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Articolo pubblicato nel fascicolo di Ottobre 2023 di Carta & Cartiere TECNOLOGIA IN CARTIERA

AUDIT IMPIANTO DEL VUOTO: QUANDO E COME INTERVENIRE PER OTTIMIZZARE L’IMPIANTO

di: ORADOC Srl

L’industria cartaria impone elevati standard in tema di produttività e disponibilità degli impianti. Il vasto potenziale di risparmio energetico che si cela dietro un corretto drenaggio e una corretta manutenzione è la chiave per comprendere come questi due aspetti siano molto spesso alcuni dei principali fattori trascurati, generando costi nascosti.

Assenza di misurazioni accurate del vuoto, analisi dei dati di drenaggio parziali e scarsa manutenzione dei sistemi drenanti e del vuoto, solo per citarne alcuni, sono alcuni dei problemi più comuni.

L’approccio Oradoc|MTK per affrontare questi problemi si basa su un approfondito audit tecnico in loco, al fine di valutare la reale efficacia del sistema di vuoto e del drenaggio, evidenziare i problemi e implementare un piano d’azione volto a ridurre i costi occulti.

Perché è importante

L’attività di audit sull’impianto del vuoto è importante per ottimizzare il processo dal punto di vista energetico, al fine di utilizzare solo il fabbisogno di vuoto strettamente necessario alla corretta operatività, gestendo le varie zone della macchina nel miglior modo possibile.

Il controllo puntuale e ottimale del grado di vuoto permette altresì di ottenere altri benefici, oltre al risparmio energetico: il livello adeguato di vuoto garantisce la corretta e graduale estrazione dell’acqua dall’impasto, fino alla formazione del foglio, ma anche la necessaria pulizia del feltro, che deve garantire ottime condizioni di permeabilità sia per assorbire al proprio interno l’acqua sia per permettere un deposito migliore alle fibre di carta sulla sua superficie.

Zona basso vuoto dopo il rebuilding: separatore e ventilatori nuovi e più grandi, valvole automatiche.

In ultimo, ma non per importanza, la revisione dell’impianto del vuoto permette inoltre di prolungare la vita utile dei vari elementi che lo costituiscono, controllarne lo stato di usura e rimuovere eventuali incrostazioni.

Quali sono le principali attività

Le principali attività che vengono eseguite dai tecnici on site sono:

  • analisi del layout esistente per cercare soluzioni migliorative, cercando di ridurre lunghezza delle tubazioni e raccordi, in modo da limitare quanto più possibile eventuali perdite distribuite e concentrate all’interno dell’impianto, nel tratto che va dalle casse aspiranti alla fonte di vuoto (ventilatori o pompe);
  • rilievi degli elementi principali che compongono l’impianto del vuoto (separatori aria/acqua, valvole, tubazioni, vasche di raccolta acque, pompe, ventilatori) per verificare il loro corretto dimensionamento; – verifica dello stato di usura dei vari elementi che compongono l’impianto, tra cui ugelli e girante, interno e teste della pompa;
  • acquisizione on-site dei dati di processo (pressione di vuoto di lavoro delle diverse casse aspiranti (zona tela, zona feltri/presse) e delle casse condizionamento (zona feltri/ presse), velocità dell’aria all’interno delle tubazioni (ove possibile), velocità di macchina, larghezze di formato carta, larghezza tela, feltro, rilievi per il calcolo dell’area aspirante di ciascun elemento sottovuoto, dati di targa e curve caratteristiche di pompe e ventilatori, tipo di carta, caratteristiche tecniche del feltro/i, dati di targa pompe di estrazione acqua;
  • performance test su ventilatori e pompe, necessario per analizzare il loro stato di funzionamento, confrontando le performance attuali con quelle ideali (condizioni a nuovo). Per effettuare questo test si procede nel disconnettere la pompa dalla tubazione di aspirazione che la collega con la macchina continua, quindi si posiziona una piastra forata (test plate) sulla bocca di aspirazione della pompa (una o due bocche, a seconda che sia singolo o doppio stadio). Una volta avviata la pompa, andando a chiudere un foro alla volta, verranno effettuate diverse letture di assorbimento del motore e di vuoto sulla/e bocca/he di aspirazione al fine di ricostruire le due curve caratteristiche (portata/pressione di vuoto e assorbimento/pressione di vuoto) reali che andranno confrontate con quelle ideali, fornite dal costruttore, per capire se la perdita di rendimento della pompa che si viene a creare col passare del tempo sia accettabile o meno. Nel caso non fosse accettabile, sarà necessario valutare con il cliente un successivo step di ricondizionamento o la sostituzione con una nuova macchina.

Per elaborare una curva reale che visualizzi valori di depressione e portata, si procede a registrare i valori a fori aperti, per poi otturarli progressivamente, registrando le variazioni.

Il confronto tra la curva ottenuta e quella fornita originariamente dal costruttore (a pompa nuova, condizioni ideali) permette di valutare l’eventuale perdita di efficienza nel funzionamento sul dato periodo; se l’efficienza registrata è tale da incidere sul consumo, si procede alla revisione o alla sostituzione.

Quali risultati si ottengono

Al termine delle attività di audit, un report finale descrive nel dettaglio le eventuali problematiche individuate nell’impianto e indica soluzioni migliorative al fine sia di perfezionare la gestione che di ottimizzare quanto più possibile il processo.

Attività di rebuilding onsite.

L’intervento di efficientamento solitamente proposto, nel caso di turbo-soffianti, consente di trarre il massimo beneficio laddove sono richiesti bassi vuoti; per condizioni di funzionamento differenti, si propone invece di procedere con una regolazione ottimale delle pompe ad anello liquido, riducendone il numero di giri e garantendo un consumo ponderato al grado di vuoto richiesto.

Nel caso in cui si proceda con un rebuilding dell’impianto del vuoto, l’intervento spesso si concretizza con la sostituzione di separatori, pompe e ventilatori correttamente dimensionati, unitamente a nuove valvole automatiche.

In alternativa – se le condizioni non sono tali da richiedere la sostituzione – è possibile procedere con la revisione dei singoli componenti; in questo caso si provvede a rimuovere le incrostazioni. Le attività manutentive volte a ripristinare le condizioni ottimali dei componenti dell’impianto del vuoto includono la sigillatura delle fessure, venutesi a creare ad esempio sulla testa della pompa per effetto della cavitazione, mediante un filler resistente alle sollecitazioni meccaniche.

Allo stesso modo, l’applicazione di uno strato di vernice ceramica nella parte interna del corpo della pompa e del girante può aiutare a ridurre la frizione tra l’acqua e la struttura metallica, migliorando l’efficienza e preservando le superfici da usura e depositi precoci.

IL PANNELLO DI CONTROLLO DCS DCS

DCS (Distributed Control System) è il sistema di controllo installato in sala macchine e gestito dagli operatori di macchina che monitorano digitalmente la macchina continua su una serie di monitor. La parte relativa al vuoto della tavola piana può essere installata in due modi:

  • inserendo il controllo automatico del vuoto della tavola piana all’interno del DCS già presente in cartiera; questa parte impegna circa una pagina nel software.
  • includendo nella fornitura, oltre a valvole automatiche, trasmettitori di pressione e quadro di controllo/potenza per inverter e/o pompe, anche il supervisore di controllo dedicato al sistema del vuoto con la possibilità di scegliere tra più opzioni: supervisore costituito da pc+monitor, tastiera e mouse; supervisore costituito da pulpito (touch panel e tastiera opzionale). Questo tipo di installazione invece, avvalendosi di un PC dedicato, permette all’operatore di visualizzare diverse pagine in cui, in aggiunta alle pagine di gestione istantanea del vuoto si inseriscono anche trend storici dei valori, Visione d’insieme della allarmi, etc…
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