В Европе 40% всей пресной воды потребляется промышленностью. Наряду с пищевой, химической, первичной металлургической и нефтеперерабатывающей промышленностью, бумажная промышленность является одним из самых тяжелых потребителей воды. В Словении и Швеции бумажная промышленность даже является крупнейшим потребителем промышленной воды.
За последние десять лет стоимость воды в некоторых регионах выросла более чем в два раза, что заставило бумажную промышленность обратить пристальное внимание на эти расходы. Если учесть расходы на утилизацию сточных вод, то они становятся еще более значительными.
Износ форсунок означает потерю воды
Распылительные форсунки находятся в центре всех приложений, использующих воду на фабрике. Эти, казалось бы, простые компоненты оказывают значительное влияние на производительность и эксплуатационные расходы при увлажнении, очистке, смазке, обрезке кромок, отбеливании, отбивке, склеивании и десятках других применений.
По мере износа форсунок их отверстия становятся больше, и при любом заданном давлении скорость потока увеличивается. Даже незначительный износ форсунок, который невозможно обнаружить визуально, может быть чрезвычайно расточительным и стоить десятки, а иногда и сотни тысяч долларов в год в виде повышенных эксплуатационных расходов.
Изношенные форсунки, распыляющие сверх нормы, расходуют не только воду: Расходы на электроэнергию будут расти из-за избыточной работы насоса, и давайте не будем забывать о расходах на химикаты, они также будут расти. Ниже приведены только два примера того, как быстро могут расти расходы.
Пример 1. Увеличение эксплуатационных расходов на душ в сушильной секции
Один душ с 70 форсунками, распыляющими разделительное средство на войлок сушилки.
| Новые форсунки | 15% изношенных форсунок | |
| Вода | € 5,335 | € 6,135 |
| Химикаты | € 46,800 | € 53,820 |
| Электроэнергия | € 2,667 | € 3,118 |
| Итого | € 54,802 | € 63,073 |
| Увеличение расходов на один душ | € 8,271 |
Таким образом, любой объект с шестью душевыми в сухой части столкнется с увеличением расходов почти на € 50 000 в год.
Пример 2. Душ с подделкой увеличивает эксплуатационные расходы
Один душ с 72 форсунками в сухом отделении прессового цеха работает на 15% больше мощности из-за изношенных форсунок.
| Дополнительное потребление воды в год | 124 570 640,9 литров |
| Увеличение годовой стоимости воды и электроэнергии для работы насоса одного душа | € 65,156 |
На предприятии, эксплуатирующем десять душевых кабин, ежегодная потеря денег скоро превысит полмиллиона евро.
Способы снижения потребления воды:
1: Регулярно заменяйте изношенные распылительные форсунки
Изношенные распылительные форсунки - распространенная проблема в целлюлозно-бумажном производстве, в основном из-за использования химикатов и воды. На многих предприятиях распылительные форсунки заменяются ежегодно. Однако, в зависимости от количества и типа операций по распылению, стоимость замены форсунок может быть намного меньше, чем стоимость потраченной впустую воды - даже если форсунки изношены всего на 15-20%.
Контрольный перечень работ по обслуживанию форсунок
❏ РАСХОД ВОДЫ - КАЖДАЯ ФОРСУНКА
Центробежные насосы: Следите за показаниями расходомера, чтобы обнаружить увеличение расхода, или соберите и измерьте струю из форсунки в течение определенного периода времени при определенном давлении. Затем сравните эти показания с показателями расхода, указанными в каталоге производителя, или сравните их с показаниями расхода на новых, неиспользованных форсунках.
Вытеснительные насосы: Следите за снижением давления в линии подачи жидкости; расход будет оставаться постоянным.
❏ ДАВЛЕНИЕ РАСПЫЛЕНИЯ
Центробежные насосы с коллектором форсунок: Следите за увеличением объема распыляемой жидкости. (Давление распыления, скорее всего, останется неизменным.)
Positive Displacement Pumps: Следите по манометру за снижением давления и уменьшением воздействия на распыляемые поверхности. (Объем распыляемой жидкости, скорее всего, останется прежним). Также следите за повышением давления из-за засорения форсунок. Визуально проверьте изменения в покрытии распылением.
❏ РАЗМЕР КАПЛИ
Изучите результаты применения на предмет изменений. Увеличение размера капель не может быть визуально обнаружено в большинстве случаев применения. Увеличение расхода или снижение давления распыления влияет на размер капель.
❏ ВЛИЯНИЕ
Изучите результаты применения на предмет преждевременного износа ткани и/или проблем с качеством бумаги. Это может указывать на увеличение воздействия, которое невозможно определить визуально.
❏ ФОРМА РАСПЫЛЕНИЯ
Визуально осмотрите каждую форсунку на предмет изменений в равномерности рисунка. Проверьте угол распыления с помощью транспортира. Измерьте ширину распыления на распыляемой поверхности.
2: Замените материал форсунки для продления срока службы и обеспечения оптимальной производительности
Форсунки, изготовленные из более твердых материалов, обычно имеют более длительный срок службы. В дополнение к стандартным материалам, таким как латунь и нержавеющая сталь, часто предлагаются более долговечные распылительные сопла из специальных материалов, карбидов или с отверстиями из рубина.
Сопла с отверстием из синтетического рубина часто используются для обрезки полотна, поскольку они обеспечивают превосходную точность распыления для получения острого, четкого края и до 2000 раз большую износостойкость, чем латунь. Кроме того, струя остается стабильной даже на ранних стадиях износа.
Многие душевые форсунки со сплошной струей также выпускаются с рубиновыми или сапфировыми отверстиями. Сохранение целостности струи в течение длительного времени означает лучшую очистку тканей в течение более длительного периода времени.
На рисунке 2 приведены стандартные коэффициенты износостойкости для многих из этих материалов, чтобы помочь вам определить, стоит ли рассматривать возможность замены.
| Материал распылительной насадки | Коэффициент стойкости |
| Алюминий | 1 |
| Латунь | 1 |
| Полипропилен | 1 – 2 |
| Сталь | 1.5 – 2 |
| Монель® | 2 – 3 |
| Нержавеющая сталь | 4 – 6 |
| Хастеллой® | 4 – 6 |
| Закаленная нержавеющая сталь | 10 – 15 |
| Стеллит® | 10 – 15 |
| Карбид кремния (с нитридной связкой) | 90 – 130 |
| Керамика | 90 – 200 |
| Карбиды | 180 – 250 |
| Синтетический рубин или сапфир | 600 – 2,000 |
3: Уменьшите давление распыления, если это возможно
Хотя это не всегда возможно, снижение давления (что замедлит скорость прохождения жидкости через отверстие) может помочь уменьшить скорость износа отверстия.
4: Используйте самоочищающиеся форсунки или сетчатые фильтры для защиты форсунок и минимизации износа
Во многих областях применения износ и засорение отверстий вызваны твердыми частицами грязи в распыляемой жидкости. Это особенно часто встречается в системах с непрерывной рециркуляцией распыляемой воды. В среднем производственном процессе рециркуляция воды позволяет использовать ее примерно 17 раз до сброса, в отличие от одного-двух раз без рециркуляции.
Самоочищающиеся форсунки имеют конструкцию поршневого типа. Когда давление в линии низкое, поршень втягивается, чтобы вычистить мусор из отверстия форсунки. Самоочищающиеся форсунки идеально подходят для использования в душах с высоким содержанием твердых частиц в воде, а также внутри бумагоделательных машин благодаря компактной конструкции.
Сетчатые фильтры, или форсунки со встроенными сетчатыми фильтрами, задерживают более крупные частицы и предотвращают попадание мусора в отверстие форсунки или лопатку, тем самым значительно снижая износ.
5: Используйте распылительные пистолеты вместо открытых шлангов
Для очистки всей мельницы используйте пистолеты-распылители низкого давления вместо открытых шлангов. Это может снизить расход воды на 50% и более. Кроме того, обеспечение включения воды только тогда, когда она действительно необходима, значительно сократит потери.
6: Автоматизируйте очистку сундуков и/или резервуаров
Резервуары и лари часто очищаются вручную работниками со шлангами или путем многократного наполнения и слива воды из резервуара или ларя. В зависимости от размера резервуара эти методы очистки могут использовать сотни литров воды при каждой очистке резервуара.
Автоматизированные системы очистки резервуаров являются эффективной альтернативой ручной очистке. Некоторые заводы сообщают об экономии до 50 000 евро в год на один складской ларь, просто перейдя на автоматизированную очистку.
Системы очистки на месте (CIP) используют распылительные форсунки для контролируемой, тщательной очистки и ополаскивания. Другими вариантами являются высокопроизводительные, жидкостные или моторизованные моечные машины и автоматизированные системы "под ключ". Помимо того, что при автоматизированной очистке резервуаров расходуется значительно меньше воды, чем при ручных методах и методах заполнения/слива, она дает множество других преимуществ, таких как:
- Более быстрая и тщательная очистка
- Сокращение использования дорогостоящих химикатов
- Снижение затрат на утилизацию
- Повышенная безопасность работников
- сокращение трудозатрат и времени простоя в обслуживании.
Системы "под ключ" включают в себя насосы, датчики, двигатели и клапаны, предназначенные для оптимизации работы форсунок для очистки резервуаров. Системы могут быть оборудованы для рециркуляции моющей жидкости в замкнутом контуре, что позволяет повторно использовать часть или всю воду и химические моющие растворы.
Оптимизированные системы распыления способствуют устойчивому и прибыльному будущему
Распылительные форсунки - это прецизионные компоненты, разработанные для достижения определенной производительности в конкретных условиях. То, что форсунка распыляет, еще не означает, что она работает оптимально.
Когда операции по распылению и/или увлажнению, нанесению покрытий, очистке и обрезке полотна не оптимизированы, ценный природный ресурс истощается; кроме того, может возникнуть множество других дорогостоящих проблем, таких как:
- проблемы контроля качества
- незапланированные простои производства
- Увеличение объема технического обслуживания
- повышенное потребление дорогостоящих химикатов и электроэнергии
Чтобы убедиться, что ваша система работает с максимальной эффективностью и не тратит воду впустую, начните с аудита вашей системы распыления. Аудит, как правило, предлагается бесплатно и может потребовать нескольких часов работы.
Большинство экспертов сходятся во мнении, что для того, чтобы обеспечить мир достаточным количеством безопасной воды в будущем, необходимо предпринимать активные действия! Ради будущих поколений крайне важно, чтобы практика экономии воды не рассматривалась как неважное отвлечение. Если вы хотите узнать больше о том, как можно сократить потребление воды на вашем предприятии, обязательно свяжитесь с нами.