W Europie 40% całej wody słodkiej zużywa przemysł. Obok przemysłu spożywczego, chemicznego, hutniczego i rafineryjnego przemysł papierniczy jest jednym z największych konsumentów wody. W Słowenii i Szwecji przemysł papierniczy jest nawet największym odbiorcą wody przemysłowej.
W ciągu ostatnich dziesięciu lat koszty wody w niektórych regionach wzrosły ponad dwukrotnie, co skłoniło przemysł papierniczy do dokładnego przyjrzenia się tym wydatkom. Jeśli uwzględnić koszty utylizacji ścieków, kwestia ta nabiera jeszcze większego znaczenia.
Zużycie dysz oznacza marnotrawstwo wody
Dysze rozpylające stanowią serce wszystkich zastosowań wykorzystujących wodę w całym zakładzie
. Te pozornie proste elementy mają znaczący wpływ na wydajność i koszty eksploatacji w procesach nawilżania, czyszczenia, smarowania, przycinania krawędzi, bielenia, odrywania, klejenia oraz w dziesiątkach innych zastosowań.
W miarę zużywania się dysz ich otwory powiększają się, a przy danym ciśnieniu natężenie przepływu wzrasta. Nawet niewielkie zużycie dysz, którego nie da się wykryć gołym okiem, może powodować ogromne straty, generując dziesiątki, a czasem nawet setki tysięcy dolarów rocznie w postaci zwiększonych kosztów eksploatacji.
Zużyte dysze, które rozpylają ponad swoją wydajność, marnują nie tylko wodę: koszty energii elektrycznej wzrosną z powodu nadmiernej pracy pompy, a nie zapominajmy też o kosztach zużycia środków chemicznych – one również wzrosną. Poniżej przedstawiono tylko dwa przykłady tego, jak szybko mogą wzrosnąć koszty.
Przykład 1. Sekcja suszarki z natryskiem – wzrost kosztów eksploatacyjnych
Jedna natryskownia z 70 dyszami rozpylającymi środek antyadhezyjny na filc suszarki.
| Nowe dysze | Dysze zużyte w 15% | |
| Woda | 5 335 € | 6 135 |
| Środki chemiczne | 46 800 | 53 820 |
| Energia elektryczna | 2 667 € | 3 118 |
| Razem | 54 802 € | 63 073 |
| Dodatkowy koszt za jeden prysznic | 8 271 € |
W związku z tym każdy obiekt z sześcioma prysznicami w strefie suchej musiałby liczyć się ze wzrostem kosztów o prawie 50 000 € rocznie.
Przykład 2. Prysznic typu „knock-off” – zwiększone koszty eksploatacyjne
Jedna kabina prysznicowa z 72 dyszami w strefie suchej sekcji prasowej, pracująca z obciążeniem o 15% powyżej wydajności z powodu zużytych dysz.
| Dodatkowe roczne zużycie wody | 124 570 640,9 litrów |
| Wzrost rocznych kosztów wody i energii elektrycznej na pracę pompy jednej prysznicowej | 65 156 euro |
W zakładzie, w którym działa dziesięć pryszniców, kwota marnowana każdego roku wkrótce przekracza pół miliona euro.
Sposoby na zmniejszenie zużycia wody:
1: Regularna wymiana zużytych dysz natryskowych
Zużyte dysze natryskowe to powszechny problem w przemyśle celulozowo-papierniczym, głównie z powodu stosowanych środków chemicznych i wody. Wiele zakładów wymienia dysze natryskowe co roku. Jednak w zależności od liczby i rodzaju operacji natryskowych koszt wymiany dysz może być znacznie niższy niż koszt zmarnowanej wody – nawet jeśli dysze są zużyte tylko w 15–20%.
Lista kontrolna konserwacji dysz rozpylających
❏ PRZEPŁYW – KAŻDA DYSZA
Pompy odśrodkowe: Należy monitorować odczyty przepływomierza w celu wykrycia wzrostów lub zbierać i mierzyć strumień z dyszy przez określony czas przy określonym ciśnieniu. Następnie należy porównać te odczyty z wartościami natężenia przepływu podanymi w katalogu producenta lub z odczytami natężenia przepływu z nowych, nieużywanych dysz.
Pompy wyporowe: Należy monitorować ciśnienie w przewodzie cieczy pod kątem spadków; natężenie przepływu pozostanie stałe.
❏ CIŚNIENIE ROZPYLANIA
W pompach odśrodkowych z kolektorem dysz: Należy monitorować wzrost objętości rozpylanej cieczy. (Ciśnienie rozpylania prawdopodobnie pozostanie takie samo.)
Pompy wyporowe: Należy monitorować manometr pod kątem spadków ciśnienia i zmniejszenia siły oddziaływania na rozpylane powierzchnie. (Objętość rozpylanej cieczy prawdopodobnie pozostanie taka sama). Należy również monitorować wzrost ciśnienia spowodowany zatkaniem dysz. Należy przeprowadzić kontrolę wzrokową pod kątem zmian zasięgu oprysku.
❏ WIELKOŚĆ KROPL
Należy sprawdzić wyniki aplikacji pod kątem zmian. W większości zastosowań wzrost wielkości kropli nie jest widoczny gołym okiem. Wzrost natężenia przepływu lub spadek ciśnienia rozpylania wpłynie na wielkość kropli.
❏ SIŁA UDERZENIA
Należy sprawdzić wyniki aplikacji pod kątem przedwczesnego zużycia tkaniny i/lub problemów z jakością papieru. Może to wskazywać na wzrost siły uderzenia, którego nie da się wykryć wizualnie.
❏ WZÓR ROZPYLANIA
Należy dokonać oględzin każdej dyszy pod kątem zmian w równomierności rozkładu strumienia. Należy sprawdzić kąt rozpylania za pomocą kątomierza. Należy zmierzyć szerokość rozkładu strumienia na powierzchni poddanej opryskom.
2: Zmień materiał dyszy, aby przedłużyć jej żywotność i zapewnić optymalną wydajność
Dysze wykonane z twardszych materiałów zazwyczaj zapewniają dłuższą żywotność. Oprócz standardowych materiałów, takich jak mosiądz i stal nierdzewna, często dostępne są bardziej wytrzymałe dysze natryskowe wykonane z materiałów specjalistycznych, węglików lub z rubinowymi otworami.
Dysze z otworem z syntetycznego rubinu są często stosowane do przycinania wstęgi, ponieważ zapewniają doskonałą precyzję rozpylania, umożliwiającą uzyskanie ostrej, wyraźnej krawędzi, oraz nawet 2000 razy większą odporność na zużycie niż mosiądz. Ponadto strumień pozostaje stabilny nawet we wczesnych etapach zużycia.
Wiele dysz prysznicowych o strumieniu litym jest również dostępnych z otworami z rubinu lub szafiru. Utrzymanie wysokiej integralności strumienia przez dłuższy czas oznacza również lepsze czyszczenie tkanin przez dłuższy okres.
Rysunek 2 przedstawia standardowe współczynniki odporności na ścieranie dla wielu z tych materiałów, co pomoże Państwu zdecydować, czy należy rozważyć zmianę.
| Materiał dyszy natryskowej | Współczynnik odporności |
| Aluminium | 1 |
| Mosiądz | 1 |
| Polipropylen | 1 – 2 |
| Stal | 1,5 – 2 |
| Monel® | 2 – 3 |
| Stal nierdzewna | 4 – 6 |
| Hastelloy® | 4 – 6 |
| Hartowana stal nierdzewna | 10 – 15 |
| Stellite® | 10 – 15 |
| Węglik krzemu (spajany azotkiem) | 90–130 |
| Ceramika | 90 – 200 |
| Węgliki | 180 – 250 |
| Rubin syntetyczny lub szafir | 600 – 2 000 |
3: Należy zmniejszyć ciśnienie natrysku, jeśli wydajność
Chociaż nie zawsze jest to możliwe, zmniejszenie ciśnienia (co spowolni prędkość cieczy przepływającej przez dyszę) może pomóc w zmniejszeniu tempa zużycia dyszy.
4: Stosuj dysze samoczyszczące lub filtry siatkowe, aby chronić dysze i zminimalizować zużycie
W wielu zastosowaniach zużycie i zatykanie się otworu dyszowego są spowodowane obecnością cząstek stałych zanieczyszczeń w rozpylanej cieczy. Jest to szczególnie powszechne w systemach wykorzystujących ciągłą recyrkulację wody rozpylanej. W typowym procesie produkcyjnym recyrkulacja wody pozwala na około 17 cykli użytkowania przed jej odprowadzeniem, w przeciwieństwie do jednego lub dwóch cykli bez recyrkulacji.
Dysze samoczyszczące charakteryzują się konstrukcją tłokową. Gdy ciśnienie w przewodzie jest niskie, tłok cofa się, usuwając zanieczyszczenia z otworu dyszy. Dysze samoczyszczące idealnie nadają się do stosowania w natryskach, w których woda zawiera dużą ilość cząstek stałych, a także w maszynach papierniczych ze względu na swoją kompaktową konstrukcję.
Filtry siatkowe lub dysze z wbudowanymi filtrami siatkowymi zatrzymują większe cząstki i zapobiegają przedostawaniu się zanieczyszczeń do otworu dyszy lub łopatki, co znacznie zmniejsza zużycie.
5: Należy stosować pistolety natryskowe zamiast otwartych węży
Do czyszczenia na terenie całego zakładu należy stosować niskociśnieniowe pistolety natryskowe zamiast otwartych węży. Pozwala to zmniejszyć zużycie wody o 50% lub więcej. Ponadto zapewnienie, że woda jest włączona tylko wtedy, gdy jest faktycznie potrzebna, znacznie ograniczy marnotrawstwo.
6: Zautomatyzuj czyszczenie skrzyń i/lub zbiorników
Zbiorniki i kadzie są często czyszczone ręcznie przez pracowników wyposażonych w węże lub poprzez wielokrotne napełnianie i opróżnianie zbiornika lub kadzi. W zależności od wielkości kadzi takie metody czyszczenia mogą zużywać setki litrów wody przy każdym czyszczeniu kadzi.
Zautomatyzowane systemy czyszczenia zbiorników stanowią skuteczną alternatywę dla czyszczenia ręcznego. Niektóre zakłady zgłosiły oszczędności sięgające nawet 50 000 euro rocznie na każdy zbiornik na surowiec, po prostu dzięki przejściu na czyszczenie zautomatyzowane.
Systemy czyszczenia na miejscu (CIP) wykorzystują dysze natryskowe, aby zapewnić kontrolowane i dokładne czyszczenie oraz płukanie. Inne opcje to myjki zbiorników o dużej mocy uderzeniowej, napędzane cieczą lub silnikiem, a także zautomatyzowane systemy „pod klucz”. Oprócz znacznie mniejszego zużycia wody w porównaniu z metodami ręcznymi oraz metodami napełniania i opróżniania, zautomatyzowane czyszczenie zbiorników oferuje wiele innych korzyści, takich jak:
- Szybsze i dokładniejsze czyszczenie
- Mniejsze zużycie kosztownych środków chemicznych
- Niższe koszty utylizacji
- Zwiększone bezpieczeństwo pracowników
- Niższe koszty pracy i skrócenie przestojów związanych z konserwacją.
Gotowe do użycia systemy obejmują pompy, czujniki, silniki i zawory zaprojektowane w celu optymalizacji działania dysz do czyszczenia zbiorników. Systemy mogą być wyposażone w funkcję recyrkulacji płynu czyszczącego w obiegu zamkniętym, co pozwala na ponowne wykorzystanie części lub całości wody oraz chemicznych roztworów czyszczących.
Zoptymalizowane systemy natryskowe przyczyniają się do zrównoważonej i dochodowej przyszłości
Dysze natryskowe to precyzyjne elementy zaprojektowane tak, aby zapewniać określoną wydajność w określonych warunkach. Sam fakt, że dysza rozpyla ciecz, nie oznacza, że działa optymalnie.
Gdy operacje spryskiwania i/lub nawilżania, powlekania, czyszczenia oraz przycinania wstęgi nie są zoptymalizowane, marnuje się cenny zasób naturalny; ponadto mogą pojawić się liczne inne kosztowne problemy, takie jak:
- Problemy z kontrolą jakości
- Nieplanowane przestoje w produkcji
- Zwiększone nakłady na konserwację
- Zwiększone zużycie kosztownych środków chemicznych i energii elektrycznej
Aby zapewnić, że system działa z maksymalną wydajnością i nie marnuje wody, należy rozpocząć od audytu systemu zraszającego. Audyt jest zazwyczaj oferowany bezpłatnie i może wymagać kilku godzin pracy.
Większość ekspertów zgadza się, że aby zapewnić światu wystarczającą ilość bezpiecznej wody w przyszłości, należy podjąć działania – i to zdecydowane! W trosce o przyszłe pokolenia konieczne jest, aby oszczędzanie wody nie było postrzegane jako nieistotna sprawa. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o tym, jak zmniejszyć zużycie wody w Twoim zakładzie, skontaktuj się z nami bezpośrednio.