Joe Kiolbasa, менеджер Donaldson Torit

Економічно ефективні стратегії розміщення пиловловлювача

Коли справа доходить до розміщення пиловловлювачів для обробки матеріалів у обробній промисловості, існує кілька стратегій. Неправильний вибір може збільшити виробничі витрати. Правильний варіант розміщення залежить від застосування та потреб об’єкта.

Стратегія централізованого збору пилу

Одна зі стратегій розміщення пиловловлювачів полягає в установці єдиної конструкції за межами будівлі та прокладання повітроводів на різні ділянки виробництва, де утворюється пил. Таке рішення називають центральною системою аспірації.

Така система має кілька переваг. По-перше, це відносно невеликий простір, що займається у місці розташування джерела пилу. На заводі з переробки порошку та сипучих матеріалів існує безліч вузлів та процесів, які генерують пил, у тому числі точки транспортування на конвеєрі, аспіраційні отвори, змішування, вивантаження мішків та місця наповнення мішків. Багато з цих програм генерують пил у місцях з обмеженим простором. При використанні стратегії централізованої системи розміщення аспіраційного фільтра в місці утворення пилу можна встановити витяжний кожух, після чого пил потрапляє в установку. Кожухи займають відносно мало місця в порівнянні з цілою установкою, що допомагає вирішити проблему обмеженого простору.

Ще однією перевагою централізованого розміщення фільтрувальної установки є те, що до однієї установки можна підключити кілька джерел утворення пилу. Це означає, що потрібно менше установок для контролю та обслуговування місць збирання пилу.

Хоча ці переваги здаються гарними, є деякі недоліки, які слід враховувати під час виборів такої системи. По-перше, підхід централізованого розміщення вимагає розробки проектної документації на додаток до витрат на придбання повітроводів, існує також необхідність у їх монтажі та обслуговуванні, особливо якщо пил абразивний, або якщо повітроводи будуть піддаватися впливу навколишнього середовища.

Ще один недолік підходу централізованого збору пилу полягає в тому, що в одному бункері фільтра поєднуються різні види пилу від різних виробничих процесів. Якщо зібраний пил несумісний, існує ризик виникнення пожежі, вибуху чи корозії. Навіть якщо різні види пилу є сумісними, комбінована суміш може не підходити для переробки. Це може означати, що отриману суміш, можливо, потрібно везти на звалище; тут же додаються зайві витрати на транспортування та захоронення відходів.

Збільшення витрат енергії є ще одним потенційним недоліком централізованого розміщення аспіраційного обладнання. При централізованому розміщенні система витягує пил із усіх кожухів, з’єднаних із установкою, навіть якщо працює лише один елемент обладнання. Енергія витрачається марно, всмоктуючи повітря із місць, де не утворюється пил. Але цей недолік можна зробити перевагою: на кожну точку забору можна встановити засувку, а також частотний перетворювач на вентилятор. Але при цьому фільтр повинен бути розрахований на максимальну витрату повітря.

Якщо пил, утворений від декількох процесів виробництва, забирає один пиловловлювач, то може знадобитися відключення більшої частини виробничих ліній, коли настане час обслуговування пиловловлювача. Це може підштовхнути підприємство до обслуговування фільтрувальної установки тільки у вихідні або святкові дні, що призводить до збільшення витрат на оплату праці, а також збільшиться простій підприємства.

Стратегія виділення пиловловлювача на кожен процес

Друга стратегія включає виділення (встановлення) пиловловлювача для кожного конкретного процесу, що генерує пил, або для кожної області, що виробляє пил. Потенційна перевага цього підходу в порівнянні з централізованим розміщенням полягає в тому, що одна установка збирає пил одного типу, що дозволяє не змішувати пил різних типів і не вивозити отримані відходи на звалище.

Інша перевага – менші установки у певних точках. Це дозволяє обслуговувати одне місце виділення пилу, не зупиняючи весь процес виробництва. Цей підхід також дозволяє адаптувати енергоспоживання, що відповідає змінам у виробництві, оскільки фільтрувальні установки працюють лише тоді, коли у конкретній робочій зоні виходить пил.

Одним із очевидних недоліків спеціальної стратегії розміщення установок є необхідне збільшення їхньої кількості, у тому числі й вентиляторів. На перший погляд, це може здатися правдою. Однак у більшості випадків стратегія встановлення окремого пиловловлювача на кожен виробничий процес буде коштувати дешевше, ніж централізована, якщо врахувати економію витрат за рахунок:

  • використання повітроводів меншого розміру;
  • зменшеної довжини повітроводів;
  • скорочення часу на встановлення;
  • зниження загальних вимог щодо потужності устаткування.

Хоча стратегії централізованого та окремого розміщення, мабуть, мають серйозні недоліки, вони все ж таки хороші для випадків, де пил, що збирається, вважається частиною відходів. Яскравим прикладом може бути пил, що виникає при очищенні в зерновій промисловості.

Інтегрована стратегія збирання пилу

Третя і найбільш інноваційна стратегія розміщення – це вбудований пиловловлювач. Ця стратегія передбачає встановлення пиловловлювача безпосередньо до місця процесу виробництва, тому зібраний пил повертається назад у технологічний процес. Раніше цю стратегію можна було використовувати лише у випадках, де біля процесів виробництва була доступна велика кількість простору. Нові технології збору пилу тепер дозволяють пиловловлювачам бути набагато меншими, тому вони поміщаються навіть у найвужчі місця. Гофровані рукавні фільтрувальні елементи та картриджі, які також мають компактну форму, дозволяють значно зменшити розміри самих фільтрувальних установок. Таке рішення передбачає вміщення більшої кількості фільтрувального матеріалу (фільтрувальних елементів) у меншому обсязі конструкції. Такі установки на 70% менші, ніж традиційні рукавні фільтри.

Стратегія Інтегрованого пиловловлювача має багато переваг. По-перше, оскільки пиловловлювач фактично розташований саме там, де утворюється пил, повітропроводи в системі аспірації не потрібні. Це дозволить знизити витрати на самі повітропроводи, на їх встановлення та обслуговування (особливо при роботі з абразивним пилом).

Економія енергії є ще однією перевагою цього підходу. При використанні методів централізованого або окремого розміщення, про які йшлося раніше, вентилятор витягує пил з витяжних шаф у точках його утворення через повітропроводи в пиловловлювачі. Залежно від діаметра та довжини системи повітроводів, може знадобитися встановлення набагато більшого вентилятора, що споживає велику кількість електроенергії для транспортування пилу у фільтрувальну установку. Інтегрований підхід до розміщення фільтрувальної установки не передбачає використання повітроводів або кожухів, тому що сам пиловловлювач служить кожухом. Найчастіше вентилятор невеликого розміру все ще може знадобитися для підтримки процесу всмоктування пилу. У цьому випадку необхідний розмір двигуна вентилятора буде значно меншим, а споживана потужність буде меншою, оскільки немає необхідності переносити пил через повітроводи аж до віддаленої установки. Залежно від частоти застосування щорічна економія енергії може бути досить значною.

Інтегроване розміщення також призводить до того, що зібраний пил повертається назад у процес. Це дозволяє Замовнику економити гроші у кількох областях. З централізованим або окремим рішенням від зібраного пилу потрібно позбутися. Якщо у зібраному пилу є цінність, його потрібно якимось чином транспортувати, щоб повернути у процес. Це означає його повернення (додана вартість обладнання) або ручне транспортування назад партіями до технологічного потоку (вартість робочої сили). Якщо пил не становить жодної цінності, його все одно необхідно транспортувати на звалище або місце поховання, що призводить до витрат на транспортування та поховання відходів.

Інтегрований підхід, так само як і підхід з окремим розміщенням, може вимагати кілька пиловловлювачів малого розміру, а не одного великого. Це означає, що потрібно обслуговувати більше установок. Але такий підхід може виявитися корисним, оскільки можна обслуговувати будь-який конкретний пиловловлювач без переривання всього ланцюжка процесу виробництва. Це дозволяє проводити технічне обслуговування протягом звичайного робочого дня, тому зупиняти виробництво на вихідні чи святкові дні не знадобиться. Це також означає, що весь виробничий процес або більша його частина не залежатиме від одного пиловловлювача.

Зрештою, оскільки інтегроване рішення використовує менші за розміром установки (компактний дизайн, без бункера, без опор), витрати на вантажні та монтажні роботи значно знижуються.

Щоб краще зрозуміти переваги інтегрованого підходу, розгляньмо приклади з реального життя.

Приклад 1

Станція розвантаження зерновозів у центральній частині США спочатку проектувалася без збирання пилу. Після того, як об’єкт почав працювати, керівники швидко зрозуміли, що необхідні пиловловлювачі. Дилер Donaldson Torit встановив чотири фільтрувальні установки Torit PowerCore CPV-6 (пиловловлювачі з компактними фільтрувальними елементами) в кожному з відсіків для вантажних автомобілів. Оскільки не було достатньо місця для установки вентиляторів безпосередньо на кожному з пиловловлювачів, повітропроводи з’єднували фільтрувальні установки з вентиляторами за межами відсіків. Незважаючи на те, що дане рішення не має всієї економії енергії, яка зазвичай досягається при використанні інтегрованої стратегії, власник об’єкта радий, що у нього немає абразивного пилу, що проходить через повітропроводи. Це становить значну економію при їхньому обслуговуванні. Йому також подобається, що замінюється менше фільтрів, тому що кожен картридж замінює шість рукавних фільтрувальних елементів висотою вісім футів (2,5 м), які об’єкт використав би, якби він встановив фільтрувальну установку зовні будівлі. Легкий доступ до фільтрів є бонусом.

Якби на місці можна було використовувати п’ять вентиляторів HP, встановлених на кожному з пиловловлювачів, замість того, щоб направляти їх на центральний вентилятор потужністю 25 к.с. за межами будівлі, кожен розвантажувальний відсік вантажівки міг би заощадити 2391 дол. США на рік на витратах на електроенергію (за умови 4000 годин роботи та вартість 15 центів за кіловат-годину). Оскільки тут фактично чотири відсіки, загальна економія в цьому прикладі могла б становити 9564 дол. США на рік.

Приклад 2

Іншим прикладом переваг комплексного підходу до збирання пилу є станція перевантаження Southern Cement у Мобілі, штат Алабама. Тут вивантажують цемент і пневматично транспортують його в три окремі сховища, доки він не буде переданий для завантаження у вантажівки чи вагони. Коли цемент доставляється у сховища, пилоуловлювачі контролюють пил і зберігають його в кожному сховищі.

Початковий задум включав три центральних пиловловлювача (одна фільтрувальна установка розташована зовні кожного з відсіків для зберігання). Однак дилер Donaldson Torit запропонував більш ефективне рішення: використовувати інтегроване рішення, встановивши п’ять установок Donaldson Torit Dalamatic Insertable на даху кожного відділення для зберігання. Вентилятори, прикріплені до кожного вбудованого фільтра, тепер всмоктують запилене повітря через фільтри. І хоча для обох рішень потрібно було зміщення 20 000 кубічних футів за хвилину повітря у відсік для зберігання, за допомогою інтегрованого рішення Dalamatic Insertable потрібен менший статичний тиск, оскільки всі втрати у повітроводі були усунені. Це призвело до економії електроенергії понад 18 000 доларів на рік. Замовник також має такі переваги:

  • Немає необхідності у роторних клапанах або гвинтових конвеєрах для транспортування зібраного цементного пилу, оскільки цементний пил повертається з фільтрувальної установки безпосередньо назад до сховищ.
  • Якщо необхідно обслуговувати фільтри, це можна зробити окремо з кожної установки, не зупиняючи весь виробничий процес.
  • Повітропроводи не потрібні, що економить на початковій вартості та обслуговуванні.

Існує кілька стратегій розміщення пиловловлювачів, які можна використовувати на установці для обробки порошкових та сипких матеріалів. Але використання саме інтегрованого рішення (коли це можливо) призведе до економії коштів у багатьох формах.