Zwiększenie wydajności granulatorów dzięki zastosowaniu specjalistycznych środków smarnych.

Rosnące zapotrzebowanie na granulat drzewny przeznaczony do wytwarzania energii w elektrowniach na całym świecie, podnosi wymagania względem mocy produkcyjnych i dyspozycyjności instalacji, a także obniżania kosztów konserwacji i napraw. Centralnym punktem produkcji granulatu, a tym samym elementem o decydującym znaczeniu, są granulatory (prasy do pelletu).

Dobierając odpowiedni środek smarny, spełniający najwyższe wymagania, można znacznie zwiększyć trwałość łożysk tocznych wydłużając oczekiwany czas pracy granulatorów, przy jednoczesnej redukcji łącznych kosztów. Dla potwierdzenia powyższej tezy i określenia podstawowych i istotnych wskaźników doboru optymalnego środka smarnego, oddział Klüber Lubrication w Monachium dokonał porównania powszechnie używanych produktów.

Biomasa odgrywa coraz ważniejszą rolę w dziedzinie energii odnawialnej. Jednym z najważniejszych biopaliw wypierających ropę naftową, gaz i węgiel są np. granulaty drzewne. Ceny granulatów w ostatnich latach w porównaniu do ropy i gazu utrzymywały się na stosunkowo stałym poziomie, dlatego też ten rodzaj paliwa stał się atrakcyjną alternatywą nie tylko dla prywatnych gospodarstw domowych, lecz również dla elektrowni wytwarzających energię i ciepło. Dzięki ich atrakcyjnej cenie oraz w celu ograniczenia emisji gazów cieplarnianych takich jak CO₂, granulaty stosuje w procesach współspalania wiele elektrowni węglowych, zastępując niektóre paliwa kopalne.

Wyższa zdolność produkcyjna dzięki lepszej skuteczności działania urządzeń

W związku ze wzrostem produkcji granulatów i planowanymi nowymi zakładami produkcyjnymi o wydajności do 1 miliona ton rocznie (tzw. „mega-mills”), zmieniły się wymagania techniczne, co zmusza zarówno uznanych na rynku, jak i nowych producentów tych urządzeń do opracowania bardziej wydajnych i energooszczędnych granulatorów o mocy produkcyjnej do 25 ton/godz. Dostępność tak wysokowydajnych urządzeń, które oferują większe zdolności produkcji przy niższej częstotliwości konserwacji, ma coraz większe znaczenie, ponieważ długie przestoje, zwłaszcza w zakładach o dużej wydajności, powodują znaczne straty w produkcji.

Często niedocenianą, a przecież kluczową rolę, odgrywa w tym przypadku środek smarny. Optymalny dla warunków pracy łożyska tocznego produkt poprawi wydajność produkcyjną. Dobór optymalnego środka smarnego opiera się na wynikach przeprowadzonego w siedzibie Klüber Lubrication kompleksowego porównania wydajności różnych istniejących środków smarnych.

Analiza warunków eksploatacji

Ze względu na różnorodność przetwarzanego surowca, łożyska toczne podlegają zmiennym obciążeniom, skutkującym wzrostem temperatur łożysk do ponad 120°C. Dodatkowo wokół łożyska, często w zależności od wilgotności surowca (np. drewna) istnieje atmosfera korozyjna. Dlatego też środek smarny do łożysk tocznych musi odpowiednio uwalniać olej, aby w każdym punkcie roboczym tworzył się nieprzerwany film smarny. Rozdziela on elementy łożyska i skutecznie chroni je przed zużyciem, zapewniając wysoką dyspozycyjność instalacji, aż do momentu planowej wymiany łożysk.

Powinno być również możliwe dozowanie środka smarnego przez centralne układy smarowania. Wspomniane złożone uwarunkowania eksploatacyjne stanowiły punkt wyjścia dla przeprowadzonych w laboratorium tribologicznym Klüber Lubrication w Monachium porównawczych badań mechaniczno-dynamicznych szeregu środków smarnych.

Warunki badania odwzorowujące warunki rzeczywiste

Analiza właściwości środków smarnych objęła stabilność mechaniczną, ochronę przed zużyciem, zdolność przenoszenia obciążeń, charakterystykę tarcia, właściwości antykorozyjne oraz odporność na wodę. Dodatkowo, aby porównać działanie dodatków przeciwzużyciowych, w zbliżonych do rzeczywistych warunkach roboczych przeprowadzono test FE8 (500 h, łożyska stożkowe) dla wszystkich środków smarnych.

Zarejestrowano momenty tarcia, temperatury i stopień zużycia części składowych łożyska tocznego. Metoda omawianego tu badania pozwala odnieść jego wyniki do łożysk stożkowych stosowanych w warunkach rzeczywistych, jako że badane łożyska poddane były bardzo dużemu obciążeniu 50 kN przy temperaturze roboczej wynoszącej ok. 120°C.

Znaczne różnice między testowanymi środkami smarnymi

Badaniom poddano środki smarne, znajdujące powszechne zastosowanie w łożyskach tocznych granulatorów. Tylko cztery z siedmiu badanych smarów uzyskały pozytywny wynik, przechodząc próbę pod obciążeniem testowym.

Różnice w wynikach w zakresie tarcia i zużycia po 500-godzinnym cyklu roboczym były znaczne. Ze względu na wykorzystanie różnych zagęszczaczy i dodatków, w przypadku trzech smarów o podobnej lepkości oleju bazowego doszło do wzrostu temperatury do ponad 200°C, przewyższając górny limit, co skutkowało zatrzymaniem stanowiska badawczego.

Trzy inne środki smarne pracowały natomiast znacznie poniżej temperatury odniesienia 120°C, wykazując niski poziom wewnętrznie wytwarzanego ciepła. Świadczy to o ich lepszych właściwościach smarnych i nieprzeciętnych właściwościach przeciwzużyciowych. Niskie temperatury robocze minimalizują starzenie się środka smarnego, zmniejszając tym samym częstotliwość uzupełniania smaru, jego ilość i koszty eksploatacji.

Optymalne rezultaty

Na podstawie wyników badań, można stwierdzić, że smary na bazie olejów mineralnych, zagęszczone polimocznikiem, o lepkości oleju bazowego ok. 500 mm²/s w temp 40 °C, znacznie przewyższają popularne smary litowe lub wapniowe na bazie olejów mineralnych.

Produkty wykazujące wysokie właściwości przeciwzużyciowe osiągnęły również dobre wyniki w testach zużycia oscylacyjno-ciernego. Wynika z tego, że środki te są w stanie pełnić swoją funkcję w zakresie smarowania i ochrony przed zużyciem aż do chwili planowej wymiany łożyska.

Wnioski

Specjaliści w dziedzinie tribologii z Klüber Lubrication przeprowadzili badania mające na celu określenie podstaw doboru właściwego środka smarnego.

Wymagania, jakie powinien spełniać środek smarny do łożysk, zależą od parametrów pracy granulatora, na które wpływa zarówno proces technologiczny, projekt i konstrukcja instalacji, jak i skład przetwarzanego surowca, a ponadto powinny być każdorazowo omawiane z producentem środka smarnego.

Już na bardzo wczesnym etapie planowania i rozwoju nowych, wysokowydajnych urządzeń, należy angażować specjalistów w dziedzinie tribologii.

Źródło: Polska (materiał promocyjny)

Czytaj magazynbiomasa.pl!