Bei der Rauchgasreinigung und Entstaubung werden in zahlreichen industriellen Prozessen Schlauch- oder Taschenfilter eingesetzt. Der Vorteil dieser Anlagen liegt in den hohen Absorptionsraten in einem einstufigen Prozess, mit denen aktuelle Emissionsgrenzwerte problemlos eingehalten werden können. Zudem lassen sich große Gasvolumina mit entsprechend hoher Staubbelastung ohne Additiveinsatz reinigen.
Bei einer typischen Schlauchfilteranlage wird der Rauch oder die Abluft in Kammern mit feinporigen, luftdurchlässigen Schläuchen geführt. Staub und Schwebstoffe bleiben außen an der Schlauchoberfläche haften, während die gereinigte Luft in eine Reingaskammer beziehungsweise einen Reingasabluftkanal geleitet wird.
Der Filterkuchen, der sich an den Schlauchaußenseiten durch die Ablagerungen bildet, wird bei moderneren Schlauchfiltern per „Jet-Pulse-Abreinigung“ gelöst. Hierbei wird differenzdruck- oder zeitgesteuert ein intensiver Druckstoß entgegen der normalen Strömungsrichtung in die Schläuche geblasen. Diese blähen sich kurzzeitig auf, sodass der Filterkuchen abfällt. Anschließend setzen sich die abgereinigten Staubpartikel in einer Staubsammelkammer unterhalb der Schläuche ab und werden im Anschluss per Förderschnecke oder -band abtransportiert.
Je nach Staubbelastung sind diese Abreinigungszyklen bei durchschnittlich großen Anlagen alle paar Minuten bis einige Male pro Tag erforderlich. Je nach Häufigkeit der Abreinigungen, der Gewebequalität und der Aggressivität der Stäube können Risse oder Brüche an den Schläuchen auftreten – die Folge ist, dass sich das Gasgemisch den Weg des geringsten (Luft-)Widerstands sucht und verstärkt durch diese Lücken austritt. In der Folge lässt die Entstaubungswirkung stark nach und die Emissionsgrenzwerte werden überschritten. Daher ist eine möglichst sofortige Erkennung und Lokalisierung eines Schlauchbruchs wichtiger Bestandteil einer intelligenten Ventilsteuerung.
Abreinigen und transportieren
Je nach Größe der Entstaubungsanlage werden an die Prozesssteuerung sehr unterschiedliche Anforderungen gestellt. So hat der Automatisierer Hesch unterschiedliche Magnetventilsteuerungen im Programm – von der kostengünstigen, variabel einsetzbaren und Mikrocontroller gesteuerten HE 5711 bis hin zur komfortablen Magnetventilsteuerung HE 5750 für große Industriefilteranlagen. Gerade große Anlagen mit mehreren Hundert Abreinigungsventilen und vielen Tausend Filterschläuchen sollten über ein hohes Maß an automatisierten Überwachungsprozessen verfügen, damit die volle Funktionsfähigkeit der Anlage stets gesichert ist. Vor diesem Hintergrund hat Hesch bei der HE 5750 neben einer umfangreichen Überwachung der Abreinigungsventilfunktion die Möglichkeit integriert, auch eine automatische Schlauchbruchüberwachung mit der Steuerung zu realisieren. Hierzu ist optional nur ein zentraler Staubsensor erforderlich, der, im Reingaskanal am Filterausgang montiert, die Staubbelastung aller Kammern überwacht.
Alles geregelt
Für das Verfahren benötigt die HE 5750 zusätzlich ein Signal für den Wert des Volumenstromes. Dieses lässt sich sowohl als Stromsignal mit 4…20 mA, als auch über die vorhandene Profibus-DP Schnittstelle zuführen. Aus dem Wert errechnet die Steuerung im Anschluss die jeweilige aktuelle Gasgeschwindigkeit. Wird der Volumenstrom im Filter nicht variiert, kann auch mit einem konstanten (Maximal-)Wert als Parameter gerechnet werden. Zudem müssen vor der Inbetriebnahme der Überwachungsfunktion noch einmalig die Entfernungen zwischen den einzelnen Filterkammern und dem Staubsensor als konstante Parameter ermittelt und in die Steuerung eingegeben werden.
Aus der Kombination der Gasgeschwindigkeit mit der Entfernung der einzelnen Kammern zum Staubsensor errechnet die HE 5750 den Zeitpunkt und die jeweilige Länge des Überwachungsfensters für jede einzelne Kammer. Die Steuerung stellt zudem sicher, dass sich die einzelnen Überwachungsfenster nicht überlappen und modifiziert gegebenenfalls die Pause zwischen den Abreinigungsdurchgängen entsprechend. Wird während der Überwachungsphase einer von drei frei definierten Grenzwerten der Staubbelastung überschritten, ordnet die Steuerung dieses Ereignis automatisch der jeweiligen Kammer zu und löst die entsprechende Reaktion aus. Das kann beispielsweise eine Fehlermeldung, ein Alarm oder das Abschalten der Anlage sein. Auf diese Weise ist nicht nur eine durchgängig fehlerfreie Funktion gewährleistet. Im Fall eines Schlauchbruchs wird auch sofort eine Meldung mit der genauen Position der beschädigten Schlauchreihe generiert. Dies minimiert die Zeit zur Lokalisierung eines defekten Filterschlauches erheblich und erhöht damit die Verfügbarkeit und Effizienz der Anlage.
Master-Slave-System für Großanlagen
Die HE 5750 von HESCH ist ein Master-Slave-System für Großanlagen, bei dem entsprechend der Anlagengröße die erforderlichen Slaves per Feldbus an die Mastersteuerung angeschlossen werden. Dabei wird jede Slavesteuerung einer Filterkammer örtlich und technisch zugeordnet. Dieses flexible Konzept passt sich fast jeder gewünschten Anzahl von Filterkammern und Ventilen an. So kann das System kundenspezifisch konfiguriert und bis zum Ventilstecker vorkonfektioniert werden. Das reduziert die Inbetriebnahmezeiten und -kosten erheblich. Der Support wird durch Ferndiagnose und -wartung mittels Modemanbindung (Remote-Access) erleichtert. Dadurch, dass sich die Verkabelung zwischen den Komponenten auf ein zweiadriges Bus- sowie ein Netzkabel beschränkt, ist die Installation des Systems kostengünstig und ohne großen Aufwand erledigt.
.jpg "Damit es im Silo nicht mehr staubt")