Wiodąca grupa górnicza metali – Wodnie chłodzona suszarka oczyszczająca z dmuchawą bez odpływu zapewniająca 7 lat stabilnej pracy

Tło Klienta

Zijin Mining Group Co., Ltd.  to duża grupa górnicza skupiająca się na poszukiwaniu i eksploatacji złota, miedzi, cynku oraz innych surowców metalicznych. Jest jednym z światowych liderów branży górnictwa metali i zajmuje miejsce wśród Globalnych 10 Największych Przedsiębiorstw Górniczych Metali . Firma prowadzi wiele dużych kopalni oraz projektów hutniczych na kontynencie chińskim, w Hongkongu, Kanadzie, Australii, Południowej Afryce oraz innych krajach i regionach, obejmując cały łańcuch przemysłowy – od wydobycia, przeróbki rud, hutnictwa, rafinacji po handel.

Zijin Mining zawsze stawia bardzo wysokie wymagania w zakresie niezawodności, efektywności energetycznej oraz stabilności eksploatacyjnej  z jego wyposażenia. Kopalnie i huty znajdują się zazwyczaj w odległych obszarach o surowym klimacie (wysoka temperatura, wysoka wilgotność, duże zapylenie), a produkcja odbywa się w trybie 24/7. Każda awaria sprzętu może prowadzić do znacznych strat produkcyjnych. Sprężone powietrze, jako kluczowy źródło energii dla pneumatycznego sprzętu górniczego, systemów automatyki sterującej oraz procesów hutniczych, musi być stale suche i czyste, aby zapewnić wydajność i bezpieczeństwo produkcji.

Zastosowania sprężonego powietrza

W działaniach górniczych i hutniczych Zijin Mining sprężone powietrze jest wykorzystywane głównie do:

• Sprzętu pneumatycznego w kopalniach podziemnych i odkrywkowych:  wiertnic pneumatycznych, załadunkowych maszyn napędzanych powietrzem, zaworów pneumatycznych – wymagają suchego, bezolejowego powietrza, aby zapobiec zamarzaniu i zatorom w przewodach.
• Przetwarzania rud:  pneumatycznego mieszania w maszynach flotacyjnych, pneumatycznego transportu zawiesiny oraz dmuchania filtrów – procesy wrażliwe na wilgoć, ponieważ nadmiar wilgoci obniża skuteczność flotacji oraz stopień zagęszczenia koncentratu.
• Procesów hutniczych:  powietrze spalania dla pieców do wytapiania miedzi/złota, odwrócone czyszczenie impulsowe filtrów pyłu, powietrze kontrolne do urządzeń pomiarowych – wymagające stabilnego punktu rosy w celu zapobieżenia uszkodzeniom precyzyjnych urządzeń przez skroplinę.
• Systemy automatyki sterującej:  PLC, siłowniki pneumatyczne, czujniki – wymagające czystego, suchego powietrza kontrolnego.

Ze względu na pylistą i wilgotną atmosferę kopalni oraz położenie niektórych zakładów w gorących i wilgotnych regionach południowych, wilgoć w sprężonym powietrzu stanowi krytyczny problem. Oryginalne wyposażenie suszące klienta charakteryzowało się wysokimi stratami powietrza purgi, niestabilnym punktem rosy oraz problemami z korozją.

Rysunek: 55 Nm³/min Wodnie chłodzony suszarka z dmuchawą bez purgi

Główne problemy (przed współpracą)

Przed nawiązaniem współpracy z nami duża kopalnia i baza hutnicza Zijin Mining napotkała następujące problemy z systemem suszenia sprężonego powietrza:

• Wysokie straty powietrza purgi:  Oryginalne osuszacze regenerowane bez ogrzewania lub z ogrzewaniem zużywały duże ilości powietrza sprężonego do regeneracji (15–25%), co zmuszało sprężarki do pracy w przeładowaniu i prowadziło do wysokich rachunków za energię elektryczną.
• Niestabilny punkt rosy:  W warunkach letnich o wysokiej temperaturze i wilgotności punkt rosy na wyjściu osuszacza ulegał znacznym wahaniom, czasem wzrastając powyżej -20 °C, co powodowało zamarzanie i zaklinowanie zaworów pneumatycznych oraz gromadzenie się wody w przewodach pomiarowych.
• Korozja sprzętu:  Oryginalne osuszacze wykonano ze stali węglowej. W wilgotnym środowisku kopalnianym powierzchnie wewnętrzne rdzewiały, a cząstki rdzy przedostawały się do urządzeń w dalszej części układu, powodując zużycie zaworów i zatykanie dysz.
• Częsta konieczność konserwacji:  Ścieralnik szybko się degradował pod wpływem oleju i wilgoci, wymagając wymiany co 1–2 lata. Zawory pneumatyczne charakteryzowały się wysoką awaryjnością z powodu częstego cyklowania, co zakłócało ciągłość produkcji.
• Wysokie zużycie energii:  Brak technologii bezpurge powodował, że proces regeneracji zużywał duże ilości sprężonego powietrza lub ogrzewania elektrycznego, co było sprzeczne z niedawną strategią Zijin Mining dotyczącą „zielonej kopalni, oszczędzania energii i redukcji emisji”.

Nasze rozwiązanie

Aby spełnić kluczowe wymagania Zijin Mining dotyczące wysokiej niezawodności, ekstremalnej wydajności energetycznej, odporności na korozję oraz długiej trwałości użytkowej , zaleciliśmy wodnie chłodzony suchacz adsorpcyjny z regeneracją za pomocą dmuchawy bezpurge . Ta technologia łączy wodnie chłodzony chłodnicę końcową oraz system regeneracji z dmuchawą bezpurge, specjalnie przystosowany do wysokotemperaturowych środowisk kopalnianych.

Rysunek: suchacz adsorpcyjny o wydajności 100 m³/min

Kluczowa technologia: chłodzenie wodne + regeneracja bezpurge za pomocą dmuchawy

• Konstrukcja z chłodzeniem wodnym:  Wyposażony w chłodnicę pośrednią z obiegiem wody oraz chłodnicę powietrza regeneracyjnego z obiegiem wody, wykorzystującą cyrkulującą wodę chłodzącą kopalni (zazwyczaj ≤32°C) do ochładzania sprężonego powietrza i gazów odpadowych z procesu regeneracji. Dzięki temu unika się ograniczeń odprowadzania ciepła charakterystycznych dla systemów chłodzonych powietrzem w warunkach wysokiej temperatury otoczenia, zapewniając stabilną temperaturę powietrza dopływowego oraz stałą wydajność osuszacza niezależnie od zmian warunków środowiskowych.
• Regeneracja dmuchawą bez odprowadzania powietrza roboczego:  Dmuchawa zasysa powietrze otoczenia, nagrzewa je do temperatury 150–200°C za pomocą grzejników elektrycznych i przeprowadza regenerację nasyczonej wieży – bez zużycia żadnej ilości sprężonego powietrza . Zużycie energii ogranicza się do mocy pobieranej przez dmuchawę i grzejniki, co pozwala osiągnąć oszczędności energii przekraczające 70% w porównaniu z osuszaczami bezgrzewkowymi.
• Konstrukcja ze stali nierdzewnej:  Wieże oraz cała rurociągowa instalacja stykająca się z powietrzem wykonane są ze stali nierdzewnej (klasy 304 lub 316L), eliminując ryzyko korozji w wilgotnym środowisku kopalnianym i zapewniając czystość powietrza na wyjściu.
• Inteligentne sterowanie:  Sterownik PLC firmy Siemens z automatyczną kontrolą opartą na monitorowaniu punktu rosy w czasie rzeczywistym, optymalizujący cykle regeneracji. Zintegrowany interfejs zdalnego monitoringu umożliwia połączenie z systemem DCS kopalni.

Pierwsze wyposażenie współpracujące (2018)

• Model:  Wodnie chłodzony osuszacz adsorpcyjny z obiegiem zero-purge (Rysunek 1)
• Pojemność:  Dobrany do całkowitego przepływu sprężarki na miejscu u klienta (spełniający zapotrzebowanie bazy)
• Data uruchomienia:  2018
• Rekord wydajności:  Ciągła praca przez ponad 7 lat  przy stałym punkcie rosy ciśnieniowego nie przekraczającym –40 °C. Nie wystąpiły żadne przestoje ani problemy z jakością powietrza spowodowane osuszaczem. Zewnętrzna i wewnętrzna konstrukcja nie wykazują istotnej korozji. Środek osuszający pozostaje w dobrym stanie i do tej pory nie został wymieniony.

Najnowsze dodatkowe zakupy (2025)

Na podstawie pełnej oceny wydajności sprzętu oraz obsługi posprzedażowej Zijin Mining niedawno zakupiła dodatkowy suszarz z dmuchawą o wydajności 100 m³/min  (Rysunek 2) w ramach projektu rozszerzenia swojej mocy produkcyjnej. Nowy agregat charakteryzuje się tym samym chłodzonym wodą konstrukcyjnym rozwiązaniem bez odpływu (zero-purge), wyposażonym w ulepszony system sterowania, kompatybilny z istniejącym systemem, umożliwiający elastyczną pracę równoległą.

Dostawa i instalacja

Podczas początkowego etapu współpracy w 2018 roku nasz zespół techniczny przeprowadził analizę wizytową na miejscu i dostosował projekt do warunków panujących w gorącym, wilgotnym i pylnym środowisku kopalnianym:

• Zainstalowano chłodzony wodą prekooler w celu obniżenia temperatury powietrza dopływającego.
• Wzmocniono układ filtracji poprzez dodanie dodatkowych filtrów wstępnych do usuwania oleju i pyłu.
• Konstrukcja na ramie (skid-mounted) umożliwia szybką instalację na miejscu.

Instalacja i uruchomienie trwały dwa tygodnie i po raz pierwszy zakończyły się pomyślnie akceptacją przez klienta. W ciągu ponad siedmiu lat eksploatacji zapewnialiśmy regularne zdalne inspekcje oraz usługi serwisowe na miejscu, otrzymując od klienta bardzo pozytywne opinie.

Dodatkowa jednostka z 2025 roku podlega temu samemu standardowemu procesowi dostawy i przewiduje się, że dalej obniży zużycie energii powietrza sprężonego w ramach projektu rozbudowy.

Wyniki i korzyści (na podstawie 7-letniej eksploatacji)

Oświadczenie klienta

„Ten chłodzony wodą suszarka do dmuchaw z funkcją zero-purge działa nieprzerwanie na naszej kopalni od ponad siedmiu lat, od pierwszej instalacji w 2018 roku. Nigdy nas nie zawiodła. Punkt rosy zawsze pozostawał poniżej −40 °C, a brak utraty powietrza w trybie zero-purge pozwolił nam znacznie obniżyć rachunki za energię elektryczną. Na podstawie tej zaufanej współpracy wybraliśmy tę samą serię urządzeń również dla naszego nowego projektu rozbudowy. Dobre wyposażenie mówi samo za siebie.”

— Kierownik ds. Zarządzania Sprzętem, Baza Górnicza Zijin

Podsumowanie

Współpraca między Zijin Mining a naszą firmą rozpoczęła się w 2018 roku. Pojedynczy chłodzony wodą suszarka do dmuchaw z funkcją zerowego odpływu, który przez ponad siedem lat działał stabilnie, zdobył głębokie zaufanie klienta. Ostatnie zakupienie dodatkowej jednostki o wydajności 100 m³/min otwiera nowy rozdział naszej współpracy. W przyszłości będziemy nadal dostarczać wydajne, niezawodne i trwałe rozwiązania do suszenia sprężonego powietrza dla klientów z sektora górnictwa, wspierając budowę zielonych i inteligentnych kopalni.