การใช้พลังงานของโรงสับไม้ชีวมวล: ความเร็ว, คุณภาพ & ประสิทธิภาพ

ทำไมการบริโภคพลังงานในเครื่องบดไม้ชีวมวลจึงไม่สามารถประเมินได้ในลักษณะโดดเดี่ยว

ผู้ประกอบการอุตสาหกรรมมักถามว่าการเปิดเครื่องบดไม้ชีวมวลเร็วขึ้นจะช่วยเพิ่มผลผลิตหรือไม่ — และการปรับปรุงผลผลิตนั้นจะคุ้มค่ากับการใช้พลังงานเพิ่มเติมหรือไม่ คำตอบที่ตรงไปตรงมาคือ: มันขึ้นอยู่กับตัวแปรสามตัวที่มีปฏิสัมพันธ์กัน — พารามิเตอร์มอเตอร์และโรเตอร์, ลักษณะของวัสดุดิบ และคุณภาพผลผลิตที่ต้องการ การพิจารณาอย่างใดอย่างหนึ่งในลักษณะโดดเดี่ยวจะส่งผลให้เกิดกลยุทธ์การดำเนินงานที่ไม่เหมาะสมและต้นทุนการประมวลผลต่อโทนที่สูงขึ้น

เครื่องบดไม้ชีวมวล Kingwood ทำงานด้วยการกระแทกที่ความเร็วสูง: โรเตอร์ที่บรรทุกค้อนที่แข็งแรงเพิ่มความเร็วในการทำงาน และวัสดุชีวมวลที่ป้อนเข้าไปในห้องบดจะถูกทำลายเมื่อกระทบกับทั้งค้อนและตะแกรงรอบ ตัววัสดุจะออกจากเครื่องเมื่อมีขนาดเล็กพอที่จะผ่านช่องตะแกรงได้ ต้นทุนพลังงานของกระบวนการนี้จะขึ้นอยู่กับสามภาระ:

1. การขับเคลื่อนมอเตอร์ — ภาระไฟฟ้าหลัก ซึ่งเพิ่มขึ้นตามความเร็วของโรเตอร์, กำลังที่ระบุของมอเตอร์ และระยะเวลาการทำงานติดต่อกัน
2. การทำลายวัสดุ — พลังงานที่ถูกดูดซึมโดยชีวมวลเมื่อสายไฟเบอร์แตก การนี้แตกต่างกันไปตามชนิด, ความหนาแน่น, และสถานะความชื้น
3. การกระจายความร้อนจากแรงเสียดทาน — การสูญเสียจากแบกเกอร์, การเสียดสีของโรเตอร์, และความเสียดทานของตะแกรง ซึ่งจะเพิ่มขึ้นทั้งจากความเร็วและการโหลดวัสดุ

ในบรรดาตัวแปรเหล่านี้ การขับเคลื่อนมอเตอร์เป็นตัวแปรหลักในการดำเนินงานส่วนใหญ่ ผู้ประกอบการที่เพิ่มความเร็วของโรเตอร์เพื่อเพิ่มอัตราการผลิตจะเห็นการเพิ่มขึ้นแบบใกล้เคียงเชิงเส้นในกระแสมอเตอร์และด้วยเหตุนี้ในการใช้พลังงานต่อชั่วโมงที่ใช้งาน ไม่ว่าการแปลสิ่งนี้เป็นประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดีขึ้นหรือน้อยลงต่อโทน จะขึ้นอยู่กับว่าอัตราการผลิตเพิ่มขึ้นสัดส่วนกันหรือไม่ — ซึ่งมักจะไม่เป็นเช่นนั้นเมื่อเกินอัตราการป้อนที่กำหนด

วิธีที่ความเร็วในการประมวลผลและคุณภาพผลผลิตมีผลต่อการใช้พลังงาน

ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วในการประมวลผลและคุณภาพการบดเป็นรูปแบบที่ไม่เป็นเชิงเส้น ในอัตราการผลิตที่ปานกลาง การเพิ่มอัตราการป้อนจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานเฉพาะ เพราะการสูญเสียพลังงานจากมอเตอร์ที่คงที่จะถูกแบ่งแยกไปยังวัสดุมากขึ้น อย่างไรก็ตาม เมื่อเกินอัตราการป้อนที่เหมาะสม ห้องบดจะมีการโหลดมากเกินไป: เวลานั่งอยู่ลดลง, ความถี่ของผลกระทบต่อหน่วยของวัสดุลดลง, และการกระจายขนาดของอนุภาคขยายตัว ผลที่ได้คือผลผลิตที่หยาบกว่าและไม่สม่ำเสมอ ซึ่งไม่เหมาะสำหรับการเป็นวัสดุเพื่อนำไปใช้ในเครื่องบดเม็ดแบบ ring die — ซึ่งต้องการขนาดอนุภาคที่ละเอียดและสม่ำเสมอเพื่อให้ได้ความหนาแน่นของเม็ดและความทนทานทางกลที่ต้องการ

สำหรับการผลิตเม็ดชีวมวลโดยเฉพาะ ผลลัพธ์ที่เกิดจากคุณภาพผลผลิตที่ไม่ดีจากเครื่องบดจะมีความสำคัญสูง การทำงานของ ring die ด้วยวัสดุที่ไม่สม่ำเสมอจะประสบกับการเติมช่องรูอย่างไม่สม่ำเสมอ, ความยาวของเม็ดที่แปรผัน และการสึกหรอของ die ที่เพิ่มขึ้น — ซึ่งทั้งหมดนี้ทำให้ต้นทุนการดำเนินการทั้งหมดสูงขึ้นมากกว่าการประหยัดใด ๆ ที่เกิดจากการเปิดเครื่องบดในความเร็วที่สูงเกินไป

ข้อสรุปที่เป็นประโยชน์สำหรับผู้จัดการการผลิต: จุดการดำเนินการที่เหมาะสมของเครื่องบดไม่ได้อยู่ที่ความเร็วสูงสุด แต่เป็นการรวมกันของความเร็วและการป้อนที่ลด การบริโภคพลังงานเฉพาะ (kWh/โทน) ขณะที่ยังคงขนาดอนุภาคของผลผลิตภายในคุณสมบัติสำหรับขั้นตอนการผลิตเม็ด

คุณสมบัติของวัสดุดิบเป็นตัวแปรหลักที่มักถูกประเมินต่ำ

วัสดุชีวมวลสองชนิดที่ดูคล้ายกันในเครื่องตรวจวัดความชื้นและเครื่องชั่งสามารถมีพฤติกรรมที่แตกต่างกันมากภายในห้องบด ตัวแปรที่สำคัญที่สุดในระดับอุตสาหกรรมคือ:

ความชื้น ชีวมวลที่มีความชื้นสูง — มากกว่า 25–30% — จะไม่ถูกทำลายอย่างสะอาดเมื่อกระแทก แทนที่จะเกิดขึ้นกับการบีบและการเด้งของเส้นใย และน้ำเพิ่มเติมนั้นจะสร้างไอน้ำและความร้อนที่เพิ่มขึ้นภายในห้อง ซึ่งจะเพิ่มการบริโภคพลังงาน, เร่งการสึกหรอของตะแกรง, และบ่อยครั้งจะผลิตการแจกจ่ายขนาดอนุภาคแบบสองโหมดโดยมีทั้งอนุภาคเล็กและชิ้นส่วนขนาดใหญ่ การบรรเทามาตรฐานคือการทำให้แห้งทางขึ้น: เครื่องทำแห้งแบบดรัมที่ตั้งอยู่ก่อนการบดละเอียดจะลดความชื้นของวัสดุให้ถึงระดับที่การทำลายด้วยการกระแทกมีประสิทธิภาพ สายการผลิตเม็ดที่มีการป้อนแบบเปียกของ Kingwood ถูกออกแบบให้มีลำดับนี้เป็นหลักการกระบวนการหลัก — การตัดที่หยาบและการทำให้แห้งขั้นต้นก่อนการบดละเอียดซึ่งก่อนการผลิตเม็ด

ความแข็งและโครงสร้างเส้นใย ไม้เนื้อแข็งที่หนาแน่นและเศษวัสดุการเกษตรที่มีซิลิกาสูง (ฟางข้าว, ฟางข้าวสาลี) ต้องการพลังงานกระแทกที่สูงกว่าสำหรับหน่วยมวลกว่าไม้เนื้ออ่อนหรือเศษไม้สะอาด ซึ่งโดยตรงแปลไปยังการดึงกระแสมอเตอร์ที่สูงขึ้น สำหรับสถานประกอบการที่เปลี่ยนไปมาระหว่างประเภทวัสดุ ก็หมายความว่าขนาดมอเตอร์ควรอิงจากวัสดุที่แข็งที่สุดที่คาดการณ์ ไม่ใช่ค่าเฉลี่ย — และพารามิเตอร์การดำเนินงานควรจะปรับเมื่อวัสดุเปลี่ยน

ขนาดอนุภาคของวัสดุที่เข้ามา ชิ้นส่วนวัสดุที่มีขนาดใหญ่เกินไป — ท่อนไม้, กิ่งไม้ใหญ่, กองฟางที่ยังไม่ตัด — ไม่สามารถถูกประมวลผลอย่างมีประสิทธิภาพในเครื่องบดที่ออกแบบมาสำหรับการบดรอง เครื่องตัดแบบดรัมทางขึ้นจะลดวัสดุจำนวนมากให้มีขนาดชิพที่สม่ำเสมอ ป้องกันเครื่องบดจากอุบัติเหตุที่มีโหลดเกินและรักษาการบริโภคพลังงานที่มั่นคง

ปัจจัยการดำเนินงานและการบำรุงรักษาที่กำหนดประสิทธิภาพการใช้พลังงานในระยะยาว

แม้ว่าเครื่องบดที่มีขนาดและการกำหนดค่าที่ถูกต้องจะมีแนวโน้มไปสู่การบริโภคพลังงานที่สูงขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป หากไม่มีการบำรุงรักษาที่มีระเบียบวินัย ตัวชี้วัดสำคัญที่จะต้องตรวจสอบคือ:

• รูปแบบการสึกหรอของค้อน เมื่อค้อนสูญเสียมวลและความคมคาย ประสิทธิภาพการกระแทกลดลง โรเตอร์ต้องทำงานมากขึ้นเพื่อให้ได้การลดขนาดอนุภาคที่เท่าเดิม การหมุนหรือเปลี่ยนค้อนตามกำหนดเวลาทำให้การบริโภคพลังงานเฉพาะคงที่
• สภาพของตะแกรง ตะแกรงที่ถูกบังหรือละลายจะขยายเวลาอยู่ในห้องบด ทำให้มีการหมุนเวียนและการสูญเสียพลังงานเพิ่มขึ้น การตรวจสอบเป็นระยะและการเปลี่ยนตามกำหนดเวลาเป็นสิ่งที่ไม่สามารถต่อรองได้ในการดำเนินงานที่มีอัตราการผลิตสูง
• การทรงกลมของโรเตอร์ โรเตอร์ที่ไม่สมดุลส่งผลให้เกิดการสั่นสะเทือนที่ถ่ายโอนพลังงานเข้าสู่โครงสร้างของเครื่องแทนที่จะเป็นวัสดุ ในกรณีที่รุนแรง สิ่งนี้ยังเร่งการสึกหรอของแบกเกอร์ การตรวจสอบความสมดุลของโรเตอร์ควรทำหลังจากรอบการเปลี่ยนค้อนใด ๆ
• การหล่อลื่นแบกเกอร์ แบกเกอร์ที่แห้งหรือปนเปื้อนจะเพิ่มการสูญเสียจากแรงเสียดทานและอาจนำไปสู่ความล้มเหลวที่ร้ายแรง ระบบหล่อลื่นอัตโนมัติมีให้ใช้งานในอุปกรณ์ของ Kingwood และแนะนำสำหรับสายการผลิตที่ต่อเนื่อง

สถานประกอบการที่ประมวลผล 4 TPH ขึ้นไป — ซึ่งเปรียบเทียบได้กับช่วงผลผลิตของเครื่องบดเม็ด JWZL-928 ของ Kingwood — ควรจัดการบำรุงรักษาเครื่องบดเป็นกิจกรรมการผลิตตามกำหนดเวลา ไม่ใช่กิจกรรมที่เกิดขึ้นเพื่อตอบสนอง การใช้พลังงานสะสมและต้นทุนเวลาหยุดทำงานที่เกิดจากการบำรุงรักษาที่ถูกเลื่อนออกไปจะสูงเกินไปอย่างสม่ำเสมอเมื่อเปรียบเทียบกับต้นทุนของโปรแกรมการบำรุงรักษาที่มีโครงสร้าง

สำหรับคำแนะนำเฉพาะทางโครงการเกี่ยวกับการเลือกเครื่องบด ขนาดของมอเตอร์ตามโปรไฟล์วัสดุของคุณ และการรวมเข้ากับสายการผลิตเม็ดอย่างครบถ้วน ติดต่อทีมวิศวกรรมของ Kingwood โดยตรง อ้างอิงจาก กรณีการผลิตเม็ดไม้ 24 TPH เวียดนาม สำหรับการติดตั้งตัวอย่างในระดับใหญ่ที่ได้จัดการกับความแปรปรวนของวัสดุและประสิทธิภาพการใช้พลังงานในระยะการออกแบบ