Vantaggi di una sostituzione completa del filtro del collettore di polveri

Di Ted Henderson, Ingegnere di applicazioni di Donaldson Torit

Risparmia denaro sostituendo tutti i tuoi filtri in una sola volta

Una corretta manutenzione del collettore di polveri è importante per prolungare la vita utile del filtro e assicurarsi che il collettore consumi meno energia possibile. Proprietari e operatori del collettore di polveri ritengono talvolta di essere parsimoniosi scegliendo di sostituire un singolo filtro danneggiato anziché sostituirli tutti. Mentre questa soluzione più semplice e rapida può apparire una scelta economica, può in realtà comportare più frequenti sostituzioni del filtro, maggiori tempi di fermo e bollette elettriche più care, il che significa un aumento dei costi.

L'importanza di un adeguato rapporto aria a setto

I collettori di polveri sono dimensionati in base a una serie di variabili, tra cui il particolato specifico che il collettore dovrebbe rimuovere da un flusso d'aria, nonché il volume totale di aria. La velocità di filtrazione, o il rapporto da aria a setto (AMR), è il rapporto tra il volume di aria da filtrare rispetto all'area di filtrazione totale disponibile nel collettore. In generale, minori sono le dimensioni del particolato da filtrare, minore è la velocità di filtrazione suggerita. Ciò è vero in parte perché il particolato più piccolo presenta specifiche difficoltà di filtrazione.

Innanzitutto, le particelle più piccole si uniscono a una distanza molto inferiore man mano che si accumulano sulla superficie del filtro, lasciando meno spazio aperto al passaggio dell'aria attraverso la polvere raccolta. Ciò aumenta la resistenza alla pressione e aumenta la frequenza di pulizia del filtro richiesta. Una velocità di filtrazione inferiore consente al particolato di accumularsi con più spazio aperto tra le particelle depositate, riducendo la resistenza e diminuendo la frequenza di pulizia. In secondo luogo, il particolato più piccolo può penetrare molto più facilmente nelle fibre esterne di un filtro nel quale può essere incorporato all'interno del setto filtrante. Questo fenomeno di carico in profondità è molto difficile, se non impossibile, da invertire e alla fine creerà un aumento permanente della pressione all'interno dei setti, richiedendone la sostituzione. Una velocità di filtrazione più bassa riduce l'energia disponibile per condurre il particolato di piccole dimensioni all'interno dei setti, con un conseguente carico di profondità inferiore e una vita utile del filtro superiore.

Osserva che la raccolta di particelle (o polvere) sulla superficie dei filtri limita le aperture per il flusso d'aria attraverso i setti filtranti. Alcune di queste restrizioni sono riscontrate come un aumento della resistenza che può essere gestito con un'efficace pulizia periodica, ma alla fine anche gli eccellenti filtri a carico di superficie subiscono aumenti a lungo termine della resistenza o della caduta di pressione.

Questo inevitabile aumento della caduta di pressione è in genere una considerazione relativa alla progettazione quando si dimensiona una ventola. La selezione della ventola deve anticipare la caduta di pressione finale attraverso i filtri quando vengono sostituiti per garantire che la ventola possa erogare il volume d'aria di progetto per tutta la vita utile dei filtri. Ciò significa solitamente che le ventole includono da quattro a sei pollici aggiuntivi di capacità statica per tenere conto dell'eventuale aumento della caduta di pressione durante l'intera vita dei filtri.

Per garantire che la ventola non aspiri un volume d'aria eccessivo quando i filtri sono puliti e non presentano resistenza statica finale, il progettista dovrebbe includere un regolatore o altri mezzi per controllare il flusso d'aria. Una tecnica prevede l'uso di un dispositivo di controllo del flusso d'aria in combinazione con unità a frequenza variabile (VFD) per regolare la velocità della ventola al fine di verificare il volume dell'aria ai livelli di progettazione, mantenendo bassa la resistenza attraverso i filtri.

Perciò, perché una sostituzione parziale dei filtri è una cattiva idea?

La sostituzione parziale dei filtri non è l'ideale perché la resistenza attraverso tutti i filtri in un collettore di polveri sarà uniforme durante il funzionamento, ma quando viene installato un singolo filtro nuovo, questo avrà molta meno resistenza rispetto agli altri filtri sporchi. In effetti, i filtri nuovi mostrano spesso meno di un pollice di resistenza nel flusso di progettazione, mentre i filtri più datati offrono spesso una resistenza da 3 a 4 volte superiore. Quando viene installato un unico nuovo filtro nel collettore di polveri, insieme ad altri filtri che presentano una resistenza causata dalla polvere, il nuovo filtro subisce un aumento significativo del flusso d'aria fino a quando la resistenza attraverso il nuovo filtro arriva a corrispondere a quella presente nei filtri sporchi.

Diversamente dal nuovo filtro, che gestisce una percentuale proporzionale del flusso di progetto, il flusso d'aria aumenta ben al di sopra del flusso di progetto e, di conseguenza, il nuovo filtro subisce un carico di profondità immediato, una riduzione radicale della vita utile del filtro e il collettore funziona a una maggiore caduta di pressione.

Tale riduzione della vita utile del filtro sostituito avrà un impatto su tutti i filtri potendo comportare un maggior numero di acquisti di filtri e, certamente, più tempi di fermo. Inoltre, far funzionare un collettore a una caduta di pressione superiore aumenta il consumo di aria compressa e richiede più energia per mantenere il flusso d'aria attraverso il collettore di polveri.

Vantaggi di una sostituzione completa dei filtri

Una sostituzione completa dei filtri consente una caduta di pressione uniforme su tutti i filtri presenti nel collettore di polveri. Ciò consente a tutti i filtri di trasportare una quantità proporzionata del volume d'aria, riducendo al minimo la caduta di pressione. La caduta di pressione uniforme derivante da una sostituzione completa dei filtri consente inoltre all'operatore di controllare la velocità di filtrazione attraverso tutti i filtri. Ciò consente di risparmiare aria compressa e prolunga la vita utile dei filtri riducendone al minimo la pulizia. È inoltre possibile mantenere più facilmente il flusso d'aria di progettazione in modo da mantenere un'adeguata AMR e ridurre al minimo il carico di profondità del setto filtrante. Un minor carico di profondità comporta un prolungamento della vita utile del filtro e un risparmio di denaro nel lungo periodo.

E non trascurare la possibilità che il filtro guasto da sostituire non sia l'unico filtro nel collettore ad essere danneggiato. La sostituzione di quel singolo filtro lascia in servizio gli altri filtri parzialmente danneggiati solo per provocarne il danneggiamento nei prossimi giorni o settimane. La sostituzione ritardata dei filtri più vecchi implica per gli operatori la necessità in aumento di interrompere l'attività lavorativa e indagare su più guasti del filtro, il che incrementa tempi di fermo, costi di manodopera e costringe il collettore a funzionare a una elevata caduta di pressione dei filtri otturati e danneggiati per un periodo maggiore di tempo, comportando un aumento dei costi operativi.

In conclusione: quando scopri che all'interno del collettore è presente un filtro danneggiato, considera l'età relativa dei filtri e i vantaggi che si potrebbero ricavare dalla riduzione della caduta di pressione operativa del collettore mediante una nuova serie di filtri. Considera la possibilità di evitare ulteriori tempi di fermo non programmati e costi di manutenzione e ricorda che, talvolta, la sostituzione di tutti i filtri che stanno per usurarsi rappresenta un investimento migliore rispetto alla sola sostituzione di quelli che risultano già guasti.