Kühlwasserfiltration ist kein heißes Eisen für Eaton-Filter

Hintergrund

Egal, wo Sie hinsehen, Sie werden feststellen, dass Industrien weltweit auf Eisen und Stahl als tragende Komponente in Projekten für u. a. Schiffbau, Brückenbau und Eisenbahninfrastruktur setzen. Der globale Hunger nach diesen Materialien ist groß und bei den meisten Herstellern von Eisen und Stahl läuft die Produktion rund um die Uhr.

China ist ein führender Lieferant für den weltweiten Eisen- und Stahlmarkt. Der namhafte Hersteller XINXING mit Sitz in der Provinz He Bei beschäftigt über 23.000 Mitarbeiter, die jährlich mehr als 13 Mio. Tonnen an hochwertigem Eisen und Stahl produzieren. Um die steigende globale Nachfrage zu bedienen, ist es für den Hersteller zwingend erforderlich, die Produktionsprozesse zu optimieren und die Ausfallzeiten zu verkürzen.

Die Produktionsumgebung, die die Eisen- und Stahlherstellung typischerweise mit sich bringt, kann als eher schwierig bezeichnet werden. Der hohe Wasserverbrauch kann zu einer Vielzahl von Kontaminationsproblemen führen und in den Produktionsstätten mit Hochöfen und ihren dazugehörigen Anlagen herrschen durchweg hohe Temperaturen. Um den optimalen Betrieb der Anlagen aufrechtzuerhalten, ist eine Kühlung der Produktionsanlagen mit Wasser erforderlich. 

Herausforderung 

Das Wasser wird nach dem Einsatz zur Kühlung der Hochofenanlage durch Dichteunterschiede zum Sammelbecken geleitet, ehe es mit einem Durchfluss von 3.000 m³/h in ein Wärmerückgewinnungssystem weitergepumpt wird. Das zur Wiederverwendung aufgefangene Wasser ist sehr stark durch Eisenteile, Sand und mineralische Partikel kontaminiert. Vor dem Weiterpumpen muss es filtriert werden, um diese Verunreinigungen zu entfernen.

Das bisher verwendete Filtrationssystem war schlicht nicht in der Lage, diese Partikel zu entfernen. Jede Verunreinigung, die größer als 4 mm war, verursachte Probleme innerhalb des Wärmetauschers, der viele empfindliche Komponenten wie z. B. Durchflussventile enthält.

Als diese Ventile mit „verschmutztem“ Wasser gespeist wurden, ver­schlechterte sich ihre Leistung rasch und es kam sogar zu Ausfällen. Die Wartung war ein Dauerthema und alle zwei Wochen war eine Reinigung erforderlich, um die Kontaminationen zu beseitigen. In der Regel dauerten diese Wartungszeiträume etwa eine Woche und führten zu einer vollständigen Systemabschaltung mit erheblichen Produktionsausfällen. Dieser Zustand war für XINXING schlichtweg nicht mehr tragbar und der Hersteller erkannte, dass die gegenwärtige Anlagenkonfiguration nicht mehr tauglich war und ausgetauscht werden musste.

Das Recyclingwasser wird im Werk auf verschiedene Weise genutzt. Aber ein ebenso wichtiger Hinweis ist, dass es für ein Fernheizsystem für Anwohner verwendet wird, die sich auf diese Wärmequelle verlassen, da die Temperaturen in den Wintermonaten unter -30 °C fallen können. Darüber hinaus stellte die Abwasserentsorgung aufgrund strenger Richtlinien ein Umweltrisiko dar, war gesundheitsschädlich für das Wartungspersonal und steigerte die Gesamtproduktionskosten. 

Lösung 

Da XINXING die Filtrationsprodukte von Eaton bereits seit Jahren in hydraulischen Anwendungen eingesetzt hatte, war es Eaton gelungen, sich einen guten Ruf hinsichtlich Qualität und Service aufzubauen. Über einen Vertriebspartner von Eaton wurde ein Filtrationsspezialist in das Eisen- und Stahlwerk eingeladen, um das Kontaminationsproblem genau zu untersuchen. Nach einer Beratungsphase mit eingehenden Fachgesprächen stellte sich heraus, dass der selbstreinigende Automatik-Siebkorbfilter Modell 2596 von Eaton mit einem perforierten 3,9 mm (5/32") Faltensiebelement ideal für den Einsatz im Zulaufrohrsystem des Recyclingwassers geeignet war.

Der selbstreinigende Automatik-Siebkorbfilter Modell 2596 von Eaton ist eine motorisierte Einheit zur kontinuierlichen Beseitigung von Feststoffen aus Flüssigkeiten in Rohrleitungssystemen, um Schäden an teuren Komponenten des Rohrleitungssystems und kostspielige Stillstandszeiten zu vermeiden. Er ist mit der einzigartigen idL-Wellendichtung ausgestattet, die Lecks an der Welle des Rückspülsystems an der Oberseite des Siebkorbfilters verhindert. Die idL-Dichtung von Eaton stellt sicher, dass die Außenseite des Siebkorbfilters auch während des Betriebs trocken und sauber bleibt. Damit gehören lästige Lecks oder an den Seiten des Siebkorbfilters austretendes Prozessmedium der Vergangenheit an.

Das integrierte Rückspülsystem wird von einem automatischen Steuerungssystem gestartet, das den Betrieb des Siebkorbfilters überwacht. Ein kleiner Bereich des Siebelements wird gegen den Durchfluss isoliert und durch die Umkehr der Durchflussrichtung gereinigt. Der Filtrationsvorgang erfolgt weiterhin über die übrige, nicht isolierte Siebfläche, wodurch ein ununterbrochener Durchfluss gewährleistet ist. Dank dieser effizienten Bauweise wird nur eine geringe Menge filtrierter Flüssigkeit benötigt, um angesammelten Schmutz vom Siebkorbfilter zu spülen. 

Ergebnis

In dieser Prozessanwendung wird lediglich ein Modell 2596 mit 30" verwendet, das die drei bisherigen Filtersysteme ersetzt und so erhebliche Produktionsflächen einspart. Außerdem werden 98 Prozent aller Partikel, die größer als 4 mm sind, aus dem Wasser beseitigt, wodurch sich das Schadenspotenzial an nachgelagerten Komponenten vermindert. Die zuverlässige Leistung des neuen Systems mit dem Modell 2596 in 30" verkürzte ungeplante Unterbrechungen des örtlichen Fernheizsystems und senkte den Wasserverbrauch im Werk um 20 Prozent. Am wichtigsten aber war, dass die Abschaltungen auf Grund von Wartungsarbeiten auf ein Minimum reduziert wurden, um eine unterbrechungsfreie Produktion zu gewährleisten. XINXING führt Wartungen nur noch einmal im Jahr durch und spart damit Kosten sowohl für Personal als auch für die Ersatzteile, die bei der vorherigen Lösung eingesetzt werden mussten.

„Das Thema der Kontamination innerhalb der Recyclingwasserversorgung war für uns besonders in Bezug auf Produktionsunterbrechungen und Wartungsarbeiten eine große Herausforderung“, so Wang Qi, Produktionsleiter bei XINXING Ductile Iron Pipes. „Wir sind sehr zufrieden mit der neuen Lösung von Eaton. Das hohe Maß an technischer Kompetenz und Service war für uns entscheidend. Die Leistung der neuen Lösung hat unsere Erwartungen übertroffen und war ein Durchbruch in puncto Kosteneinsparungen und Umweltfreundlichkeit.“