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In che modo uno stabilimento tessile ha beneficiato del miglioramento dei filtri
I compressori d'aria svolgono ruoli fondamentali negli impianti di produzione, azionano vari macchinari e svolgono innumerevoli altre funzioni. Più polveroso è l'ambiente dell'impianto, più costosi sono i filtri dell'aria che puliscono l'aria aspirata per il compressore. I tradizionali filtri di cellulosa possono intasarsi rapidamente, mentre le nuove tecnologie di filtrazione Donaldson possono ottenere rapidamente un ritorno sull'investimento.
Un polveroso stabilimento tessile in Cina ne è un esempio. I tempi di inattività dei compressori d'aria nello stabilimento sono stati notevolmente ridotti dopo la sostituzione dei convenzionali filtri dell'aria con filtri ad alta efficienza che utilizzano la tecnologia a fibre fini brevettata Donaldson. I filtri Donaldson hanno esteso di cinque volte l'intervallo di manutenzione per i filtri dell'aria in questo stabilimento, riducendo notevolmente i costi di manutenzione e migliorando l'affidabilità del sistema per il proprietario dello stabilimento.
Un ambiente impegnativo
Lo stabilimento tessile in questione, nella provincia cinese dello Shandong, prevede circa 600 compressori per azionare vari macchinari e operazioni. Con una varietà di fibre e altro particolato nell'aria, i filtri dell'aria del compressore si ostruivano e innescavano allarmi per un flusso d'aria limitato dopo meno di 200 ore di servizio, in alcuni casi anche dopo sole 50 ore. Gli operatori tentavano di pulire i filtri invertendo i flussi d'aria, ma con un successo limitato nel tempo, a volte guadagnando soltanto altre 100 ore di vita utile del filtro. Inoltre, la pulizia dei filtri con aria ad alta pressione non rappresentava una soluzione pratica. L'uso di aria ad alta pressione per rimuovere lo sporco da un filtro dell'aria danneggia inevitabilmente il delicato mezzo filtrante, provocando piccole lacerazioni che consentono il passaggio di una maggior quantità particelle più grandi.
Per migliorare la situazione, il fornitore di compressori d'aria ha discusso con Donaldson della possibilità di sostituire i filtri dell'aria in cellulosa con filtri a fibra fine a caricamento superficiale che impiegano la tecnologia Ultra-Web® di Donaldson. Mentre i tradizionali filtri in cellulosa forniscono efficienze di circa il 99 percento, la tecnologia delle fibre fini può fornire efficienze del 99,99 percento.
Come funziona la tecnologia
I mezzi filtranti l'aria aspirata sono stati tradizionalmente realizzati in fibre di cellulosa o in una miscela sintetica di cellulosa. La tecnologia Ultra-Web di Donaldson utilizza un mezzo a fibra fine realizzato con un processo di elettrofilatura che produce una fibra sintetica fine, continua e resiliente con un diametro compreso tra 0,2 e 0,3 micron. La tecnologia Ultra-Web fornisce un'elevata efficienza stabilendo ridotti spazi tra le fibre che intrappolano la polvere sulla superficie del mezzo, come mostrato nelle Figure 1 e 2. La polvere intrappolata sulla superficie del mezzo forma un "ammasso di polvere" che rimane permeabile all'aria, il che significa che la restrizione attraverso il filtro aumenterà più lentamente rispetto a un mezzo di cellulosa a caricamento profondo, dove la polvere rimane intrappolata in profondità nel mezzo e può bloccare passaggi di flusso d'aria.
Figura 1: la tecnologia Ultra-Web forma una rete a fibra fine che intrappola la polvere sulla superficie del mezzo filtrante.
Figura 2: la polvere sulla superficie di un filtro a fibra fine.
Prova dell'alternativa
Per determinare l'effetto dei filtri ad alta efficienza, gli operatori hanno installato i filtri a fibra fine su cinque compressori che avevano precedentemente utilizzato un tradizionale mezzo di cellulosa. I gruppi filtri originali e montati verticalmente sono stati sostituiti con i nuovi gruppi filtri Donaldson, che ospitavano i filtri Ultra-Web in una configurazione orizzontale. Gli operatori hanno monitorato le operazioni, confrontando i tempi di innesco degli allarmi per una restrizione del flusso d'aria su entrambi i tipi di filtri. I risultati sono stati impressionanti.
Confronto tra le ore e l'allarme per una restrizione elevata
Figura 3: la tecnologia Ultra-Web ha notevolmente esteso il tempo di innesco degli allarmi per restrizione.
Come mostrato nella Figura 3, i filtri Ultra-Web hanno aumentato il tempo medio di innesco degli allarmi da circa 300 ore a oltre 1.500 ore, un intervallo di tempo di cinque volte maggiore. La Figura 3 mostra il numero di ore di funzionamento per raggiungere un certo livello di calo di pressione. Il carico superficiale contribuisce a un più lento aumento della restrizione e quindi a una lunga durata dei filtri.
L'elevata efficienza dei filtri era evidente anche nelle ispezioni visive. Come mostrato nella Figura 4, una quantità ingente di polvere e altro particolato è stata catturata all'esterno del filtro al termine del periodo di prova, mentre l'interno ha mostrato una quantità significativamente minore di polvere, tanto da sembrare pulito quasi come un nuovo filtro.
Azioni successive al test in questo stabilimento
Dopo il test, l'operatore dello stabilimento tessile ha sostituito tutti i depuratori dell'aria delle sue 600 macchine con i filtri Ultra-Web Donaldson, risparmiando oltre 1 milione di dollari all'anno in costi operativi. La sostituzione dei filtri ha determinato anche un risparmio annuale di manodopera di oltre 7.000 ore a persona. Ciò equivale a circa 3,5 dipendenti a tempo pieno.
Altre considerazioni
Lo stabilimento tessile cinese è un ottimo esempio di come una migliore filtrazione dell'aria possa avere un impatto significativo sull'efficienza complessiva del sistema. Il filtro dell'aria deve essere visto come una parte importante di un "ecosistema" di filtrazione, che comprende anche un filtro dell'olio e un separatore aria-olio, come mostrato nella Figura 5. Le prestazioni migliorate in un solo componente di filtrazione hanno un impatto diretto sulle prestazioni degli altri componenti di filtrazione.
L'impatto che i componenti di filtrazione hanno l'uno sull'altro può essere compreso considerando l'effetto dei filtri dell'aria sulla durata del separatore aria-olio. I filtri dell'aria di alta qualità producono un aumento più lento della restrizione attraverso i separatori aria-olio, supportando una lunga durata del separatore aria-olio e diminuendo il calo di pressione attraverso il componente. Il calo di pressione toglie efficienza ai compressori: in altre parole, la stessa quantità di elettricità produce meno energia di aria compressa quando vengono introdotti cali di pressione. Un calo di pressione aggiuntivo di solo 1 psi riduce sostanzialmente l'emissione del compressore di circa lo 0,5 percento.
Sebbene i risultati dei singoli siti possano variare a seconda del contaminante presente, degli attuali filtri utilizzati e di altre variabili simili, la maggior parte degli impianti che attualmente utilizza filtri dell'aria a bassa efficienza, come i tradizionali filtri di cellulosa, può avere il vantaggio di selezionare un filtro ad alta efficienza. Oltre agli stabilimenti tessili, altre industrie che potrebbero trarre vantaggio da una filtrazione di alta qualità includono impianti di betonaggio, impianti di lavorazione del legno e praticamente qualsiasi altra struttura in cui sono presenti polvere e particolato. Un punto chiave da ricordare è che un sistema è valido solo quanto il suo anello più debole e l'intero ecosistema dovrebbe essere tenuto in considerazione al momento della selezione delle apparecchiature di filtrazione. Il team Donaldson può aiutarti a trovare le soluzioni adatte all'ecosistema, in linea con i tuoi requisiti di sistema unici.
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