Il sistema di filtrazione di Eaton crea un ambiente più pulito riducendo i costi di esercizio per una grande acciaieria

Tra i componenti del sistema che produce ossigeno utilizzato nel processo di produzione dell’acciaio in un importante stabilimento cinese vi è un compressore di grandi dimensioni. Lo speciale lubrificante che circola al suo interno viene immagazzinato in un grande serbatoio; dato che il lubrificante si surriscalda dopo il passaggio attraverso il compressore, il serbatoio deve essere ventilato per prevenire l’accumulo di pressione. L’installazione OEM utilizzava un estrattore a ventola per rimuovere la nebbia d’olio dal serbatoio e un estrattore a cartuccia per catturare l’olio sospeso nel flusso di effluenti. Questo sistema si è rivelato costoso sotto il profilo del funzionamento e della manutenzione, e inefficiente nel tenere la nebbia d’olio fuori dall’ambiente dell’impianto. La soluzione Eaton utilizza un separatore a coalescenza di Eaton virtualmente esente da manutenzione per catturare l’olio dal flusso di effluenti e riciclarlo. Ora i costi di esercizio e di manutenzione sono prossimi allo zero e l’ambiente dell’impianto è significativamente più pulito.

Background: Una grande acciaieria cinese migliora la pulizia dell’ambiente tagliando i costi

Uno dei maggiori produttori di acciaio della Cina gestisce impianti in tutto il paese con una produzione annua di oltre 10 milioni di tonnellate per un valore di oltre 35 miliardi di Yuan. Nelle operazioni di produzione dell’acciaio vengono utilizzate enormi quantità di ossigeno, che l’azienda produce in loco con un sistema che utilizza grandi compressori d’aria come parte del processo di separazione dell’ossigeno dall’azoto, dall’anidride carbonica e dagli altri gas presenti nell’aria.

Poiché i gas compressi diventano molto caldi, i compressori richiedono un lubrificante speciale, che viene fatto circolare al loro interno al duplice scopo di lubrificare e refrigerare. Il lubrificante, che è piuttosto costoso, viene immagazzinato in un grande serbatoio posto vicino al compressore; poiché è caldo quando entra nel serbatoio, quest’ultimo deve essere ventilato per prevenire un accumulo di pressione che potrebbe danneggiarne le guarnizioni.

Tuttavia, lo scarico del lubrificante caldo nell’atmosfera produce un "fumo d’olio" che contamina l’aria e si condensa sulle superfici dell’area, creando sia un problema di inquinamento ambientale sia un pericolo di scivolamento e caduta per i lavoratori dell’area. Inoltre, ogni quantità di lubrificante persa nell’ambiente deve essere sostituita a costi significativi.

Sfida: Una soluzione OEM costosa e inefficiente doveva essere sostituita

Il sistema del compressore è dotato di un sistema di raccolta delle nebbie installato da OEM composto di una coppia di speciali filtri a cartuccia e di una ventola motorizzata che evacua il fumo d’olio dal serbatoio e lo sospinge attraverso i filtri. Dal momento che il compressore fa parte del sistema utilizzato per produrre ossigeno per il processo di produzione dell’acciaio, è in funzionamento pressoché continuativo, il che complica la manutenzione dei filtri, e spesso, durante la manutenzione, il fumo d’olio viene rilasciato nell’atmosfera.

La presa d’aria è aperta all’atmosfera, creando un altro potenziale percorso per la fuoriuscita del fumo d’olio così come per la coalescenza e la fuoriuscita della nebbia d’olio sul pavimento e su altre parti dell’installazione. Il motore della ventola, inoltre, consuma elettricità, aumentando i costi di esercizio.

Avendo utilizzato con successo altri prodotti di filtrazione Eaton, l’acciaieria ha chiesto a Eaton di sviluppare un sistema che eliminasse il rischio di inquinamento, riducendo al contempo i costi di esercizio. Dal momento che sistemi di compressori identici o simili sono utilizzati in più punti all’interno dell’acciaieria e in altri impianti gestiti dal cliente, il nuovo sistema doveva essere facilmente replicabile e installabile con tempi di inattività minimi.

Soluzione: Filtrazione virtualmente senza manutenzione con costi di esercizio pressoché nulli

Il team di Eaton ha progettato un sistema basato su un separatore centrifugo di gas/liquidi in linea Type CLC utilizzando una collaudata tecnologia di separazione a coalescenza. Rimuove il 99 percento di tutte le particelle solide e liquide di dimensioni superiori a 4 micron utilizzando un processo a due stadi. I separatori monostadio standard sono in grado di rimuovere solo le particelle di dimensioni superiori a 10 micron, una dimensione ben maggiore di quella delle tipiche gocce d’olio nebulizzato presenti negli effluenti del lubrificante del compressore.

Nella prima fase, le piccole goccioline di liquido si accorpano formando goccioline più grandi nel passaggio attraverso un tappetino filtrante in maglia metallica. Il tappetino aumenta le dimensioni delle goccioline, rendendole più facili da catturare nella seconda fase.

Le goccioline più grandi che escono dal tappetino filtrante vengono quindi a contatto con l’esclusiva tecnologia Cenpeller di Eaton, che le fa roteare creando una forza centrifuga che le scaglia contro la parete esterna, dove vengono raccolte e fluiscono verso lo scarico inferiore per ritornare nel serbatoio del lubrificante.

La flangia Vortex Containment Plate (VCP) di Eaton completa il processo, impedendo che le goccioline vengano nuovamente diffuse dopo la separazione. Attraverso una serie di anelli posizionati in punti strategici, il liquido separato dall’azione del vortice all’interno del separatore viene protetto e indirizzato verso lo scarico.

Il filtro di separazione a coalescenza Type CLC non ha parti mobili soggette a usura e non utilizza altri mezzi filtranti che richiedono sostituzioni frequenti. L’unica manutenzione richiesta è l’ispezione, la pulizia e/o la sostituzione occasionale dell’economico tappetino filtrante in maglia metallica, operazione che può essere facilmente realizzata con tempi di inattività minimi.

Il team Eaton ha progettato il sistema in modo da garantirne la compatibilità con il dispositivo di estrazione a ventola motorizzata esistente per le postazioni in cui l’utilizzo di tale metodo è preferibile o altrimenti necessario.

Risultati: Un ambiente di lavoro pulito e un funzionamento più efficiente

Utilizzando il sistema di separazione a coalescenza Eaton Type CLC, l’acciaieria ha praticamente eliminato l’inquinamento da "fumo d’olio" nelle stazioni di compressione così come i costi di manutenzione e sostituzione delle cartucce filtranti che catturavano l’olio sospeso utilizzate in precedenza. I sistemi sono progettati per una facile installazione con un ingombro ridotto e la massima compatibilità con le tubazioni esistenti. Ogni sistema rappresenta un investimento una tantum, che non richiede la sostituzione dei materiali di consumo né l’intervento da parte degli operatori.

L’acciaieria ha più di 20 stazioni di compressione, tutte le quali saranno a breve dotate di sistemi di separazione a coalescenza Eaton Type CLC. Il successo di questi sistemi in termini di pulizia dell’ambiente e di riduzione dei costi di esercizio è stato notato anche da altre acciaierie di proprietà del cliente, che sono in procinto di adottare questa stessa soluzione innovativa di Eaton.