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Typische Herausforderungen und Lösungen für die Förderung von holzartiger Biomasse

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Materialflusssysteme sind allzu oft ein nachträglicher Gedanke. Bei der Planung einer Anlage konzentrieren sich die Ingenieure in der Regel auf Inseln mit teuren Maschinen und vernachlässigen es, ernsthaft über die Systeme nachzudenken, die sie verbinden. Am Ende kaufen sie die kostengünstigste Lösung, die, obwohl sie zum Budget passt, ihren Kunden langfristig finanziell schadet.

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Billige Systeme mit veralteten Chain-in-a-Box-Förderern werden oft zu Produktionsengpässen, weil sie die Kapazität nicht bewältigen können, ausfallen oder anderweitig ungeplante Wartungsarbeiten benötigen.

Systeme, die mit holzartiger Biomasse umgehen, verdienen mehr Aufmerksamkeit. Holziges Material ist hart für Fördersysteme. Zu verstehen, wie es sich auf Förderer auswirkt und welches Förderkonzept optimal darauf abgestimmt ist, wird einen großen Beitrag dazu leisten, dass Ihr Betrieb erfolgreich ist.

Herausforderung 1: Säurekorrosion

Holz enthält von Natur aus mehrere Säuren, deren größte Mengen Ameisen- und Essigsäure sind. Nach der Freisetzung aus dem Holz reagieren die Säuren mit dem Metall und bilden Rost. Essigsäure ist besonders aggressiv und kann bereits bei 0,5 ppm in der Luft Korrosion verursachen.

Säure korrodiert Metall überall dort, wo es in Kontakt kommt: an der Ober- und Seitenverkleidung, den Paddeln (bei Metall) und der Kette. Von diesen Komponenten ist die Kette am anfälligsten und der Angriff ist etwas unsichtbar. Säuren greifen die Kettenbolzen und Buchsen an und reduzieren deren Durchmesser, bis sie unter Last versagen. Interessanterweise sind die Stifte am Ende der Ausfallpunkt der meisten Ketten, die mit holzigem Material umgehen, obwohl die Kettenseitenschienen technisch der schwächste Punkt sind.

Die Korrosivität von Holz variiert stark aufgrund der Bedingungen und der Beschaffenheit des Holzes. Die Holzarten unterscheiden sich im Säuregehalt. Einige Hölzer, wie z.B. Tanne, neigen dazu, nur leicht sauer zu sein. Andere wie Eiche und Western Red Cedar haben einen niedrigen pH-Wert, typischerweise zwischen drei und vier. Die Bodenverhältnisse in den einzelnen geografischen Gebieten beeinflussen auch den pH-Wert. Wie und ob das Holz behandelt wurde, beeinflusst auch den Säuregehalt.

Herausforderung 2: Feuchtigkeit

Feuchtigkeit ist der Feind Nr. 1 unter den Förderern. Externe Feuchtigkeitsquellen wie Regen und Feuchtigkeit greifen Förderbänder von außen an, während interne Quellen aus dem Holz von innen angreifen.

Unterschiedliche Hölzer haben unterschiedliche Feuchtigkeitsgehalte. Grünholz hat einen höheren Feuchtigkeitsgehalt als getrocknetes Holz. Holz, das bei Regen getränkt oder flussabwärts geschleppt wurde, hat ebenfalls einen höheren Feuchtigkeitsgehalt. Diese Feuchtigkeit, wie Säure, korrodiert die Bolzen und Buchsen der Kette. Da sich in diesen Komponenten Rost bildet, erodiert er sie weiter als Schleifmittel und verstärkt die Schäden.

Je höher die Umgebungstemperatur, desto höher die Korrosionsrate, da mehr Energie zur Verfügung steht, um die Reaktion zu beschleunigen. Heißes Holz wie frische Pellets ist daher besonders korrosiv. Förderbänder aus Baustahl halten nicht lange mit heißem, holzigem Material.

Lösung: große Bolzen, bewegliche Ketten

Um Korrosion zu bekämpfen, insbesondere bei Anwendungen mit hohem Volumen, sollten Sie nach Ketten mit überdimensionalen Stiften suchen. Ketten mit solchen Stiften sind nicht üblich, so dass Sie beim Hersteller des Förderers bestellen müssen. Aber sie halten länger als Standardketten, so dass sie die Kosten wert sind.

Achten Sie auch - vielleicht noch wichtiger - auf Förderer mit Ketten, die außerhalb des Materialwegs laufen. Herkömmliche Schleppförderer führen ihre Ketten entlang der Bodenplatte und durch das Material. Dies ist aus einer Reihe von Gründen problematisch, von denen der geringste ist, dass die Kette auf allen Seiten den korrosiven Auswirkungen von Säure und Feuchtigkeit ausgesetzt ist.

Lösung: Förderbandoberfläche

Im Umgang mit Korrosion sollten Sie auch die Oberfläche des Förderbandes berücksichtigen. Lackierter Stahl ist zwar die billigste Lösung, aber er ist auch die unwirksamste, um das Förderband zu schützen. Die Haftfestigkeit von Lacken beträgt ca. 600 psi, so dass sie relativ leicht abplatzen und sich ablösen können. Die Farbe im Inneren des Förderers hält nicht lange.

Die Pulverbeschichtung ist eine bessere Veredelungsmöglichkeit. Es kostet mehr als Farbe, aber seine Haftfestigkeit ist höher, und es wird die Oberfläche des Förderbandes gleichmäßiger beschichten und bietet so einen besseren Schutz. Verzinkter Stahl ist eine noch bessere Wahl. Die Zinkschicht schützt den darunter liegenden Stahl chemisch vor Rost, auch wenn die Beschichtung verkratzt ist. Es ist auch viel stärker als Pulverbeschichtung; seine Haftfestigkeit liegt bei etwa 3.600 psi. Verzinkte Oberflächen verschlechtern sich nicht durch Witterungseinflüsse (Blitzeinschläge und Katastrophen ausgeschlossen), und sie sind weniger reaktiv als Lacke. Für Anwendungen, bei denen das Holz dem Meersalz ausgesetzt war, sind verzinkte Oberflächen erforderlich. Salz wirkt als Katalysator in der Reaktion zwischen Wasser, Luft und Stahl und beschleunigt die Korrosion.

Für Hochtemperaturanwendungen, wie z.B. die Handhabung von Frischholzpellets, wird Edelstahl zur einzigen wirtschaftlichen Wahl. Sie werfen im Wesentlichen Ihr Geld aus, wenn Sie ein Förderband aus Baustahl für solche Anwendungen kaufen.

Herausforderung und Lösung 3: Reibung und Verschleiß

Holzige Biomasse schädigt nicht nur Förderbänder mit Säuren und Feuchtigkeit, sondern auch mit Abrieb. Dieser ist nicht schwer herauszufinden: Holziges Material ist nicht weich. Es kratzt. Er packt zusammen und keilt.

Um dem Abrieb zu begegnen, suchen Sie erneut nach einer Lösung, bei der die Ketten nicht durch das Material laufen. Entscheiden Sie sich auch für einen Zweikettenförderer anstelle einer Einkettenlösung. In einem Einkettenförderer verpackt das Material entweder auf dem linken oder rechten Kettenflug, wenn es in das Förderband eintritt. Dabei wird die Kette optimiert, beschädigt und die allgemeine Betriebseffizienz reduziert. Bei einem Zweikettenförderer kann dies nicht geschehen; die Paddel werden auf beiden Seiten gehalten, damit sie sich nicht verdrehen können, und die Ketten laufen in Mulden, die ihnen nicht viel Bewegung erlauben (wenn der Förderer so konzipiert ist).

Was den Verschleiß der Bodenplatten betrifft, so können Sie sich für eine abriebfeste Stahlplattierung entscheiden, um die Lebensdauer der Platten zu erhöhen. Noch wichtiger ist es, nach Förderbändern mit Paddeln und Ketten zu suchen, die nicht über die Bodenplatten schleifen. (Der Widerstand in Ihrem Trogförderer sollte sich nicht auf interne Komponenten beziehen.) Mehr noch als Holzabrieb werden Ketten und Paddel, die entlang des Förderbodens laufen, schnell durch die Paneele verschleißen. Dies ist nicht nur ein Problem des Verschleißes, sondern auch, wenn sich die Ketten und Paddel entlang der inneren Stahloberflächen bewegen, verringert die resultierende Reibung auch die Effizienz des Förderers. Das bedeutet, dass Sie mehr Geld ausgeben werden, um das Förderband anzutreiben, um seine innere Reibung zu überwinden, anstatt Material zu bewegen.

Doppelkettenförderer sind am besten in der Lage, die Paddel und Ketten von den Bodenplatten zu entfernen. Ketten können in ihren eigenen Bahnen platziert werden, und die Platten, die sie halten, können mit Toleranzen entworfen werden, die es den Ketten nicht erlauben, die Platten zu schaben. Das Herausziehen der Ketten aus dem Materialweg verringert auch das Materialvolumen, das zwischen den Rollen und den Kettenrädern entsteht. Wenn Fremdkörper in den Eingriff der Ketten und Kettenräder eindringen, kann die Rolle beschädigt werden.

Vor kurzem hatte ich ein Gespräch mit einem Ingenieur, dessen Kunde die Bodenplatten in seinen Förderanlagen alle sechs Monate austauschen musste. Dieser Kunde benutzte einen traditionellen Schleppförderer, bei dem die Kette und die Paddel über den Boden liefen. Das Ergebnis war ein System mit hohem Betriebsaufwand. Aber das musst nicht unbedingt du sein. Ein gut durchdachter Förderer wird dazu beitragen, dass Sie nicht mit den Kopfschmerzen konfrontiert werden, die durch ein schlecht implementiertes und qualitativ minderwertiges Fördersystem entstehen. Bessere Systeme kosten im Voraus mehr, aber sie sparen Ihnen in der Zukunft Geld.