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Minimierung von Ausfallzeiten und Produktionsausfällen im Schlauchfilter-Betrieb

Von Kyle Nannenga, Plissee-Taschenfilter-Experte Donaldson Torit 

In jeder Branche gibt es Zeiten, in denen geplante Aktivitäten nicht in einem Prozess stattfinden. Im Anlagenbetrieb bedeutet dies oft einen bestimmten Zeitraum, in dem die Produktionsausrüstung offline oder nicht verfügbar ist. Dieses Phänomen nennt man Ausfallzeit, und es kann sowohl vom Gesichtspunkt der Geräte als auch hinsichtlich der verlorenen Produktionszeit äußerst kostspielig sein.

Es ist wahrscheinlich unrealistisch zu erwarten, dass eine Anlage 24 Stunden am Tag, 7 Tage die Woche und 365 Tage im Jahr ohne Probleme läuft. Daher müssen Werksleiter Zeiträume für die Wartung von Systemen festlegen.

Es gibt zwei Arten von Ausfallzeit – geplant und ungeplant. Und es gibt Kosten, die mit jeder verbunden sind.

Geplante Ausfallzeit

In den meisten Betriebsabläufen gibt es geplante Zeiträume pro Woche, Monat, Quartal und/oder Jahr, in denen bestimmte Geräte vom Betrieb genommen werden, um eine präventive Wartung zu ermöglichen. Dies wird allgemein als geplant oder geplante Ausfallzeit bezeichnet, wenn Geräte von der Produktion genommen werde. Diese geplanten Ausfallzeiten sind unbedingt erforderlich, um ungeplante Produktionsunterbrechungen zu vermeiden. Die vorherige Planung dieser regelmäßigen Überprüfungen ermöglicht dem Personal die erforderliche Zeit für die Durchführung von Wartungsprüfungen und/oder die Reparatur von Geräten, um sicherzustellen, dass die Geräte mit der erforderlichen Kapazität laufen.

Ungeplante Ausfallzeit

Ungeplante Ausfallzeiten, wie der Name schon sagt, treten unerwartet auf und sind schwer vorherzusagen.  Solche ungeplanten Ausfallzeiten verursachen erhebliche Störungen des Anlagenbetriebs. Das Anlagenpersonal hat in der Regel nur ein Ziel vor Augen, wenn ungeplante Ausfallzeiten auftreten: die Produktion so schnell wie möglich wieder zum Laufen bringen. Für jede Minute, in der eine Anlage nicht läuft, können die Verluste von einigen tausend US-Dollar pro Stunde bis zu mehreren hunderttausend US-Dollar pro Stunde reichen!

Abbildung 1: Plissee-Filtertaschen tragen zur Reduzierung von Ausfallkosten bei
Bewusstsein für Ausfallzeiten

Studien, die sich mit den durchschnittlichen Produktionsausfallkosten pro Branche befassen, machen Unternehmen zunehmend darauf aufmerksam, wie wichtig es ist, sowohl ungeplante als auch geplante Ausfallzeiten in ihrem Betrieb zu reduzieren.

Instandhaltungsleiter haben derzeit die Aufgabe, die Betriebsdauer und Zuverlässigkeit von Produktionsanlagen zu erhöhen, Produktionsausfallzeiten zu reduzieren und die allgemeine Sicherheit und die Arbeitsbedingungen in der Produktionsumgebung zu verbessern. Diese Anforderungen haben die Bedeutung von Qualitätsprodukten in Produktionsanlagen sowie die Bedeutung der Instandhaltung im Anlagenbetrieb hervorgehoben.

Ein Bereich, auf den sich Instandhaltungsleiter konzentrieren, ist die verbesserte Leistung und längere Lebensdauer ihrer Entstaubungsgeräte.

Staubkontrolle

In vielen Anlagenbetrieben ist die Staubkontrolle ein integraler Bestandteil des Produktionsprozesses. Entstaubungsanlagen arbeiten mit Anwendungen in beispielsweise folgenden Bereichen: Filtersammler (üblicherweise in pneumatischen Schüttgutförder- und zentralen Vakuumsystemen eingesetzt), Entstaubung (Sackabfüller, Behälterlüftung, Großverpackung, Wagen- und LKW-Beladung sowie Bandförderer) und Prozesslüftung (Schleifen, Fräsen, Zerkleinern, Trockneranwendungen und Mischen und Vermengen).

Die häufigste Entstaubungsanlage in Anlagenbetrieben ist die herkömmliche Schlauchfilter-Entstaubungsanlage. Die herkömmliche Schlauchfilter-Entstaubungsanlage verwendet Taschenfilter oder Sockenfilter, um Staub aus einem Förderluftstrom zu entfernen. Viele Schlauchfilter-Konstruktionen verlängern die Filterlebensdauer durch Verwendung von Druckluft zur regelmäßigen Reinigung der Filter, um den abgelagerten Staubkuchen zu entfernen und die Fließeigenschaften des Filters wieder herzustellen.

Schlauchfilter sind seit Jahrzehnten die Schwerstarbeiter in der Industrie. Wenn Schlauchfilter älter werden, benötigen sie mehr Aufmerksamkeit oder vorbeugende Wartung, um den Betrieb aufrechtzuerhalten, und je größer der Schlauchfilter ist, desto mehr Pflege benötigen die Taschenfilter. Taschenfilter werden in der Regel ausgewechselt, wenn der durchschnittliche Druckverlust zu hoch wird, oder bei gestörten Bedingungen, die die Taschen beschädigen können (z. B. Taschenabrieb, Staubverstopfung, Temperaturanstiege oder nur falsche Anwendung).

Das Wechseln von Filtern in Entstaubungsanlagen kann sehr arbeitsintensiv, zeitaufwendig und – offen gesagt – ein schmutziger Prozess sein. Der Prozess des Entfernens von Filterstützkörben und dann der schmutzigen Taschen kann eine enorme Menge an Personalzeit verbrauchen. Abhängig von der Anzahl der Filtertaschen und der Konstruktion der Entstaubungsanlage kann die Gesamtzeit für einen Filtertaschenwechsel länger als 24 Stunden dauern. Selbst während der geplanten Ausfallzeit kann dieser Prozess die Betriebsmitteloperationen, die beim Stilllegen geplant wurden, deutlich überschreiten.

Wenn Störungen auftreten (d. h. gerissene oder abgeriebene Taschen, vorzeitiges Verstopfen der Taschen oder beschädigte Taschen bei hohen Temperaturanstiegen), eskalieren die ungeplanten Stillstandszeiten zu einer sehr zeitintensiven, kritischen und kostspieligen Situation. Wenn Ersatztaschen nicht auf Lager sind, muss der Instandhaltungsleiter möglicherweise zusätzliche Gebühren zahlen, um die Lieferung von Ersatztaschen zu beschleunigen – manchmal mit zusätzlichen Kosten von mehreren tausend US-Dollars. Selbst wenn die Taschen in der Anlage eingehen, kann es noch mehr als 12 bis 24 Stunden dauern, bis die Taschen vollständig ersetzt sind. Um diese Taschen schnell zu erhalten, entstehen neben den unerwarteten Kosten für die Ersatztaschen und die beschleunigte Lieferung auch weitere bedeutende Kosten wie die Kosten pro Stunde für verlorene Produktion. In einigen Einrichtungen und Branchen könnte eine solche Störung eine Fabrik weit über 250.000 USD an verlorener Produktion kosten!

Minimierung von Ausfallzeiten

Ein Teil der Herausforderung bei der Minimierung sowohl geplanter als auch ungeplanter Ausfallzeiten besteht darin, die Betriebsstunden zu reduzieren, die zum Durchführen eines Filterwechsels erforderlich sind, während gleichzeitig die Lebensdauer der Filter verlängert wird. In Kombination wird die längere Lebensdauer und der schnellere Wechsel die Ausfallkosten reduzieren. In Anbetracht dieser Tatsache hat sich in den letzten Jahren eine Verlagerung vom Kauf herkömmlicher Taschenfilter zum Kauf von Plissee-Taschenfiltern für den Schlauchfilterbetrieb ergeben.

Ein Plädoyer für Plissee-Taschenfilter

Plissee-Taschenfilter kombinieren die funktionellen Vorteile herkömmlicher Taschenfilter mit den Vorteilen der Patronenfilter-Technologie. Plissee-Taschenmedien sind aus Spinnvlies-Polyester, ePTFE-Membran und Nanofaser auf Spinnvlies erhältlich.  Jede dieser Medienoptionen kann die Effizienz des Plissee-Taschenfilters optimieren. Plissee-Taschenmedien bieten höhere Wirkungsgrade und mehr Filtermedien in einem Filterpack, die viel kürzer als herkömmliche Taschenfilter sind. Als Ergebnis dieser Merkmale können Plissee-Taschenfilter im Durchschnitt das zwei- bis dreifache der Filterlebensdauer eines herkömmlichen Taschenfilters bieten.

Wie Plissee-Taschen Ausfallzeiten minimieren

Als direkter Ersatz für herkömmliche Taschenfilter und -körbe bieten Plissee-Taschenfilter eine längere Filterlebensdauer und weniger Wartung. Das Anlagenpersonal muss keinen Filterstützkorb und dann eine Filtertasche während des Filterwechsels ziehen. Der Ein- und Ausbau der Plissee-Taschenfilter ist aufgrund der einteiligen Ausführung der Plissee-Taschen schneller und einfacher. Die einfache Installation verringert auch die Staubexposition des Wartungspersonals, da der Austausch ein wesentlich saubereres Verfahren ist. 

Die Beseitigung des Korbs und die Verwendung kürzerer Plissee-Taschenfilter vereinfachen die Installation und reduzieren den Austausch auf einen Bruchteil der Zeit. Dies verringert die verlorene Produktionszeit und die Wartungs- und Arbeitskosten, die dem Auswechseln herkömmlicher Taschenfilter und -körbe zugeschrieben werden.

Die kürzere Länge der Plissee-Taschenfilter bietet auch eine vergrößerten Ausfallfläche, die Materialausfall begünstigt, wodurch schwerere, stärker abrasive Partikel in den geöffneten Raum fallen können, während leichtere Stäube durch die wirksamen Medien gefiltert werden. Dies reduziert den potenziellen Abrieb an den Plissee-Taschenfiltern deutlich, was zu einer längeren Lebensdauer der Plissee-Taschenfilter führt und die Ausfallzeit verringert, die mit dem Abrieb der Taschen verbunden ist.

Der Plissee-Taschenfilter kann auch einen deutlich niedrigeren Druckverlust im Vergleich zu herkömmlichen Taschenfiltern bieten. Die vergrößerte Filterfläche und die höhere Permeabilität von Plissee-Filtermedien bieten einen leichteren Weg für die Luftströmung. Ein gegebenes Luftvolumen pro Zeiteinheit (CFM) kann bei einem niedrigeren Druckverlust verarbeitet werden, was sich in Energieeinsparungen niederschlägt. Und weniger Energie bedeutet niedrigere Betriebskosten, was dem Betriebsbudget der Anlage zugute kommt.

Abbildung 2: Typische Plissee-Filtertascheninstallation in einem Schlauchfilter

In einigen Fällen kann der geringere Druckverlust, der mit Plissee-Taschenfiltern verfügbar ist, Plissee-Taschenfiltern ermöglichen, eine größere Luftmenge mit der gleichen Energiemenge zu bewegen. Besondere Aufmerksamkeit für Entstaubungsanlagen-Konstruktionen und Luftströmungsmuster ist jedoch kritisch, wenn man diesen potenziellen Nutzen berücksichtigt.

Schließlich kann die erhöhte Effizienz, die bei Plissee-Taschenmedien wie ePTFE-Membranen oder Nanofasermedien verfügbar ist, eine verbesserte Leistung beim Auffangen von Staubpartikeln unter einem Mikrometer ermöglichen – hier können herkömmliche Taschenfilter gerade keine Leistung mehr bereitstellen.  Plissee-Taschenfilter können also sehr nützlich in Situationen sein, in denen Schlauchfilter-Entstaubungsanlagen die Filtrationsleistung verbessern müssen. Diese Effizienz in Verbindung mit dem verbesserten Oberflächenfiltrationsverhalten von Plissee-Taschenmedien kann sowohl eine längere Filterlebensdauer als auch geringere Emissionen bieten.

Fallstudie zu Plissee-Taschenfiltern bei der Reduzierung von Ausfallzeiten

Ein Produktionswerk im Südwesten der USA hatte große Ausfallzeiten mit seiner Schlauchfilter-Entstaubungsanlage bei einer Trockneranwendung. Die abrasive Natur der Anwendung führte dazu, dass das Personal alle fünf Wochen die Filtertaschen wechselte. Ungeplante Ausfallzeiten führten zu Verlusten von durchschnittlich 20.000 USD pro Stunde, sodass das 12 Stunden dauernde Wechseln in Verbindung mit diesem Schlauchfilter einen Verlust von 250.000 USD pro Ereignis aufwies.

Ein Umstieg auf Plissee-Taschenfilter ermöglichte nicht nur mehr Oberflächenfiltration, sondern auch eine kürzere Filterkonfiguration. Plissee-Taschenfilter ermöglichten es dem Kunden auch, den Schlauchfilter mit einem geringeren Druckverlust zu betreiben, während das Problem des Abriebs der Taschenfilter praktisch beseitigt wurde.

Die Frequenz des Filterwechsels verbesserte sich von einem Wechsel alle fünf Wochen auf einen alle 24 Monate, und die Zeit, um tatsächlich einen Filterwechsel durchzuführen, verringerte sich von 12 Stunden auf nur vier Stunden. Plissee-Taschen hielten nicht nur länger, sondern auch die Wartungszeit, um sie auszutauschen, wurde deutlich reduziert, sodass dieser Kunde verlorene Produktionszeit minimieren konnte.

Während aus gutem Grund mehr Aufmerksamkeit auf Ausfallkosten gerichtet wird, sollten Sie daran denken, welchen Mehrwert Plissee-Taschenfilter in Anwendungen bieten können. Durch höhere Wirkungsgrade, einen langsameren stabilisierten Druckverlust und eine längere Filterlebensdauer können Sie den Anlagenbetrieb erheblich verbessern und gleichzeitig geplante und ungeplante Ausfallzeiten reduzieren.

Wir können Ihnen helfen, die optimale Lösung für Ihre Anwendung zu finden.

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