Filtrationssystem von Eaton sorgt für sauberere Umgebung und senkt gleichzeitig Betriebskosten in großem Stahlwerk

In einem bedeutenden chinesischen Werk, das Sauerstoff für die Stahlherstellung produziert, ist ein großer Kompressor Teil der Anlage. Das durch den Kompressor zirkulierte Spezialschmiermittel wird in einem großen Tank gelagert. Aufgrund der hohen Wärmeentwicklung im Kompressor, muss der Tank entlüftet werden, um einen ungewollten Druckaufbau zu verhindern. Der OEM-Einbau verwendete einen Absaugventilator, um Ölrauch und -nebel aus dem Tank zu saugen, und einen Tropfenabscheider mit Kerzen, um Öl aus der Abluft abzuscheiden. Dieses System erwies sich als kostspielig in Betrieb und Wartung und ineffizient, um Ölrauch und -nebel aus der Anlagenumgebung zu entfernen. Die Lösung von Eaton verwendet einen praktisch wartungsfreien Eaton-Koaleszenz-Abscheider, um Öl aus der Abluft abzuscheiden und zu recyceln. Die Betriebs- und Wartungskosten liegen nun fast bei null und die Anlagenumgebung ist deutlich sauberer.

Hintergrund: Chinesischer Stahlriese sorgt für saubere Arbeitsumgebung und senkt gleichzeitig die Kosten

Einer der größten Stahlproduzenten Chinas betreibt im ganzen Land Werke mit einer Jahresproduktion von mehr als 10 Millionen Tonnen im Wert von mehr als 35 Milliarden Yuan. In der Stahlerzeugung wird enorm viel Sauerstoff verwendet, und das Unternehmen produziert ihn vor Ort mit einer Anlage, die als Teil des Prozesses große Luftkompressoren verwendet, um den Sauerstoff von Stickstoff, Kohlendioxid und anderen Gasen in der Luft zu trennen.

Da die komprimierten Gase sehr heiß werden, benötigen die Kompressoren ein spezielles Schmiermittel, das sowohl als Schmiermittel als auch als Kühlmittel fungiert. Das recht teure Schmiermittel wird in einem großen Tank in der Nähe des Kompressors gelagert. Weil es heiß ist, wenn es in den Tank eintritt, muss der Tank entlüftet werden, um einen Druckaufbau zu vermeiden, der die Tankdichtungen beschädigen könnte.

Jedoch führt jede Entleerung des heißen Schmiermittels in die Atmosphäre zu „Ölrauch und -nebel“, der die Luft verunreinigt und auf Oberflächen in der Umgebung kondensiert, was sowohl Umweltverschmutzung verursacht als auch ein Sicherheitsrisiko für die Arbeiter in der Umgebung darstellt. Darüber hinaus mussten alle Schmierstoffe, die in die Umwelt abgegeben werden, kostspielig ersetzt werden.

Herausforderung: Eine teure und ineffiziente OEM-Lösung, für die ein Ersatz gefunden werden musste

Das Kompressorsystem wurde mit einem OEM-Entnebelungssystem aus zwei speziellen Filtern mit Filterkerzen und einem motorbetriebenen Gebläse geliefert, das Ölrauch und -nebel aus dem Tank entfernte und durch die Filter presste. Da der Kompressor Teil des Systems zur Gewinnung von Sauerstoff für den Stahlherstellungsprozess ist, befindet er sich fast im Dauerbetrieb, was die Wartung des Tropfenabscheiders erschwerte und oft dazu führte, dass während der Wartung Ölrauch und -nebel in die Atmosphäre abgegeben wurde.

Durch den Gebläseeinlass konnte Luft und damit auch Ölrauch und -nebel entweichen und der sich bildende Nebel auf den Boden und andere Teile der Anlage tropfen. Der Gebläsemotor verbrauchte darüber hinaus Strom, was die Betriebskosten erhöhte.

Da der Stahlhersteller bereits andere Filtrationsprodukte von Eaton erfolgreich nutzte, bat er Eaton, ein System zu entwickeln, das die Verschmutzungsgefahr beseitigen und gleichzeitig die Betriebskosten senken würde. Da die gleichen oder ähnliche Kompressorsysteme an mehreren Standorten innerhalb des Stahlwerks und in anderen Stahlwerken des Kunden eingesetzt werden, musste das neue System auch leicht dupliziert und mit minimalen Ausfallzeiten installiert werden können.

Lösung: Praktisch wartungsfreie Filtration bei nahezu null Betriebskosten

Das Team von Eaton entwarf ein System, das auf einem zentrifugalen Inline-Gas-/Flüssigkeitsabscheiders des Typs CLC basiert und eine bewährte Demister-Technologie nutzt. Es entfernt in einem zweistufigen Prozess 99 Prozent aller festen und flüssigen Partikel, die größer als 4 Mikrometer sind. Einstufige Standard-Separatoren können nur Partikel entfernen größer 10 Mikrometer sind. Das ist viel größer ist als die typischen Ölnebeltröpfchen, die im Schmierstoffabfluss des Kompressors vorkommen.

In der ersten Stufe verschmelzen kleine Flüssigkeitströpfchen zu größeren Tropfen, während sie einen Demister aus Drahtgewebe passieren. Der Demister vergrößert die Tropfen damit sie in der zweiten Stufe leichter abgeschieden werden können.

Die größeren Tropfen, die aus dem Demister austreten, kommen dann in Kontakt mit der einzigartigen Cenpeller-Technologie von Eaton, die sie verwirbelt. Durch die entstehende Zentrifugalkraft werden sie gegen die Außenwand gedrückt, wo sie sich sammeln und über den Ablauf am Boden zurück in den Schmiermitteltank fließen.

Die Eaton Vortex Containment Plate (VCP) schließt den Prozess ab, indem sie verhindert, dass die Tröpfchen nach der Abscheidung wieder mitgerissen werden. Sorgfältig platzierte Ringe schirmen die abgeschiedene Flüssigkeit von der Wirbelwirkung im Abscheider ab und leiten sie zum Abfluss.

Ein Typ CLC-Koaleszenz-Abscheider hat keine beweglichen Teile, die verschleißen können, und verwendet keine anderen Filtermedien, die häufig ausgetauscht werden müssen. Die einzige erforderliche Wartung ist eine gelegentliche Inspektion, Reinigung und/oder der Austausch des kostengünstigen Drahtgewebes, was mit minimalen Ausfallzeiten möglich ist.

Das Eaton-Team hat das System so konzipiert, dass es an Standorten, an denen diese Methode bevorzugt wird oder erforderlich ist, mit dem bestehenden motorisierten Gebläse kompatibel ist.

Ergebnis: Eine saubere Arbeitsumgebung und ein effizienterer Betrieb

Mit dem CLC-Koaleszenz-Abscheidersystem von Eaton hat das Stahlwerk die Verschmutzung durch Ölrauch und -nebel an den Kompressorstationen und die Kosten für die Wartung und den Austausch der zuvor verwendeten Tropfenabscheider-Filterkerzen praktisch vollständig beseitigt. Die Systeme sind für einen einfachen Einbau mit geringem Platzbedarf und maximaler Kompatibilität mit bestehenden Rohrleitungen ausgelegt. Jedes System stellt eine einmalige Investition ohne Verbrauchsmaterialien dar und erfordert keine Eingriffe des Bedieners.

Das Stahlwerk verfügt über mehr als 20 Kompressorstationen, die letztendlich alle mit CLC-Koaleszenz-Abscheidersystem von Eaton ausgestattet werden sollen. Der Erfolg beim Umweltschutz und der Senkung der Betriebskosten blieb auch anderen Stahlwerken des Kunden nicht verborgen. Diese befassen sich nun ebenfalls mit dieser innovativen Lösung von Eaton.