Verbesserung der Nachhaltigkeit von Staubsammelsystemen

Olivia Demkowicz, Produktmarketingmanagerin, Emerson | 28. Februar 2023

Nachhaltigkeit hat in jeder Branche einen hohen Stellenwert und viele Unternehmen entwickeln Dekarbonisierungsstrategien, um den Kohlenstoffausstoß zu reduzieren und ihre Auswirkungen auf die Umwelt zu minimieren. Für den Erfolg von Unternehmen ist es von entscheidender Bedeutung, dass sie wichtige Nachhaltigkeitsmöglichkeiten in ihren Produktionsstätten identifizieren. In vielen Prozessanlagen sind Staubabscheidersysteme ein kritischer Einsatzbereich.

Da Staubabscheider Pulver und Partikel aus der Umgebung entfernen, können ihre Filterbeutel mit Staub verklumpen. Dies kann den sauberen Luftstrom einschränken und die Effizienz des Staubabscheiders verringern. Um Filter zu reinigen, verfügen viele Staubabscheider über Impulsventile, die regelmäßig Druckluftstrahlen durch Filter schicken, um Staubkuchen aufzubrechen und zu entfernen. Die Erzeugung dieser Druckluft erfordert Energie. Daher ist es wichtig, dass Impulsventile effizient und effektiv arbeiten, um den Energieverbrauch zu optimieren und Emissionen zu reduzieren.

Die Impulsventile der ASCO-Serie 353 von Emerson mit patentierter Schnellmontage-Klemmverbindung zeichnen sich durch einen hohen Spitzendruck und eine schnelle Ventilreaktionszeit aus.

Es gibt leistungsstarke Impulsventile, die die Nachhaltigkeit von Staubsammelsystemen deutlich verbessern können, sowie intelligente Technologien, die sie weiter optimieren können. Dieses umfassende Lösungspaket kann den Druckluftverbrauch zuverlässig reduzieren, die Systemeffizienz verbessern und die Lebensdauer von Beuteln und Filtern verlängern.

Ein Bereich zur Reduzierung von überschüssigem Abfall und zusätzlichen Kosten besteht darin, die Filterlebensdauer zu maximieren, um die Anzahl der erforderlichen Austausche zu reduzieren. Viele Filtersysteme verfügen über Ventile, die so konzipiert sind, dass sie mit einem optimalen Spitzendruck und einer bestimmten Ventilreaktionszeit arbeiten, um Filter zu reinigen. Bei zu hohem Druck kann es zu Filterrissen kommen. Bei zu langsamer Ventilansprechzeit oder zu niedrigem Druck kann Staub auf den Filtern verbleiben und diese verstopfen.

Die neuesten Impulsventile verfügen über eine einteilige Zwei-Wege-Membran, die einen optimalen Spitzendruck und eine schnellere Ventilreaktionszeit als herkömmliche Impulsventile bieten kann. Durch die Entfernung von Staub aus den Filtern und die Wahrung der Filterintegrität kann diese Art von Impulsventil dazu beitragen, die Filterlebensdauer zu verlängern und gleichzeitig die Reinigungseffizienz des gesamten Staubabscheidersystems zu verbessern.

Während die Konstruktion eines herkömmlichen Impulsventils den Luftstrom dazu zwingt, über eine Wand zu strömen und ihn dadurch einzuschränken, ermöglicht ein Ventil mit einer einteiligen Membran, dass der Luftstrom unter der Membran strömt, was den Durchfluss weniger einschränkt und die Luftgeschwindigkeit erhöht. Ein Ventil mit einer einteiligen Membran kann außerdem das Kontaminationsrisiko minimieren und die Wartungszeit verkürzen.

Neben Impulsventilen mit optimalem Spitzendruck und schneller Ventilreaktionszeit kann auch die Sensor- und Überwachungstechnologie dazu beitragen, nachhaltige Reinigungspraktiken innerhalb des Staubabscheidersystems zu fördern und so die Lebensdauer des Filters zu verlängern. In das Staubabscheidersystem integrierte Sensoren können genaue und zuverlässige Partikel-, Differenzdruck- und Temperaturmesswerte in Echtzeit liefern. Diese Datenströme können von einem Controller aggregiert und von der Software in Erkenntnisse und Echtzeitdiagnosen des Filtersystemzustands umgewandelt werden. Mithilfe dieser Erkenntnisse und Diagnosen können Betreiber verstopfte Filter und andere Probleme früher erkennen und beheben, um einen frühen Filterausfall zu verhindern.

Druckluft ist eine der am meisten verbrauchten Ressourcen in Staubabscheidesystemen. Impulsventile mit schneller Öffnungs- und Schließtechnologie verlängern nicht nur die Filterlebensdauer, sondern können auch den Druckluftverbrauch reduzieren. Ventile mit langsamer Reaktionszeit bleiben länger geöffnet, wodurch mehr Druckluft freigesetzt wird. Da die Drucklufterzeugung zu den teureren Prozessen in einer Anlage gehört, kann eine Reduzierung des Verbrauchs auch zu erheblichen Kosteneinsparungen führen.

Der Luftstromsensor der Aventics-Serie AF2 von Emerson überwacht kontinuierlich den Druckluftstrom in pneumatischen Systemen, um Lecks zu erkennen und die Energieeffizienz zu verbessern.

Bei der Entwicklung von Nachhaltigkeitsstrategien ist es wichtig, eine Analyse des Druckluftverbrauchs einzubeziehen. Formeln und Diagramme stehen online zur Verfügung, außerdem verfügen einige Technologieanbieter über benutzerfreundliche Lufteinsparungsrechner, die die Auswertung vereinfachen können.

Zusätzlich zur schnellen Reaktionszeit der Ventile kann das Pulsieren der Ventile nur dann, wenn die Filter dies benötigen, dazu beitragen, den Druckluftverbrauch zu senken. Die meisten Impulsventilfrequenzen werden normalerweise durch ein voreingestelltes Zeitintervall oder basierend auf dem Differenzdruck bestimmt. Dies bedeutet, dass Ventile pulsieren und Druckluft abgeben können, auch wenn dies nicht erforderlich ist. Im Gegensatz dazu kann ein intelligentes Steuerungssystem Informationen von Sensoren nutzen, um die Ventilimpulsfrequenz zu optimieren, was wiederum den Druckluftverbrauch optimiert. Dadurch können der Energieverbrauch und die damit verbundenen Emissionen reduziert werden.

Wenn Sie eine Druckluftverbrauchsanalyse einbeziehen, gibt es benutzerfreundliche Lufteinsparungsrechner, die die Auswertung vereinfachen können, wie zum Beispiel der ASCO-Drucklufteinsparungsrechner von Emerson.

Eine weitere Möglichkeit, den Druckluftverbrauch in Staubabscheidesystemen zu reduzieren, besteht darin, den gesamten Luftstrom selbst zu überwachen. Bis zu einem Drittel der in einer Anlage verbrauchten Druckluft geht in der Regel durch Lecks verloren. Die meisten Einrichtungen prüfen nach einem voreingestellten Wartungsplan, ob Druckluftlecks vorhanden sind. Dies bedeutet, dass Lecks lange Zeit unentdeckt bleiben können, wodurch Druckluft freigesetzt und Energie verschwendet wird, bevor sie behoben werden.

Im Vergleich dazu gibt es intelligente Sensoren, die den Luftstrom in pneumatischen Systemen kontinuierlich überwachen und Lecks frühzeitig erkennen können, sodass das Personal sie beheben kann, bevor viel Luft verloren geht. Durch die zeitnahe Behebung von Lecks können auch die Wartungszeit und die damit verbundenen Kosten im Vergleich zum arbeitsintensiven Prozess, jedes Rohr im System nach einem Zeitplan zu überprüfen, erheblich reduziert werden.

Diese intelligenten Sensoren können problemlos in bestehende Systeme integriert und als eigenständige Geräte verwendet werden, oder sie können für erweiterte Analysen an neue oder vorhandene Steuerungen und Visualisierungssoftware angeschlossen werden.

Durch die Optimierung des Druckluftverbrauchs und die Sauberkeit der Filter verbessern Impulsventile mit hohem Spitzendruck und schneller Ventilansprechzeit die Gesamtenergieeffizienz eines Staubsammelsystems erheblich. Während die Verwendung nur der für Prozesse benötigten Druckluft die Energieeffizienz erheblich verbessern kann, kann die Sauberkeit der Filter die Reinigungseffizienz des Staubsammelsystems verbessern und dazu beitragen, dass Partikel effektiv aus der Umgebung entfernt werden.

Um die Effizienz von Staubsammelsystemen weiter zu optimieren, kann SCADA-Software (Supervisory Control and Data Acquisition) erweiterte Systemanalysen und einen ganzheitlichen Überblick über den Zustand und die Leistung von Staubsammelsystemen bieten. Dieser Informationsstand kann dazu beitragen, die Entscheidungsfindung im Bereich Nachhaltigkeit sowie die Gesamtanlageneffektivität (OEE) zu verbessern.

Durch die Extraktion von Datenströmen aus Staubabscheidersystemen zeigt die Schnittstelle aggregierte Informationen und Diagnosen an, sodass Bediener einen Einblick in den Betrieb erhalten und mehr darüber erfahren können. Bediener können den Status jedes Elements im System, einschließlich jedes Fachs, Beutels, jeder Reihe und jedes Magnetventils, in Echtzeit sehen. Anhand dieser Daten lassen sich Trends, beispielsweise beim Energieverbrauch, erkennen und Wartungen besser planen. Wenn ein Problem auftritt, kann die Software dem zuständigen Personal detaillierte Diagnosewarnungen per SMS oder E-Mail senden.

Dieses klare Bild davon, was auf Geräteebene in einem Staubsammelsystem passiert, ermöglicht es Einrichtungen, von reaktiven Wartungsansätzen zu vorausschauenden Wartungsansätzen überzugehen. Indem potenzielle Probleme behoben werden, bevor sie sich ausbreiten, können Anlagen den Energieverbrauch optimieren und die Systemeffizienz verbessern, wodurch sowohl Emissionen als auch Ausfallzeiten reduziert werden.

Auf fortschrittliche Software wie diese kann aus der Ferne zugegriffen werden und die richtigen Informationen werden dem richtigen Experten zur richtigen Zeit zur Verfügung gestellt. Beispielsweise können Chief Sustainability Officers und andere Stakeholder auf das Dashboard zugreifen, um den Nachhaltigkeitsfortschritt zu verfolgen und relevante Berichte zu Emissionen, Energieverbrauch und mehr für Regierungsbehörden zu erstellen.

Anlagen mit Staubsammelsystemen, die über Hochleistungs-Impulsventile sowie Sensor- und Steuerungstechnologie verfügen, sind so ausgestattet, dass sie den Druckluftverbrauch erheblich reduzieren, die Systemeffizienz verbessern und die Lebensdauer von Beuteln und Filtern verlängern. Um dieses Optimierungsniveau zu erreichen, ist es wichtig, dass Unternehmen mit einem erfahrenen Technologieanbieter zusammenarbeiten, der ein umfassendes Portfolio skalierbarer Lösungen bietet, von robusten, leistungsstarken Impulsventilen bis hin zu Hardware und Software, die mit den vorhandenen Geräten und Netzwerken eines Unternehmens zusammenarbeiten können. Ein Anbieter wie dieser kann Unternehmen dabei helfen, mit der digitalen Transformation ihrer Staubabscheidersysteme zu beginnen oder auf ihrem Weg einen Schritt voranzukommen.

Mit sorgfältiger Planung und der richtigen Technologie können Unternehmen ihre Netto-Null-Ziele zuverlässig erreichen und die Nachhaltigkeit ihres Betriebs verbessern. Jede Maschine und jedes System auf der Etage bietet die Möglichkeit, Energie zu sparen und Emissionen zu reduzieren, einschließlich Staubabscheidersystemen. Durch die Integration von Ventilen, die den Energieverbrauch optimieren, sowie intelligenter Sensoren, Steuerungen und Softwarelösungen, die Transparenz auf Geräteebene bieten können, sind Unternehmen besser denn je in der Lage, das Potenzial ihrer Staubabscheidersysteme zu maximieren und gleichzeitig ihre Auswirkungen auf die Umwelt zu minimieren.

Olivia Demkowicz ist Produktmarketingmanagerin bei Emerson. Weitere Informationen finden Sie unter www.emerson.com.

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