Kontakt

Filtry powietrza zapewniają długą żywotność sprężarki i wydajną pracę

Jak zakład włókienniczy skorzystał na modernizacji filtrów

Sprężarki powietrza pełnią istotną rolę w zakładach produkcyjnych, napędzając różne maszyny i wykonując niezliczone inne funkcje. Im bardziej zapylone środowisko zakładu, tym bardziej obciążone są filtry powietrza, które oczyszczają powietrze wlotowe do sprężarki. Tradycyjne filtry celulozowe mogą szybko się zatykać, podczas gdy filtry firmy Donaldson, w których zastosowano nowsze technologie, mogą szybko zapewnić zwrot z inwestycji.

Jeden z takich przypadków miał miejsce w zapylonym zakładzie włókienniczym w Chinach. Czas przestoju sprężarek powietrza w zakładzie został znacznie skrócony, gdy konwencjonalne filtry powietrza zostały zastąpione wysokowydajnymi filtrami wykorzystującymi opatentowaną przez firmę Donaldson technologię drobnych włókien. Filtry Donaldson pięciokrotnie wydłużyły okresy między serwisami filtrów powietrza w tym zakładzie, znacznie obniżając koszty ich konserwacji i poprawiając niezawodność systemu dla właściciela zakładu. 

Wymagające otoczenie

Zakład włókienniczy w prowincji Shandong w Chinach wykorzystuje około 600 sprężarek do napędzania różnych maszyn i operacji. Z powodu różnorodnych włókien i innych cząstek stałych w powietrzu filtry powietrza sprężarki zatykały się i uruchamiały alarmy ograniczonego przepływu powietrza po mniej niż 200 godzinach pracy, a w niektórych przypadkach po zaledwie 50 godzinach. Pracownicy próbowali czyścić filtry poprzez odwracanie kierunku przepływu powietrza, ale odnosili ograniczone sukcesy, czasami wydłużając żywotność filtra tylko o kolejne 100 godzin. Ponadto czyszczenie filtrów powietrzem pod wysokim ciśnieniem nie było rozwiązaniem praktycznym. Używanie powietrza pod wysokim ciśnieniem do usuwania zanieczyszczeń z filtra powietrza nieuchronnie uszkadza delikatne media filtracyjne, prowadząc do małych rozdarć, które przepuszczają większą ilość zanieczyszczeń i większe cząstki.

Aby poprawić sytuację, sprzedawca sprężarki powietrza omówił z firmą Donaldson możliwość zastąpienia celulozowych filtrów powietrza obciążanymi powierzchniowo filtrami z drobnych włókien wykorzystującymi technologię Ultra-Web® firmy Donaldson. Podczas gdy tradycyjne filtry celulozowe zapewniają sprawność około 99 procent, technologia drobnych włókien może zapewnić sprawność 99,99 procent.

Jak działa ta technologia

Media filtracyjne powietrza wlotowego tradycyjnie wytwarzano z włókien celulozowych lub mieszanki włókien celulozowych i syntetycznych. Technologia Ultra-Web firmy Donaldson wykorzystuje media z drobnych włókien wykonane w procesie elektroprzędzenia, który wytwarza cienkie, ciągłe, sprężyste włókna syntetyczne o średnicy od 0,2 do 0,3 mikrona. Technologia Ultra-Web zapewnia wysoką skuteczność poprzez tworzenie drobnych przestrzeni między włóknami, które zatrzymują pył na powierzchni medium, jak pokazano na rysunkach 1 i 2. Pył uwięziony na powierzchni medium tworzy „bryłę pyłu”, która pozostaje przepuszczalna dla powietrza, co oznacza, że ograniczenie na filtrze będzie rosło wolniej w porównaniu z medium celulozowym do głębokiego obciążania, gdzie pył zostaje uwięziony głęboko w medium i może blokować ścieżki przepływu powietrza.

Rysunek 1: Technologia Ultra-Web tworzy delikatną wstęgę z włókien, która zatrzymuje pył na powierzchni medium.
Rysunek 2: Pył na powierzchni filtra z drobnych włókien.
 
Próba rozwiązania alternatywnego

Aby określić skutki filtrów o wysokiej skuteczności, pracownicy zainstalowali filtry z drobnych włókien w pięciu sprężarkach, które wcześniej wykorzystywały tradycyjne media celulozowe. Zespoły filtrów zostały zmienione z oryginalnych, montowanych pionowo zespołów na nowe zespoły Donaldson, w których mieściły się filtry Ultra-Web w układzie poziomym. Pracownicy monitorowali działanie, porównując czasy aktywacji alarmów ograniczonego przepływu powietrza na obu typach filtrów. Wyniki były niezwykłe. 

Porównanie godzin do alarmu wysokiego ograniczenia
Rysunek 3: Technologia Ultra-Web znacznie wydłużyła czas do momentu aktywacji alarmów ograniczenia.

Jak pokazano na rysunku 3, filtry Ultra-Web wydłużyły średni czas do aktywacji alarmów z około 300 godzin do ponad 1500 godzin, co stanowi pięciokrotny wzrost. Rysunek 3 pokazuje liczbę godzin pracy do osiągnięcia określonego poziomu spadku ciśnienia. Obciążanie powierzchni przyczynia się do wolniejszego wzrostu ograniczenia, a tym samym do dłuższej żywotności filtrów.

Wysoka skuteczność filtrów była również widoczna podczas oględzin. Jak pokazano na rysunku 4, pod koniec okresu testowego znaczna ilość pyłu i innych cząstek stałych została wychwycona na zewnątrz filtra, podczas gdy wnętrze wykazywało znacznie mniejszą ilość pyłu, tak że wydawało się prawie tak czyste jak nowy filtr.

Rysunek 4: Zewnętrzny widok filtrów (po lewej) wykazał znaczną ilość cząstek stałych, podczas gdy wnętrze (po prawej) wykazało bardzo niewielką ilość.
Działania po testowaniu w tym zakładzie

Po teście operator zakładu włókienniczego wymienił wszystkie filtry powietrza w swoich 600 maszynach na filtry Donaldson Ultra-Web, oszczędzając ponad 1 milion USD rocznie na kosztach operacyjnych. Wymiana filtrów zaowocowała również rocznymi oszczędnościami robocizny przekraczającymi 7000 osobogodzin. Odpowiada to około 3,5 stanowiskom w pełnym wymiarze czasu pracy.

Inne rozważania

Chiński zakład włókienniczy stanowi doskonały przykład tego, jak ulepszona filtracja powietrza może mieć znaczący wpływ na ogólną wydajność systemu. Filtr powietrza należy postrzegać jako ważną część „ekosystemu” filtracji, który obejmuje również filtr oleju i separator oleju z powietrza, jak pokazano na rysunku 5. Zwiększona wydajność jednego elementu układu filtracji bezpośrednio wpływa na wydajność innych elementów układu filtracji.

Rysunek 5: Schemat rotacyjnej sprężarki śrubowej zalanej olejem.

1. Powietrze jest wciągane do sprężarki przez filtr wlotowy
2. Wkład separatora usuwa prawie całą pozostałą mgłę olejową
3. Z jednostki wypływa czyste, suche sprężone powietrze z minimalną zawartością oleju
4.-5. Wstępnie odseparowany olej jest schładzany i filtrowany przed recyrkulacją
6. Mieszanina powietrzno-olejowa przepływa do naczynia separatora, gdzie wstępna separacja usuwa większość oleju
7. Skoagulowany olej wraca do końcówki przez rurę odprowadzającą
8. Olej jest wtryskiwany do strumienia powietrza, aby pochłaniać ciepło, smarować i uszczelniać
9. Sprężanie ma miejsce na wylocie powietrza.

Wzajemne oddziaływanie elementów układu filtracji można zaobserwować, uwzględniając wpływ filtrów powietrza na żywotność separatora oleju z powietrza. Wysokiej jakości filtry powietrza powodują wolniejszy wzrost ograniczenia w separatorach oleju z powietrza, zapewniając długą żywotność separatora oleju z powietrza i zmniejszając spadek ciśnienia na elemencie. Spadek ciśnienia zmniejsza sprawność sprężarek; innymi słowy, w przypadku występowania spadków ciśnienia ta sama ilość energii elektrycznej wytwarza mniej energii sprężonego powietrza. Dodany spadek ciśnienia wynoszący zaledwie 1 psi zasadniczo zmniejsza sprawność sprężarki o około 0,5 procent.

Podczas gdy wyniki poszczególnych zakładów mogą się różnić w zależności od występującego zanieczyszczenia, aktualnie stosowanych filtrów i innych zmiennych tego rodzaju, większość zakładów, które obecnie używają niskowydajnych filtrów powietrza, takich jak tradycyjne filtry celulozowe, może dostrzec korzyści z wyboru filtrów wysokowydajnych, wysoko skutecznych. Oprócz zakładów włókienniczych innymi branżami, które mogą skorzystać na wysokiej jakości filtracji, są wytwórnie betonu, zakłady obróbki drewna i praktycznie każdy inny zakład, w którym występuje pył i cząstki stałe. Kluczową kwestią do zapamiętania jest fakt, że system jest tak dobry, jak jego najsłabsze ogniwo, a przy wyborze urządzeń filtrujących należy uwzględnić cały ekosystem. Zespół firmy Donaldson może pomóc w znalezieniu rozwiązań opartych na ekosystemie dla konkretnych wymagań danego systemu.

Masz więcej pytań na temat korzyści, jakie nasze produkty przynoszą Twojej firmie?

Close