Industriestaub, Rauch und Nebel
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Fördergeschwindigkeiten richtig beurteilen, um Geld bei der Entstaubung zu sparen

Von Ted Henderson, Bezirksleiter Donaldson Torit

Bei der Entstaubung sind die Fördergeschwindigkeiten und ihre Auswirkungen auf die richtige Konstruktion eines Systems von immenser Bedeutung. Die zu schnelle oder zu langsame Bewegung von Luft durch Rohrleitungen kann erhebliche und ebenso problematische Konsequenzen haben. Die optimale Fördergeschwindigkeit kann abhängig von der Art des Staubs in der Anwendung variieren. Es gibt jedoch verschiedene Konstruktionspraktiken und -geräte, mit denen Sie das optimale Luftvolumen und die resultierende Geschwindigkeit auswählen und aufrechterhalten können.

Im Handbuch zur industriellen Belüftung nachschlagen

Das Handbuch zur industriellen Belüftung (Industrial Ventilation Manual) 1 der ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienists) ist die in der Industrie anerkannte Hilfsquelle zur Bestimmung der empfohlenen Konstruktionspraktiken in der industriellen Belüftung und enthält Leitlinien zum Transportieren (oder Fördern) von Geschwindigkeiten. Im Allgemeinen gilt: Je schwerer ein Partikel, desto höher ist die erforderliche Fördergeschwindigkeit, um ihn durch eine Rohrleitung zu bewegen. Leichtere Partikel können mit niedrigeren Fördergeschwindigkeiten in Bewegung gehalten werden, was dazu beitragen kann, Ihre Betriebskosten zu senken.  

Probleme durch ungeeignete Fördergeschwindigkeiten

Unabhängig davon, ob es sich um leichte oder schwere Partikel handelt, müssen Sie die Kanäle so auslegen, dass sich kein Material aus dem Luftstrom in der Rohrleitung absetzen kann (Abbildung 1).

Abbildung 1 – Um das Absetzen von Staub in Rohrleitungen zu verhindern, ist eine geeignete Fördergeschwindigkeit erforderlich.

Zum Beispiel erfordert Bleistaub, der relativ schwer ist, in der Regel eine minimale Fördergeschwindigkeit von 4.500 Fuß pro Minute, während Schweißrauch, der viel leichter ist, möglicherweise 2.000–2.500 Fuß pro Minute erfordert. Wenn die Fördergeschwindigkeiten nicht ausreichen, um das Material durch die Rohrleitung zu bewegen, fällt der Staub möglicherweise ab und lagert sich in der Rohrleitung ab. Wenn die Rohrleitung nicht frei von Ablagerungen bleibt, können die Rohrleitung oder die Halterungen möglicherweise aufgrund der zusätzlichen Belastung versagen, oder die Ansammlung von Material kann zu anderen Risiken wie z. B. Brennbarkeit oder Korrosion führen.

Ein weiterer Nebeneffekt der Staubansammlung in der Rohrleitung ist die Verringerung der Querschnittsfläche der Rohrleitung. Da das Konstruktionsluftvolumen nun durch eine kleinere Querschnittsfläche gezogen wird, müsste die Luftgeschwindigkeit durch diesen Rohrleitungsabschnitt zunehmen, um den Konstruktionsfluss aufrechtzuerhalten. Wenn der Lüfter die statische Kapazität hat, die mit einer höheren Geschwindigkeit verbundene zusätzliche Energiebegrenzung zu überwinden, kann der Teil der Rohrleitung aufgrund der höheren Geschwindigkeiten eine erhöhte Abnutzung erfahren. In der Regel hat der Lüfter keine ausreichende statische Kapazität, und als Konsequenz wird die Gesamtluftmenge abfallen, was wiederum zu einer verringerten Auffangleistung an der Haube und insgesamt zu einer Verringerung der Systemleistung führt.

Die Aufrechterhaltung ausreichender Geschwindigkeiten, um zu verhindern, dass Staub in die Rohrleitung fällt, ist von großer Bedeutung. Es gibt aber auch negative Auswirkungen, die aus übermäßigen Rohrleitungsgeschwindigkeiten resultieren. Abrasive Stäube führen zu einem Verschleiß des Rohrleitungsmaterials, was eventuell dazu führen kann, dass Leitungen ersetzt werden müssen. Übermäßige Geschwindigkeiten können diesen Verschleiß beschleunigen. Des Weiteren erfordert es viel mehr Energie, Luft mit einer höheren Geschwindigkeit zu bewegen. Der Kauf eines Lüfters mit höherer statischer Kapazität erhöht die Kosten des Anfangskapitals und die Energiekosten jeden Tag, an dem der Lüfter läuft. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, das Konstruktionsluftvolumen mit der richtigen Fördergeschwindigkeit in Bewegung zu halten.

Vorteile der richtigen Steuerung der Fördergeschwindigkeiten

Es gibt eine Reihe von Methoden zur Steuerung der Fördergeschwindigkeiten – die erste ist die gute anfängliche Rohrleitungskonstruktion. Der Auswahlprozess der Rohrleitung sollte eine geeignete Fördergeschwindigkeit auf der Grundlage der Konstruktionsluftmenge sicherstellen.

Eine der Herausforderungen in praktischen Anwendungen besteht darin, dass Systeme möglicherweise nicht immer bei ihrer idealen Konstruktionsluftmenge arbeiten. Die Luftmenge durch das System kann relativ dynamisch sein. Ein sauberes Filtermedium wird sich beispielsweise schließlich mit Staub beladen. Der erhöhte Widerstand über die verschmutzten Filter kann dann die Luftmenge reduzieren, die vom Lüfter bereitgestellt wird, was zu einer geringeren Luftmenge durch das Rohrleitungssystem und die Hauben führt. Diese Verringerung der Luftmenge wird häufig korrigiert, indem eine Auslassklappe am Lüfter geöffnet wird, um den Widerstand auszugleichen, der entsteht, wenn die Filter einen Staubkuchen aufbauen. Die Klappenmethode ist jedoch nur wirksam, wenn Mitarbeiter die Situation überwachen. Ein üblicher Fehler bei diesem Ansatz besteht darin, nicht daran zu denken, die Klappe wieder in die alte Position zu bringen, um zum projektierten Luftstrom zurückzukehren, wenn neue Filterelemente eingebaut werden, welche nicht den Widerstand durch Staubbeladung besitzen. Oft bleibt die Klappe in der vollständig geöffneten Position, wenn neue Filter montiert wurden und das System mit einer erhöhten Luftmenge läuft. Dieser Fehler kann zu übermäßigem Luftvolumen an den Hauben führen, was Probleme wie das Sammeln unerwünschter Produkte verursachen kann. Dies kann auch die Abriebraten im Rohrleitungssystem erhöhen sowie die effektive Lebensdauer der Filter drastisch reduzieren, was einen häufigeren Austausch und eine häufigere Wartung erfordert.

Abbildung 2 – Luftstromregler

Ein zuverlässigerer Weg zur Aufrechterhaltung der Konstruktionsluftmenge im System ist die Verwendung eines Luftstromreglers. (Abbildung 2). Dieses Gerät überwacht den statischen Druck im Staubsystem direkt vor der Entstaubungsanlage und sendet ständig eine Rückmeldung an einen Frequenzumrichter am Lüfter, um die Gebläsedrehzahl einzustellen. Diese Anpassung an die Lüfterdrehzahl kann dann ein gleichbleibendes Luftvolumen durch das Rohrleitungssystem aufrecht erhalten. Da die Luftmenge und die Rohrleitungsgeschwindigkeit proportional sind, bleibt die Fördergeschwindigkeit in den Rohrleitungen stabil, und das System arbeitet unter Konstruktionsbedingungen konstant und gewährleistet eine effektive Staubsammlung.

Kosteneinsparungen ohne Ende

Es ist wichtig, die Fördergeschwindigkeiten in Ihrem Entstaubungsanlagen-Rohrleitungssystem zu verstehen. Zu niedrige oder hohe Fördergeschwindigkeiten können jeweils unerwünschte Konsequenzen mit sich führen – vom in der Rohrleitung ausfallenden Staub bis zu übermäßigem Rohrleitungsabrieb. Es gibt ebenfalls wirtschaftliche Vorteile bei der Optimierung der Luftmenge im System, um die gewünschte Fördergeschwindigkeit sicherzustellen. Sie können Betriebskosten beim Systemventilator sparen und den täglichen Betriebsaufwand für diesen Lüfter reduzieren, indem Sie mit geeigneten und optimierten Fördergeschwindigkeiten arbeiten. Zusätzliche Einsparungen können realisiert werden, da Sie auch die Probleme im Zusammenhang mit Rohrleitungsabrieb und/oder unerwünschtem Staubabfall in Ihren Rohrleitungen reduzieren.


1 Industrielle Ventilation: A Manual of Recommended Practice for Design (28th ed.). (2013). Amer Conf of Governmental.

 

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

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