Artykuły i certyfikaty:
ODPYLANIE MASZYN : Energochłonny element procesu technologicznego
Transport pneumatyczny - mity i fakty
Współczesna instalacja odciągowa realizuje w procesie
technologicznym trzy zasadnicze funkcje: bezpośrednią obsługę
obrabiarki, transport pneumatyczny i oczyszczanie powietrza.
Możliwości obniżenia energochłonności w zakresie bezpośredniej
obsługi przez instalację odciągową obrabiarki produkcyjnej
rozpatrzyliśmy w poprzednim artykule.
Obecnie rozważymy funkcję
transportu pneumatycznego, polegającą na przemieszczaniu odebranego z
maszyn odpadu do odpylacza lub miejsca magazynowania.
Literatura fachowa [1] definiuje, że transport pneumatyczny to
dwufazowy proces przepływowy polegający na przemieszczaniu cząstek
stałych (odpadu) w przewodzie otwartym lub zamkniętym, pod wpływem sił
wywołanych przepływem powietrza (lub innych gazów). W zależności od
wielkości ciśnienia powietrza rozróżniamy transport nisko-, średnio- i
wysokociśnieniowy. Jednak najważniejsza dla nas cecha transportu
pneumatycznego to koncentracja transportowa. Masowa koncentracja
transportowa określa stosunek masy transportowanego odpadu do masy
powietrza użytego do tego transportu.
Transport o niskiej koncentracji ma miejsce wtedy gdy stosunek mas
zawiera się w granicach od 1 do 10. Transport o wysokiej koncentracji
cechuje się stosunkiem mas powyżej 10 i dochodzi w specyficznych
rozwiązaniach do 100 i więcej.
Oznacza to, że przy pomocy jednego kilograma powietrza (w warunkach
normalnych to około 0,8 m3 powietrza) można przemieścić od jednego do
100 i więcej kilogramów odpadu.
Mało powietrza, dużo odpadu – to powody, dla których transport
pneumatyczny rozwija się dynamicznie w wielu branżach przemysłu.
Branża drzewna używa również pojęcia transport pneumatyczny, lecz
techniczne realizacje tego transportu nie mają nic wspólnego z jego
współczesnymi możliwościami.
Koncentracja masowa w
instalacjach transportu pneumatycznego w przemyśle drzewnym nie
przekracza wartości 0,1, a w większości przypadków osiąga wartości od
0,01 do 0,03. [2]
Oznacza to, że w przemyśle drzewnym dla
przetransportowania kilograma odpadu zużywa się od 10 do 1000 razy
więcej powietrza niż w innych branżach przemysłowych.
Wydaje się, że jest to kolejne miejsce strat energetycznych, które staramy się ograniczyć.
Na początku rozwoju instalacji odciągowych przyjęto, że funkcja
pneumatycznego odbioru odpadu z maszyny (funkcja obsługi obrabiarki),
jest tożsama z funkcją transportu pneumatycznego, służącą przecież do
przemieszczania odpadu na pewne odległości. Zakłady rozbudowywały się,
przybywało maszyn, rosły odległości, rosło też zapotrzebowanie na
ilości powietrza w instalacjach odciągowych. Pierwotna idea pozostała
jednak bez zmian – zmieniała się tylko skala urządzeń, rosły koszty
inwestycyjne i eksploatacyjne. I tak jest do dnia dzisiejszego.
W przeszłości, gdy odpad drzewny charakteryzował się dużą
niejednorodnością (z uwagi na niskie prędkości obróbcze - różne
wielkości cząstek odpadu, większe kawałki itp.), trudno było uzyskać
wysoką koncentrację masową w instalacjach transportu pneumatycznego.
Współcześnie, przy wysokich prędkościach obróbki, uzyskujemy
praktycznie odpad jednorodny, wysoce rozdrobniony, pochodzący w dużej
ilości przypadków z materiałów drewnopochodnych o ustalonej strukturze.
Nie ma obecnie większych technicznych przeszkód, aby masową
koncentrację w instalacjach transportu pneumatycznego w przemyśle
drzewnym zdecydowanie podwyższyć.
Rozpatrzmy przykład obrazujący nowe możliwości.
Załóżmy, że rurociąg transportu pneumatycznego, który obiega cały
zakład i do którego w wielu miejscach podawany jest odpad ma wymiar Ø
100 mm. Przy prędkości powietrza około 25 m/s otrzymujemy przepływ
około 700 m3/godzinę tj. 840 kg powietrza w ciągu godziny. Załóżmy, że
chcemy w nowym rozwiązaniu transportu pneumatycznego uzyskać
koncentrację masową w wysokości 0,5 (to i tak zdecydowanie niżej niż
jest możliwe, ale 5-cio krotnie więcej niż maksymalnie obecnie - nie
róbmy rewolucji od razu). Wówczas 840 kg powietrza jest w stanie
prze-transportować 420 kg odpadu drzewnego w ciągu godziny, co jest
równoważne ilości 2,8 m3 odpadu/godzinę (przyjmując za normą PN-EN
12779:2004 masę 1m3 odpadu równą 150 kg). Tylko nieliczne zakłady
produkują większe ilości odpadu w ciągu godziny. Ale i dla tych, którzy
wytwarzają większe ilości odpadu możliwe jest zastosowanie nowego
rozwiązania, albo poprzez powiększenie średnicy przewodu transportowego
i zwiększenie ilości powietrza przy niezmienionej koncentracji, albo
poprzez próbę zwiększenia koncentracji przy niezmienionej ilości
powietrza.
Powiększając koncentrację w systemie transportu
pneumatycznego uzyskujemy dodatkowe korzyści. Pierwszą jest fakt, że
instalacja ta przestaje stanowić zagrożenie wybuchowe, gdyż ciągła,
wysoka koncentracja odpadu powoduje trwałe przekroczenie górnej granicy
wybuchowości określanej obecnie na poziomie 0,5 kg/m3 ( w naszym
przykładzie koncentracja ta wynosi 0,6 kg/m3).
Korzyść druga, to znakomite zmniejszenie wielkości odpylacza końcowego
służącego do rozładowania odpadu z transportu pneumatycznego.
Szansa na unowocześnienie obecnych systemów odciągowych stosowanych w
branży drzewnej tkwi w możliwości wyodrębnienia urządzeń dla realizacji
poszczególnych funkcji systemu. Inne urządzenia dla transportu
pneumatycznego i zupełnie inne dla bezpośredniej obsługi pojedynczej
obrabiarki lub ich grupy. To rozdzielenie funkcji umożliwia,
szczególnie przy małych ilościach odpadu, okresowe zatrzymywanie
instalacji transportu przy pracującej instalacji odciągowej dla
bezpośredniej obsługi obrabiarki. Instalacja transportu pracująca
cyklicznie (włączana wtedy, gdy ilość odpadu zgromadzona w systemie
odbioru od obrabiarki zapewnia wysoką koncentrację transportu
pneumatycznego podczas jego pracy) stanowić będzie źródło dalszych
oszczędności energetycznych.
Inicjatywa w zakresie całkowitej modernizacji instalacji
odciągowych należy do producentów maszyn do obróbki drewna i
materiałów drewnopochodnych.
To oni powinni zmodernizować produkowane przez siebie obrabiarki w taki
sposób, aby układ odbioru odpadu z maszyny był mniej energochłonny.
Literatura:
[1] Zbigniew Piątkiewicz – Transport pneumatyczny. Monografia. Wydawnictwo Politechniki
Śląskiej. 1999
[2] Stanisław Dolny – Transport pneumatyczny i odpylanie w przemyśle drzewnym. Akademia
Rolnicza Poznań. 1999
|
