Чистота и безопасность: новые открытия // Добывающая промышленность. — 2018. — №3(11). — С. 288 — 291

Больше производительности

Российский производитель фильтровентиляционного оборудования «СовПлим» развивает линейку своей продукции с 1989 года. С 2016 года предприятие активно наращивает производство фильтров производительностью 6 000–50 000 м3/час (серия SFN, SFL, SFB, SFM). Они выдерживают температуру до 180 градусов, к тому же их можно утеплять, что позволяет устанавливать оборудование не только в помещении, но и на улице. Все комплектации фильтров — в антистатическом исполнении.

Фильтры серии SFN имеют плоские фильтровальные карманы и могут состоять сразу из нескольких секций и разных видов корпусов (высокого, низкого и среднего). То есть фильтр можно укомплектовать в зависимости от того, какой производительности нужно достичь.

«В 2017 году мы делали для одного предприятия из Туркменистана фильтр из семи секций, общей массой 12 тонн и производительностью 35,2 тысячи м3/час. Это был интересный опыт для нашей компании», — сообщил заместитель директора по продажам «СовПлим-Сибирь» Денис Буланенко.

Фильтры серии SFL во многом имеют схожие характеристики, но по сравнению с SFN имеют максимальную производительность 40 тысяч кубов. Всё потому, что в них используются складчатые картриджи, которые увеличивают фильтровальную площадь, при этом габаритные размеры оборудования уменьшаются. Поэтому такие фильтры идеально подходят для небольших производственных помещений. Спикер пояснил, что в характеристиках указано максимальное количество секций — 5, но сейчас компания уже производит и 7-секционные фильтры. «Перед фильтром SFL должно быть расстояние порядка 1,5 м для извлечения карманов, это нужно обязательно учитывать при проектировании данного оборудования», — отметил он.

Если сравнивать модели SFL и SFN, то первая будет более эффективной на производстве. Конечно, SFM с гладкими картриджами можно использовать и в условиях повышенной влажности, слипающейся пыли, высокой температуры, но он не даёт такой степени очистки, как фильтр SFL.

Фильтры SFB — это так называемые силосные фильтры. Они работают как отдельная cамостоятельная единица, но при этом имеют ограниченную производительность: максимальный показатель — всего 2 тысячи м3/час. Система продувки работает вертикально, а не горизонтально, как в предыдущих фильтрах. Эта модель существует в нескольких исполнениях в зависимости от числа фильтровальных патронов.

Фильтры SFМ от остальных моделей линейки отличаются системой самоочистки — она устроена по принципу механического встряхивания. Обычно такое оборудование используют предприятия, на которых не предусмотрена или невозможна подача сжатого воздуха. SFМ обрабатывает до 5 г/м3 gервоначальной запылённости, его производительность — 8 000 м3/час.

«Кроме нас, именно такую широкую линейку в России никто не производит. Фильтры от «СовПлим» отличаются большей производительностью, вариантами компоновки под технологические требования, степенью очистки до 99,9%», — сказал замдиректора компании Денис Буланенко.

По его словам, начиная с сентября прошлого года на предприятия России уже поставлено около 100 фильтров из новой линейки. Конечно, не все они ещё запущены в работу (находятся на стадии монтажа, пусконаладочных работ), но по некоторым есть очень хорошие отзывы.

Способы очистки: мокрый или сухой?

Ещё со времён Советского Союза сложилось так, что большинство предприятий применяет способ мокрой очистки запылённых газов. Долгие годы решения от «СовПлим» оспаривают эффект от этого способа с сухой очисткой.

Заместитель директора Денис Буланенко начал свой доклад с сухого способа очистки. Например, по расчётам, расход воздуха на аспирацию составил 19 000 м3/час с потребляемой мощностью 22 кВт. Аспирация работала круглые сутки в течение 350 дней в году (с учётом остановки на ревизию). На обслуживание было заложено 200 000 рублей в год. На основе этих данных затраты на электроэнергию составили 400 000 рублей в год. Всего на содержание системы сухой очистки необходимо 600 000 рублей в год.

Решение от «СовПлим-Сибирь» стоило 11 млн руб., где на сети ушло 1,2 млн руб., на монтаж — 2 млн руб., и 300 000 руб. на пусконаладочные работы. В сумме получилось почти 15 млн рублей. Надо отметить, что специалисты компании учли стоимость установки систем взрывозащиты, а также заложили в программу 10 % прироста стоимости электрической, тепловой энергии и фонда оплаты труда. Таким образом, конечная сумма затрат за 10 лет составила 17 млн рублей.

Рассчитывая способ мокрой очистки за тот же период, компания взяла за основу производительность аспирации 38 000 м3/час: одна половина этого объёма относится непосредственно к очистке, а вторую посчитали как компенсацию выведенного воздуха системой мокрой очистки. Электрическая мощность системы — 60 кВт, мощность шламовых насосов — 25 кВт. На обслуживание было заложено 250 000 руб. Получилось, что затраты на электроэнергию составили 1,5 млн рублей в год, на содержание аспирации — 1,8 млн рублей в год.

«Безусловно, капитальных затрат на мокрую очистку меньше, чем на сухую, но это только на начальных этапах. Потом добавляются затраты на общеобменную вентиляцию», — отмечает Денис Буланенко.

Производительность общеобменной вентиляции составляет 19 000 м3, при этом расходуется 5,5 кВт электроэнергии. На её обслуживание требуется 135 000 руб. в год, на отопление — 100 тысяч руб., и на тепловую энергию — ещё 430 000 руб. Всего на содержание общеобменной вентиляции уходит 600 000 руб. — это условно сопоставимо с обслуживанием всей системы сухой аспирации. Ко всему прочему, добавляются расходы на электроэнергию — 1,5 млн рублей. По итогу, конечная сумма составила 13 млн рублей.

Эксперт компании «СовПлим-Сибирь» объяснил, откуда берутся дополнительные затраты на системы мокрой очистки. В отличие от фильтров сухой системы очистки, которые позволяют после фильтрации возвращать весь воздух обратно в помещение, фильтры мокрой системы очистки имеют гораздо большее сопротивление воздушному потоку. Соответственно, повышается объём энергопотребления вентиляторов. Также нужно учитывать, что после работы системы мокрой очистки воздух невозможно «вернуть», поэтому его недостаток в помещении приходится компенсировать подачей воздуха. Вдобавок к этому его нужно постоянно нагревать.

Таким образом, с использованием мокрого способа очистки воздуха в технологии совместно с общеобменной вентиляцией затраты предприятия за 10 лет могут составить около 60 млн рублей. А для сухого способа очистки понадобится 40 млн рублей, даже с учётом дополнительных трат на системы взрывозащиты, которые мокрой очистке не нужны.

«Способ мокрой очистки предполагает, что взрывоопасная пыль проходит через поток воды, который смачивает её, и таким образом вероятность взрыва исключена полностью. Это главное преимущество перед способом сухой очистки. Мы видим, что она ещё и дешевле, однако с учётом всех факторов эксплуатации (например, наличия шламового хозяйства) системы уравнивают друг друга уже через три года, а через 10 лет способ сухой очистки становится выгодней. Мы считаем, что в этом плане более дорогую систему сухой очистки нужно рассматривать как инвестиции, результат от которых будет виден в будущем, в пределах 2–4 лет», — сказал Денис Буланенко.

А если всё-таки рванёт?

Чаще всего взрывы происходят именно в аспирационном оборудовании с сухой очисткой, ведь там находится взрывоопасная пыль и кислород. Сами по себе они не несут опасность. Взрыв возможен только тогда, когда в эту смесь попадает какой-либо источник зажигания. Это может быть само технологическое оборудование, статическое электричество, различные искры, окурки и многое другое.

По словам эксперта по оборудованию Печёнкина Кирилла, вероятность взрыва во многом зависит от количества пыли, содержащейся в кислороде. Так, нижний предел концентрации в любой органической пыли в среднем составляет около 50-60 г/м3, в редких случаях — 20 г/м3. С таким количеством пыли взрыва не произойдёт. «Оптимальная» концентрация для взрыва — 250–750 г/м3. Если же в воздухе много пыли (около 5 кг/м3), а кислорода, наоборот, мало, вероятность взрыва тоже очень мала.

В любом случае оборудование для сухого способа очистки нужно оснащать системами взрывозащиты. В фильтре с постоянным объёмом есть постоянное давление. В среднем органическая пыль взрывается с коэффициентом 10, то есть либо в 10 раз возрастает давление при постоянном объёме, либо нужно в 10 раз увеличить объём для удержания постоянного давления.

Ещё эксперт говорил о существующих системах взрывозащиты: «Есть несколько вариантов: фильтр с пониженным или максимальным взрывным давлением. Фильтры с максимальным взрывным давлением делают из очень толстого листового металла, который выдерживает взрыв мощностью 10–16 бар. Как правило, такой способ не используют для фильтров с большой производительностью, они характерны для силосных фильтров».

Для фильтров с пониженным взрывным давлением есть два основных варианта: вывод взрывного давления из фильтра либо подавление взрыва внутри него с помощью специальных средств тушения. Первую методику чаще всего используют для борьбы с последствиями взрыва. Корпус фильтра усиливают дополнительными рёбрами жёсткости и внедряют в него взрыворазрывную мембрану, в данной конфигурации фильтр выдерживает давление 0,4 бара.

«Наша компания устанавливает мембраны не сверху, а на задней стенке фильтра. Опытным путём мы выяснили, что взрывной волне проще выходить, когда мембрана стоит сзади. Если говорить о длине этой волны, то в зависимости от объёма корпуса и производительности фильтра она может вылетать на расстояние до 30 м», — отметил Кирилл Печёнкин.

Понятно, что такие фильтры свободно размещать нельзя — необходимо огораживать зону возможного выхода взрывной волны. Поэтому для помещений разработали усовершенствованные мембраны — пламегасители. Принцип действия такой же, но место выхода взрывной волны закрывается очень плотной металлической сеткой.

Существует ещё одна система взрывозащиты в виде вентилей, где внутри вентилей стоит очень мощная пружина, которая прижимает клапан. Во время взрыва этот клапан поднимается наверх, а весь огонь тушится прямо во множестве металлических пластин, при этом пружина обратно прижимается к корпусу фильтра, и дополнительный воздух в фильтр не поступает. Такая система позволяет избежать вторичного возгорания оборудования.

Есть ещё несколько интересных решений. Например, подавление взрыва в его начальной стадии. Это довольно дорогое решение: средства тушения ставятся в каждой зоне фильтра. В случае опасности последовательно через 20 мс после зажигания срабатывают специальные детекторы, через 30 мс тушильное средство впрыскивается в фильтр, через 50 мс оно полностью заполняет весь объём фильтра и тушит его. Также существуют фильтры с максимально усиленным взрывным давлением, которые сами могут выдерживать в себе взрыв.

Надо сказать, что без отсечения взрыва от трубопроводов входящих газов вся концепция взрывозащиты не имеет смысла. Взрывная волна из фильтра может пойти и дальше по воздуховоду, поэтому фильтровальную установку нужно отсекать. Это особенно актуально, когда аспирационная установка очищает воздух из нескольких помещений сразу.

Решения по обработке воздуха, внедряемые «СовПлим-Сибирь», используют самые современные разработки в этой отрасли. На протяжении почти 30 лет компания состоит в кооперации с ведущими европейскими производителями описанного выше оборудования. Специалисты не ставят для себя преград в решении технических задач, более половины внедрений влекут за собой индивидуальный подход к задачам заказчика: от обследования и проектирования до внедрения, сдачи под ключ и партнёрского сопровождения.

«Каждая нестандартная задача — это вызов нашей компетенции, опыту, который разжигает профессиональный интерес к результату, желанию улучшить качество воздуха. Воздушная среда — это среда обитания человека, и, значит, мы улучшаем качество жизни и здоровья людей», — сказал Денис Буланенко.

Новые промышленные фильтры, о которых рассказали представители компании «СовПлим», могут очистить от запылённости самые большие производственные площадки. А сравнительные расчёты сухого и мокрого способа очистки показали довольно интересные результаты, которые многих заставят задуматься: может быть, стоит использовать сухой способ очистки, ведь в будущем он будет обходиться дешевле? К тому же взрывов в фильтрах с сухой очисткой можно избежать с помощью разнообразных систем взрывозащиты.