Kategooria

Kuidas tööstusinsenerid valivad ohutuks ja tõhusaks tolmutõrjeks sobiva kotifiltrisüsteemi

Uurige meie kotifiltrilahenduste valikut, mis on loodud tõhusa tolmukogumise, puhtama õhu ja usaldusväärse filtreerimisjõudluse tagamiseks nõudlikes tööstuskeskkondades.

Tööstuslik tolmueemaldus ei ole tavaliselt lihtne seadmeost. Praktikas nõuab õige kotifiltrisüsteemi valimine protsessi ohutuse, õhuvoolu jõudluse, regulatiivse vastavuse, töökindluse ja elutsükli kasutuskulude tasakaalustamist.

Tootmiskeskkonnad, nagu puidutöötlemistehased, metallitöökojad, liivapritsiseadmed ja keemiatootmisrajatised, tekitavad õhus lenduvat tolmu, mis võib põhjustada nii töö- kui ohutusriske. Olenevalt materjalist ja kontsentratsioonist võib tolm kujutada endast ka tõsist plahvatusohtu.

Inseneride, hankespetsialistide ja tegevusjuhtide jaoks nõuab õige filtratsioonisüsteemi määratlemine mitmete parameetrite struktureeritud tehnilist hindamist, sealhulgas:

  • tolmu plahvatusohtlikkuse omadused
  • õhuvool ja haaramisjõudlus
  • filtri puhastusmehhanismid
  • paigalduskeskkond
  • hooldus- ja jäätmekäitluse logistika

Järgmine konsultatsioonijuhend pakub praktilist insenertehnilist raamistikku kotifiltrisüsteemide hindamiseks tööstuskeskkondades, illustreerituna näidetega ventilatsiooni- ja filtratsioonilahendustest, mida pakub Minex Group Nedermani seadmete distribuutorina.

Põlevtolmu risk ja regulatiivne vastavus: peamine projekteerimispiirang

Enne kui hinnata õhuvoolu mahtu või filtreerimise tõhusust, peavad insenerid kindlaks tegema, kas tootmisprotsessis tekkiv tolm on põlev või potentsiaalselt plahvatusohtlik.

Paljud tööstuslikud materjalid tekitavad põlevat tolmu, sealhulgas:

  • puidu- ja biomassiosakesed
  • plastid ja polmeerid
  • toiduainete koostisosad, nagu jahu või tärklis
  • keemilised pulbrid
  • teatud metallid ja metallisulamid

Kui need osakesed on õhus õigetel tingimustel, võivad need süttida ja plahvatust levitada.

Euroopa Liidus reguleerib põleva tolmu ohutust peamiselt ATEX-i õigusraamistik, mis koosneb kahest teineteist täiendavast direktiivist.

ATEX-direktiiv 1999/92/EÜ – Töökoha direktiiv

See direktiiv määratleb seadmeoperaatorite kohustused. Rajatised, mis võivad tekitada plahvatusohtlikke atmosfääre, peavad koostama plahvatuskaitsedokumendi (EPD) enne seadmete paigaldamist või kasutuselevõttu.

EPD sisaldab:

  • ohtlike alade klassifikatsiooni (tsoon 20, 21, 22)
  • süttimisallikate tuvastamist vastavalt standardile EN 1127-1
  • plahvatuse vältimise ja kaitsemeetmete rakendamist

ATEX-direktiiv 2014/34/EL – Seadmedirektiiv

See direktiiv reguleerib plahvatusohtlikes atmosfäärides kasutatavaid seadmeid. Kõigil ATEX-tsooni paigaldatud seadmetel peavad olema CE- ja ATEX-sertifitseerimismärgised, mis kinnitavad, et need ei too sisse süttimisallikaid.

Insenerimeeskondade jaoks on järeldus lihtne: plahvatusohu hindamine määrab, millist seadmeid võib paigaldada protsessikeskkonda.

Õhuvoolu mahtuvus ja eraldusvõime

Pärast ohutusnõuete määratlemist peavad insenerid kindlaks määrama õhuvoolu mahtuvuse, mis on vajalik tolmu tõhusaks püüdmiseks selle tekkekohas.

Tolmukogurid töötavad, hoides ekstraheerimispunktides alarõhku, tõmmates saastunud õhu torustiku kaudu filtratsiooniseadmesse. Kui õhuvool on ebapiisav, pääseb tolm tööruumi olenemata filtri tõhususest.

Õhuvoolunõuded sõltuvad:

  • ekstraheerimispunktide arvust
  • vajalikust püüdmise õhukiirusest
  • torustiku geomeetriast ja hõõrdetakistustest
  • tekitatud tolmu massist ja tihedusest

Väiksemates tootmiskeskkondades, nagu puidutöökojad või üksikrakk-tootmisalad, jäävad õhuvoolunõuded suhteliselt mõõdukaks.

Nederman S-Series tolmukogur käsitleb näiteks õhuvoolu kuni ligikaudu 5,000 CFM, muutes selle sobivaks kerge tolmuga siserakendustes.

Nõudlikumad tööstuskeskkonnad – eriti need, kus on vaja suure vaakumiga eraldamist või plahvatusohtliku tolmu käitlemist – võivad vajada selliseid süsteeme nagu Nederman FlexFilter EX,mis tagab järgmised õhuvoolu mahutavused:

  • 1,600 m³/h ühe seadme kohta
  • 3,200 m³/h Twin FlexFilter EX süsteemidel

Õhuvoolu õige dimensioneerimine on oluline. Aladimensioneeritud süsteemid põhjustavad:

  • vähenenud püüdmisefektiivsust
  • tolmu kogunemist torustikus
  • suurenenud hooldusvajadust
  • suuremaid ohutusriske töötajatele

Filtratsioonisüsteemi sobitamine tolmu omadustega

Tolmu omadused mõjutavad oluliselt filtratsioonisüsteemi valikut.

Kerged materjalid, nagu puidukiud, paberitolm ja plastiosakesed, on tõhusalt töödeldavad kergete puistematerjalide jaoks mõeldud sisetingimustesse paigaldatavate kottfiltrisüsteemidega.

Siiski tekitavad protsessid nagu:

  • metalli lihvimine
  • keevitamine
  • abrasiivne liivaprits
  • pinnatöötlus

sädemeid, kuumi osakesi ja abrasiivseid materjale.

Kerge tolmu jaoks mõeldud filtratsioonisüsteemide kasutamine sellistes keskkondades võib põhjustada filtrite kahjustusi, tuleohtu või süsteemi riket.

Nederman FlexFilter EX on spetsiaalselt loodud plahvatusohtliku tolmu keskkondade jaoks ja omab ATEX‑klassifikatsiooni:

II 3D Ex h IIIC T130°C Dc

Süsteem on projekteeritud käsitlema plahvatusohtliku tolmu klasse St1 ja St2, järgmiste tootja määratud piirväärtustega:

  • Pmax ≤ 10 bar
  • Minimaalne süüteenergia (MIE) > 1 mJ
  • Minimaalne süttimistemperatuur (MIT) > 205 °C

Lisaks ATEX‑nõuetele vastavusele on FlexFilter EX‑is kasutatav filtreerimislahendus kooskõlas standardiga ISO 21904, mis määratleb ventilatsiooni ja filtreerimise jõudlusnõuded keevitus- ja metallitöötlemise suitsudele.

Filtrite puhastussüsteemid ja nende mõju tööprotsessile

Filtrimaterjalile koguneva tolmu tõttu suureneb õhuvoolu takistus ja süsteemi jõudlus väheneb järk‑järgult.

Seetõttu on tööstuslikud kottfiltrid varustatud puhastusmehhanismidega kogunenud tolmu eemaldamiseks.

Raskele töörežiimile mõeldud süsteemid kasutavad tavaliselt vastuõhuimpulsspuhastust, mis süstib surveõhust lühikesi puhanguid filtrikottidesse, samal ajal kui seade jätkab tööd.

Näiteks kasutab FlexFilter EX pöördpulss-puhastust, et hoida pideva töö ajal õhuvool stabiilsena.

Väiksemad süsteemid võivad kasutada mehaanilisi raputuspuhastussüsteeme, mis raputavad filtrikotte siis, kui ventilaator seiskub.

Nederman S-Series tolmukoguja pakub valikuliselt S-Shaker puhastussüsteemi, mis on saadaval käsitsi, mehaanilise või automaatse käitusega.

Pärast puhastustsükleid võib S-Shaker süsteem vähendada rõhukadu kuni 40%, taastades imemistõhususe ja pikendades filtri kasutusiga.

Jäätmete väljalase ja tolmu käitlemine

Filtreerimissüsteemi poolt kogutud tolm tuleb eemaldada ohutult ja tõhusalt, et minimeerida operaatorite kokkupuudet ja seisakuid.

Tüüpilised väljalaskevariandid hõlmavad:

  • ühekordsed kotid väikeste paigaldiste jaoks
  • kogumismahutid mõõduka tolmukoguse jaoks
  • dump-tüüpi konteinerid suure mahutavusega süsteemidele

Näiteks kallutatavad kogumiskonteinerid, mida kasutatakse selliste süsteemidega nagu S-Series , suurendavad ladustamismahtu ligikaudu 80% võrreldes standardsete kottidega. Need konteinerid kasutavad kallutusmehhanismi, mis võimaldab operaatoritel kogutud materjali ohutult tühjendada.

Plahvatusohtlikes keskkondades peavad väljalaskesüsteemid vältima elektrostaatilisi lahendusi juhtivate konteinerite ja maanduskaablite abil.

FlexFilter EX toetab mitut väljalaskekonfiguratsiooni, sealhulgas:

  • 70-liitrine konteiner koos rõhutasa­ka­lustus­komplektiga, mis võimaldab antistaatiliste plastikkottide ohutut kasutamist
  • juhtivad big-bag kotid maanduskaablitega, mida saab paigaldada täielikult automatiseeritud väljalaskesüsteemile

Paigaldusnõuded: sise- vs välispaigaldusega tolmukogurid

Paigalduskeskkond on samuti oluline insenertehniline parameeter.

Mõned filtratsioonisüsteemid on mõeldud paigaldamiseks siseruumidesse, tavaliselt kompaktse ülesehitusega, mis sobib tootmishallidesse.

Nederman S-Series tolmukogur on ilma korpuseta siseruumides kasutatav seade, mis on mõeldud põlevate tolmude keskkondadesse ja vastab standardi NFPA 660-2025 koondatud sätetele, mis reguleerivad siseruumides kasutatavaid põleva tolmu kogumissüsteeme ilma välise korpuseta.

Kuid S-Series on loodud spetsiaalselt kergete põlevate tolmude, nagu puit, paber või plast, jaoks ning seda ei tohi kasutada protsessides, mis tekitavad sädemeid, näiteks metalli lihvimisel.

Plahvatusohtliku tolmu jaoks mõeldud süsteemid, nagu FlexFilter EX, paigaldatakse tavaliselt välitingimustesse, et võimaldada ohutut plahvatusventileerimist.

Siiski võib tootja spetsifikatsioonide kohaselt süsteemi paigaldada ka siseruumidesse kontrollitud tingimustes.

Välipaigaldiste kavandamisel tuleb arvestada, et ATEX-sertifikaat määrab ümbritseva keskkonna töötemperatuuri vahemiku (Ta) –10 °C kuni 40 °C, mis on oluline äärmuslike kliimatingimustega piirkondades.

Energiatõhusus ja ekspluatatsioonikulude optimeerimine

Tolmukogumissüsteemid töötavad sageli pidevalt, mistõttu on energiatarve oluline tööparameeter.

Ventilaatorimootorid järgivad afiinsusseadusi, mille puhul energiatarve on võrdeline ventilaatori kiiruse kuubiga.

Ventilaatori kiiruse vähendamine 20% võrra võib vähendada energiatarvet peaaegu 50%.

Seetõttu integreerivad kaasaegsed süsteemid sagedusmuundurid (VFD) koos diferentsiaalrõhu jälgimisega, võimaldades ventilaatori kiirusel dünaamiliselt muutuda vastavalt filtri takistusele.

See lähenemine vähendab energiatarvet, säilitades samas nõutud õhuvoolu.

Paljudes Euroopa tööstuskeskkondades on VFD kasutuselevõtu tasuvusaeg tavaliselt 12 kuni 18 kuud.

Minexi ventilatsiooni- ja filtratsioonivalikus saadaval olevad kottfiltrisüsteemid

Minex Group tarnib tööstuslikku ventilatsiooni- ja filtratsiooniseadmeid, pakkudes juhtivaid lahendusi tootjatelt nagu Nederman.

ToodeParimad kasutusvaldkonnadPõhieelised
Nederman FlexFilter EXATEX-sertifikaadiga keskkonnad, metallitöötlemisettevõtted, liivapritsitööd, laevatehased ning keemia- või toiduainetööstuse üksused, kus käideldakse plahvatusohtlikku tolmu (St1 ja St2).ATEX-klassi tähistus II 3D Ex h IIIC T130°C Dc. Käitleb plahvatusohtliku tolmu piire Pmax ≤ 10 bar, MIE > 1 mJ, MIT > 205 °C. Puhastamine vastuvoo õhupulssiga. Õhuvoolu maht 1,600 m³/h ühe seadme kohta või 3,200 m³/h Twin EX süsteemide puhul. Integreeritud juhtimisfilter võimaldab töötamist mitte-EX vaakumseadmetega. Tühjendusvalikud hõlmavad 70-liitrist konteinerit rõhutasakaalustuskomplektiga, juhtivaid mahukotte maanduskaablitega või automatiseeritud tühjendussüsteeme. Filtreerimine vastavuses ISO 21904 keevitussuitsu nõuetega.
Nederman S-Series Dust CollectorSisetöötlusega puidutööstusettevõtted, mööblitootmisliinid, tisleritöökojad ning kergete materjalide nagu puidu, paberi või plasti töötlemine.Õhuvoolu maht kuni 5,000 CFM. SuperBag filtrikandja, mis tagab 99.9% filtreerimistõhususe. Ventilaatori konstruktsioon 20% efektiivsem kui standardsed radiaalventilaatorid, müratase 70–75 dB(A). Valikuline S-Shaker puhastussüsteem vähendab rõhukadu kuni 40%. Kallutuskonteineri valik suurendab mahtuvust 80% kallutus-tühjenduslahendusega. Ei sobi sädet tekitavatele protsessidele.

 

Korduma kippuvad küsimused

Lisaks õhu‑kangasuhtesuhtele (tavaliselt 1,0–1,5 m/min) peavad insenerid kontrollima CAN‑kiirust, ehk filtrikottide vahel ülespoole suunatud õhuvoolu.

  • Peen tolm: alla 60 m/min
  • Raske metalltolm: maksimaalselt 80–90 m/min

Liigne CAN‑kiirus põhjustab puhastustsüklite ajal tolmu uuesti õhuvoolu kandumist.

Püüdmisvõime sõltub tõmbekubu paigutusest ja torustiku õhukiirusest.

Dalla Valle võrrandite järgi suureneb õhuvoolu vajadus ruutfunktsioonina kauguse suurenemisel tolmuallikast.

Torustikes on vaja umbes 20 m/s transpordikiiruseid, et vältida tolmu settimist (saltatsiooni).

ATEX‑i direktiivi 2014/34/EL kohaselt peab plahvatusohtlikus keskkonnas töötav seadmed olema sertifitseeritud.

Näited hõlmavad:

  • ventilaatoreid ja mootoreid
  • pöördsiibreid
  • plahvatusisolatsiooniseadmeid
  • elektrikomponente

Filtrimaterjal ise ei pruugi omada iseseisvat sertifitseerimist, kuid peab tagama antistaatilised omadused, kui MIE < 3 mJ.

Polüesterfiltrimaterjal laguneb hüdrolüüsi tõttu üle 90 °C juures niisketes tingimustes.

Sellistes keskkondades kasutavad insenerid tavaliselt:

  • PPS‑i (Ryton) keemiliselt agressiivsete tingimuste jaoks
  • Nomexit kõrgtemperatuuriliseks filtreerimiseks

Plahvatusohtlikes keskkondades, nagu FlexFilter EX, peab filtrimaterjal samuti vastama ATEX‑i temperatuuriklassile T130°C, tagades, et filtripinna temperatuur ei ületa seda piiri.

Protsessid, mis tekitavad submikroonseid osakesi (nt keevitusaurud), saavad kasu ePTFE‑membraanidest või nanokiudkatetest, mis parandavad pindfiltratsiooni ja pikendavad filtri eluiga.

Ventilaatori energiatarve järgib afiinsusseadusi, mis tähendab, et energiavajadus on võrdeline ventilaatori pöörlemiskiiruse kuubiga.

Ventilaatori kiiruse vähendamine 20% võrra võib vähendada energiatarvet peaaegu 50%.

VFD‑põhise ventilaatorijuhtimise integreerimine diferentsiaalrõhu jälgimisega võimaldab tolmukogumissüsteemidel säilitada õhuvoolu, minimeerides samal ajal energiatarvet, pakkudes sageli tasuvust 12–18 kuu jooksul.