 900 уже наблюдался неравномерный износ по высоте каналов. Причём интересная деталь — нижняя часть изнашивалась быстрее, хотя логичнее было предположить обратное.

Кстати, в многофункциональных бытовых печах на биомассе, которые производит компания, как раз важна стабильность геометрии гранул. При неоднородном износе матрицы получаем разброс по длине от 10 до 50 мм — и это сразу сказывается на КПД сгорания.

Технологические компромиссы

Никогда не получается одновременно достичь идеальной плотности и производительности. Либо жмёшь сильнее — теряешь в тоннаже, либо гонишь объёмы — получаешь рыхлые гранулы.

Особенно заметно на смесях с высокой долей соломы. Добавляешь больше 30% — нужно либо повышать температуру, либо увеличивать давление. Повышаешь температуру — рискуешь получить спекание. Увеличиваешь давление — растёт нагрузка на ролики.

Для парогенераторов на биомассе, которые входят в продукцию компании, вообще критична стабильность насыпной плотности. Колебания всего на 50 кг/м3 уже приводят к перерасходу топлива до 8%. Пришлось им рекомендовать установку дополнительных калибровочных сит после гранулятора.

Практические наблюдения

Самое неочевидное — вибрация фундамента. Казалось бы, оборудование статичное, но при работе на максимальных оборотах возникают низкочастотные колебания, которые со временем расшатывают крепления матрицы.

Разработали простой тест — ставим стакан с водой на раму и смотрим на круги. Если амплитуда больше 3мм — нужно проверять центровку. Метод примитивный, но спасал уже не раз от незапланированного ремонта.

Кстати, в печах с горячим воздухом от Ганьсу Хайдэ этот момент учтён лучше — там предусмотрены демпфирующие прокладки между корпусом и камерой сгорания. Жаль, в грануляторах подобные решения редко встречаются.

Перспективы доработок

Сейчас экспериментируем с системой подачи пара непосредственно в зону прессования. Не через стандартные форсунки, а через каналы в самой матрице. Первые результаты обнадёживают — удалось снизить нагрузку на привод на 12% при работе с древесными отходами.

Правда, появилась новая головная боль — конденсат в каналах при простое. Решаем установкой продувочных клапанов, но это усложняет конструкцию.

Интересно, что в импульсных рукавных пылеуловителях этой компании как раз используется похожий принцип импульсной продувки — возможно, адаптируем их наработки для нашей задачи.

В целом же вертикальный кольцевой гранулятор — аппарат с характером, но при правильном подходе становится незаменимым рабочим инструментом. Главное — не слепо следовать инструкциям, а чувствовать материал и вовремя замечать мелкие отклонения в работе.