Por Bill Rosckes y LaJean Larsen, Ingenieros de Aplicaciones de Donaldson Torit
¿Qué operador o propietario de un colector de polvo no quiere reducir las emisiones en total, tener una vida útil del filtro más prolongada o generar ahorros de aire comprimido? No obstante, todavía muchos de ellos no tienen los conocimientos básicos de la presión diferencial, que los podrían guiar hacia los cambios que los ayudarían a generar estos ahorros. En este artículo se explica la presión diferencial porque está relacionada con los sistemas de colección de polvo seco.
¿Qué es la presión diferencial?
La presión diferencial es la diferencia de presión que existe entre el lado sucio (lado del filtro o cámara de aire sucio) y el lado limpio (cámara de aire limpio) de un colector de polvo. Es una medida de todas las resistencias al flujo de aire entre las dos cámaras del colector y, por lo general, incluye la pérdida a través de los orificios de la placa tubular, la resistencia del medio de filtración limpio y la resistencia del polvo recolectado en el medio de filtración.
¿Qué nos indica la presión diferencial?
Los cambios en la presión diferencial indican los cambios físicos de los filtros. Una caída repentina en la caída de presión diferencial puede alertarnos de que se produjo una ruptura o una fuga en el filtro. Un aumento repentino en la caída de presión diferencial puede indicar que nuestro sistema de limpieza ha dejado de funcionar, o que un dispositivo de descarga de materiales no está funcionando correctamente.
Un aumento más gradual en la caída de presión diferencial puede ser el resultado del polvo acumulado de resistencia adicional en los filtros que se coloca en el flujo de aire que pasa por el colector de polvo. Puede utilizar la lectura de esta resistencia no solo para determinar el estado correspondiente de los filtros cuando el polvo se acumula en ellos, sino también para iniciar la limpieza de los filtros cuando sea necesario.
¿Cómo mide la presión diferencial?
La presión diferencial se mide con una variedad de medidores, como los siguientes: Medidores *Magnehelic®, medidores *Photohelic® o indicadores de caída de presión electrónicos y digitales. Si bien estos medidores por lo general miden la presión diferencial en unidades de pulgadas de columna de agua (" wg), también se utilizan otras escalas, como mm de agua, mm de mercurio o pascales.
Los medidores, como el medidor Magnehelic, miden la presión diferencial, pero no tienen capacidades de controles electrónicos. Otros medidores, como el medidor Photohelic o los indicadores de caída de presión electrónicos y digitales, pueden medir la presión diferencial y tienen la capacidad de utilizar una salida para controlar la limpieza del filtro en función de la presión diferencial.
¿Cómo funciona un sistema de limpieza típico?
Un sistema de limpieza típico para los filtros dentro de los colectores de polvo utiliza aire comprimido. El sistema de limpieza consta de un múltiple de aire montado en el colector que está conectado a un suministro comprimido. El múltiple está conectado con válvulas de diafragma que tienen tubos (sopletes) que se unen al colector y se alinean con cada juego de filtros. Dentro de cada válvula de diafragma se encuentra un diafragma de hule que mantiene la misma presión en ambos lados de la válvula de diafragma y sella el múltiple de cada soplete.
También hay un gabinete solenoide conectado al colector que por lo general tiene la misma cantidad de válvulas solenoides que en las válvulas diafragma. Un tubo, por lo general de un diámetro de 0.25 pulgadas, conecta cada válvula solenoide con una válvula de diafragma.
¿Cómo puede usar la presión diferencial para controlar la limpieza de los filtros?
La presión diferencial medida por un medidor Photohelic o por otros indicadores de caída de presión electrónicos puede permitir el uso de puntos bajos y altos para controlar el ciclo de limpieza. De este modo, empezará solo cuando la presión diferencial alcance un punto alto y se detendrá cuando la presión diferencial alcance un punto bajo.
Por ejemplo: Si la configuración alta es de 4 pulgadas de columna de agua, y la configuración baja es de 2 pulgadas de columna de agua, el ciclo de limpieza empezará cuando la presión diferencial alcance las 4 pulgadas de columna de agua y continuará hasta que la presión diferencial alcance la configuración baja de 2 pulgadas de columna de agua (en ese momento, el ciclo de limpieza se detendrá). La limpieza no empezará hasta que la presión diferencial no alcance las 4 pulgadas de columna de agua.
Los beneficios de la limpieza en función de la presión diferencial incluyen oportunidades de ahorros de aire comprimido, menos emisiones totales, una vida útil más prolongada en las válvulas solenoides y las válvulas diafragma, y una vida útil del filtro potencialmente más prolongada. Si el colector solo limpia cuando la presión diferencial supera un punto alto, el consumo de aire comprimido costoso es menor que si el sistema de limpieza funcionara de manera continua. Limpiar los filtros solo cuando es necesario significa que estos reciben menos pulsos; por lo tanto, se tarda más para que el desgaste y los desperfectos de los pulsos lleguen a dañar los filtros. Si los filtros son también filtros de carga de superficie de buena calidad, cada pulso es más eficaz en la limpieza, y además se necesitan menos pulsos para lograr el punto bajo de la presión diferencial. Esta reducción en la frecuencia de los pulsos también tiene la ventaja de dejar una capa de polvo eficaz sobre el filtro para aumentar la eficiencia promedio. Dado que el filtro puede recibir pulsos cuando se aumenta la presión diferencial de la carga de polvo excesiva, el colector funciona con mayor eficiencia.
El controlador **Delta-P Plus® también tiene una limpieza en tiempo de inactividad que le permite limpiar los filtros después de cerrar el ventilador principal para el colector. Puede configurar el tiempo de duración de limpieza de los filtros y, una vez que finalice ese tiempo, la unidad se cerrará automáticamente. Esta característica tiene muchas ventajas porque no se puede limpiar la unidad por la noche si no se está ejecutando ningún proceso, lo que podría dañar potencialmente los filtros y consumir de manera innecesaria el aire comprimido. Cuando se utiliza esta característica, debe haber una puerta de granallado de entrada en los ductos de entrada, y debe estar cerrada durante la limpieza en tiempos muertos. Al cerrar la puerta de granallado, se limitará la capacidad del polvo de salir del orificio de entrada, sin la succión del ventilador encendida.
Dado que cada aplicación es diferente, la configuración del control de limpieza dependerá del tipo de polvo que se genera, de la carga en los filtros y de las horas de uso por día. Por ejemplo: El tamaño de las partículas de polvo muy fino y uniforme con cargas pesadas en los filtros, como de corte láser o por plasma, puede establecer un ciclo de limpieza continuo para que los filtros se recuperen cuando la presión diferencial empieza a aumentar. Un polvo que tiene partículas más grandes (no partículas submicrónicas) y una gran variedad de tamaños de partículas puede configurarse con configuraciones bajas y altas, de modo que el colector solo dé pulsos cuando sea necesario. Esto puede implicar ventajas para cualquier trabajador que necesite estar cerca del colector de polvo durante los ciclos de limpieza.
¿Qué otro impacto tiene la presión diferencial?
Cuando se seleccionan ventiladores para una aplicación en particular, debe tomar un supuesto para una presión diferencial típica, generalmente de 4" a 5" de columna de agua. Esta supuesta presión diferencial más cualquier pérdida estática adicional que se encuentre en los ductos antes y después del colector determinan el requisito estático total para el ventilador. Si la pérdida estática de los ductos estimada es de 3" y la caída de presión diferencial estimada en los filtros al final de la vida útil es de 5", puede recomendar un ventilador con una capacidad estática de 9" a 10" de columna de agua en el flujo de aire requerido. Esto le permite al ventilador superar la presión diferencial en los filtros cuando empiezan a generar polvo. Como los filtros limpios no van a tener una resistencia estática de 5 pulgadas, recomendamos un regulador de control o un propulsor de frecuencia variable (VFD) en el motor para que pueda mantener los volúmenes de aire en los niveles de diseño, de modo que el sistema mantenga la velocidad de captura en el extractor y transporte la velocidad en los ductos y el flujo de diseño al colector.
SI tiene dudas respecto de en qué momento debe cambiar los filtros de su colector de polvo, le recomendamos que lo haga cuando la lectura de la presión diferencial en los filtros supere la capacidad diseñada en la selección del ventilador (5 pulgadas, por ejemplo) y cuando los filtros no se puedan limpiar más conforme a la lectura de presión diferencial baja. En este punto, es necesario cambiar los filtros a fin de restablecer el flujo del diseño. Si el sistema funciona con una presión diferencial más alta que la indicada en la selección del ventilador, es posible que haya una pérdida de succión en el extractor que recolecta el polvo que se genera. Por lo tanto, la eficiencia de captura no sería aceptable, aunque no siempre es el caso.
Si el ventilador tiene suficiente capacidad estática, es posible que la presión diferencial no provoque ningún problema inmediato con la captura de polvo. Si este es el caso, no es necesario cambiar de inmediato los filtros, y los puntos altos y bajos en el sistema de control de limpieza pueden ajustarse hacia arriba.
Si bien las aplicaciones de colección de polvo y las situaciones varían mucho, la mayoría de los operadores se beneficiarían al tener un mejor conocimiento de la presión diferencial. Los operadores informados tienen la oportunidad de marcar una diferencia e impactar de manera positiva en el resultado de la empresa.
