OSZCZĘDNE I INNOWACYJNE URZĄDZENIA ORAZ SYSTEMY STOSOWANE W ZAKŁADACH PRZERÓBKI MECHANICZNEJ KOPALIN Kryzys, - zmiana dotychczasowych sposobów działania. Nadeszły czasy, w których należy stosować maszyny nie tylko spełniające warunek wydajności oraz jakości produktu, ale przede wszystkim oszczędnej pracy. Powinny one generować stosunkowo niewielkie koszty eksploatacyjne, czyli powinny się charakteryzować niskim zużyciem energii elektrycznej, długą żywotnością wykładzin ściernych, niską lub całkowitą bezobsługowością. Wszystkie te elementy wpływają na koszty przerobu kopaliny.  Zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych osiągnie się poprzez zastosowanie maszyn energooszczędnych i nie wymagających lub wymagających w małym stopniu obsługi, które można w prosty sposób zautomatyzować. Znaczne oszczędności można uzyskać także przy zastosowaniu urządzeń o większej wydajności uzyskiwanej z danych gabarytów (np. maszyna o mniejszych wymiarach pracuje z wydajnością jak maszyna większa lub maszyna o tych samych wymiarach pracuje z większą wydajnością). Oczywiście należy pamiętać, aby w procesie modernizacji parku maszynowego utrzymać lub polepszyć jakość produktu.  Wszystkie sprawy, które porusza niniejszy artykuł były już w szczegółach przedyskutowane na wcześniejszych konferencjach KOMEKO. W przypadku zainteresowania, należy zapoznać się z bibliografią zamieszczoną na końcu artykułu. Piotr Myszkowski – PRO-INDUSTRY Sp. z o.o. Sp.k.

CENA ZA 1 TONĘ (st) WĘGLA CAPP - Canadian Association of Petroleum Producers st – 907kg Obecnie ena węgla energetycznego nie jest na najniższym poziomie. 2001-2003 była na niższym

ZAŁOŻENIA W DALSZYCH ROZWAŻANIACH, DLA UPROSZCZENIA OBLICZEŃ, PRZYJĘTO CENĘ WĘGLA NA POZIOMIE 60USD/Mg

ZAWORY ZACISKOWE FLOWROX Źródło: KOMEKO 2012

ZAWORY ZACISKOWE FLOWROX Pewne zawory Zasada działania Źródło: KOMEKO 2012 Rys. 6. Zawór zaciskowy FLOWROX - przekrój Rys. 6. Zawór zaciskowy FLOWROX - przekrój

ZAWORY ZACISKOWE FLOWROX Cechy techniczne ◦ 100 % szczelność ◦ Pozycja zacisku w osi orurowania ◦ Elastyczna tuleja ◦ Bardzo dobre własności regulacyjne Korzyści z zastosowania zaworów FLOWROX Samoczynne oczyszczanie Bezproblemowe działanie Doskonała odporność na wycieranie Wysoka odporność na korozję Brak możliwości zatarcia lub zatkania Niskie koszty obsługi Niskie zapotrzebowanie na części zamienne. Pełny przelot przez zawór w pozycji otwartej Długie okresy między przeglądami 1. Jakie koszty generuje nieszczelny zawór? 2. Jakie koszty generuje zawór, który nie chce się otworzyć/zamknąć? Wiele pozytywnych cech ale najważniejsza jest odpowiedź na dwa podstawowe pytania Rys. 6. Zawór zaciskowy FLOWROX - przekrój

POMPY WIROWE KREBS SERII MAX Źródło: KOMEKO 2008

Pompa wirowa KREBS typu MAX + dłuższa żywotność o ok. 1,5 – 3 razy + wyższa sprawność o ok. 15-20% Źródło: KOMEKO 2008

Pompa wirowa KREBS typu MAX Studium oszczędności Parametr Wartość Zapotrzebowanie na moc silników pomp w zakładzie przeróbczym 400kW Oszczędność energii ze względu na zastosowanie pomp KREBS millMAX 15% Oszczędność energii w zakładzie (400kW * 15%) 60kW Ilość godzin rocznie eksploatacji układów pompowych 5000h Oszczędność roczna zapotrzebowania na energię (5000h * 60kW) 300.000kWh Oszczędność finansowa w roku (300.000kWh * 0,50zł/kWh) 150.000zł/rok W ciągu 10 lat 1.500.000zł/10lat Źródło: KOMEKO 2008

Układy hybrydowe do odwadniania produktów przeróbki mechanicznej węgla Źródło: KOMEKO 2010

PORÓWNANIE KOSZTÓW ODWADNIANIA Materiał odwadniany: koncentrat flotacyjny węgla koksowego Wydajność całkowita węzła odwadniania Mg/h s.m. 200 Ilość godz. pracy na rok 6000 Okres eksploatacji [lata] 15 Ilość materiału produkowana rocznie [Mg] 1 200 000 Całkowita ilość materiału w okresie 15 lat [Mg] 18 000 000 Cena energii elektrycznej [USD/kWh] 0,14 Wilgoć produktu [%] 12-17 Źródło: KOMEKO 2010

PORÓWNANIE KOSZTÓW ODWADNIANIA URZĄDZENIE KOSZT JEDN. Prasy filtracyjne (pompy, sprężarki) 2,02 $/Mg Wirówki sedymentacyjno-filtracyjne 1,42 $/Mg Filtry hiperbaryczne 1,25 $/Mg Hybryda z prasami filtracyjnymi (3 wirówki + 2 prasy filtracyjne) 0,90 $/Mg Hybryda z filtrami hiperbarycznymi (2 wirówki + 1 filtr hiperbaryczny) 0,89 $/Mg Źródło: KOMEKO 2010

UKŁADY HYBRYDOWE ODWADNIANIA ? Źródło: KOMEKO 2010

UKŁADY HYBRYDOWE ODWADNIANIA ? Źródło: KOMEKO 2010

ZASILANIE PRAS FILTRACYJNYCH ZA POMOCĄ UKŁADU POMPA WIROWA – POMPA MEMBRANOWA NA PRZYKŁADZIE KWK PNIÓWEK Modernizacja w 2012 Źródło: KOMEKO 2013

ZASILANIE PRAS FILTRACYJNYCH Układ przed modernizacją   E-1 v-1 Pompa wirowa v-8 v-3 v-5 I-2 E-3 Odpady flotacyjne Układ przed modernizacją wad pomp wirowych, czyli: ekstremalnie wysokich kosztów eksploatacyjnych (niska sprawność), wycieków z systemu uszczelnienia wału, bardzo złymi własnościami przy pracy na niskich przepływach, rozrzedzaniu nadawy wodą dławnicową, niszczeniem struktury sflokulowanego materiału. 75kW Źródło: KOMEKO 2013

ZASILANIE PRAS FILTRACYJNYCH v-2   E-1 v-1 Pompa wirowa v-8 v-3 I-3 v-5 I-2 E-3 E-2 v-9 Odpady flotacyjne ZASILANIE PRAS FILTRACYJNYCH Układ po modernizacji Pompa membranowa 30kW kilkunastokrotnego mniejszego zapotrzebowania na energię elektryczną. braku konieczności uszczelniania wodą dławnicową. braku wycieków na zewnątrz, możliwości pracy "na sucho" bez ograniczeń, bardzo niskim poziomem "hałasu" generowanym podczas pracy. 75kW Źródło: KOMEKO 2013

REZULTATY Źródło: KOMEKO 2013

HYDROCYKLONY

HYDROCYKLON

Studium oszczędności przy zastosowaniu hydrocyklonów na przykładzie HYDROCYKLONY KLASYFIKUJĄCE Studium oszczędności przy zastosowaniu hydrocyklonów na przykładzie Kopalnia Freeman United/General Dynamics, Crown #2 Źródło: KREBS

Oryginalne hydrocyklony HYDROCYKLONY KLASYFIKUJĄCE PORÓWNANIE Oryginalne hydrocyklony Ilość = 16 Konstr. ze stali Przelew kierowany do odpadów Śred. = 500mm Problemy: Straty węgla do przelewu Nierównomierne zużycie Krótka żywotność Hydrocyklony KREBS Ilość = 16 Wykł. ceramiczne Przelew kierowany do odpadów Śred. = 500mm Korzyści: Minimalne straty węgla do przelewu Równomierne zużycie Długa żywotność Źródło: KREBS

WPŁYW ZASTOSOWANIA HYDROCYKLONÓW KREBS NA SPRZEDAŻ ZAKŁADU GÓRNICZEGO HYDROCYKLONY KLASYFIKUJĄCE WPŁYW ZASTOSOWANIA HYDROCYKLONÓW KREBS NA SPRZEDAŻ ZAKŁADU GÓRNICZEGO Parametr Wartość Wychód koncentratu węgla - hydrocyklony oryginal. 68.6% (234 z 341Mg/h) Wychód koncentratu węgla - hydrocyklony KREBS 78.4% (267 z 341Mg/h) Dodatkowa ilość węgla ze względu na większy wychód 33Mg/h Dodatkowa ilość węgla dobowo (20h) 660Mg/d Dodatkowy przychód dla zakładu (660Mg * 60$/ Mg) 39.600$/d Kurs 3,7zł = 1$ 150.000zł/d Nowa inwestycja spłaca się w ciągu kilku dni! Źródło: KREBS

HYDROCYKLONY CIECZY CIĘŻKIEJ W USA ponad 90% płuczek węgla opartych jest na hydrocyklonach cieczy ciężkiej.

Bardzo wysoka efektywność separacji HYDROCYKLONY CIECZY CIĘŻKIEJ Bardzo wysoka efektywność separacji Dokładna kontrola gęstości separacji Szybka odpowiedź na zmianę punktu separacji gęstości Prosty schemat technologiczny Kompaktowy budynek

HYDROCYKLONY CIECZY CIĘŻKIEJ NAWET NAJGORZEJ PRACUJĄCA PŁUCZKA OPARTA NA HYDROCYKLONIE CIECZY CIĘŻKIEJ JEST LEPSZA NIŻ NAJLEPIEJ PRACUJĄCA PŁUCZKA OSADZARKOWA!!!

SCHEMAT Ogólne (skrajne) warunki pracy: Ziarno max 90 mm Ziarno min Poniżej 1 mm HC CC Sito węgla Sito odpadów Zbiornik cieczy ciężkiej Gęstościomierz woda 50 – 1 mm Czysty Węgiel Odpady rozrzedzonej Rekuperator Przesiewacz węgla surowego Ogólne (skrajne) warunki pracy: Ziarno max 90 mm Ziarno min 0,5 (1,0) mm Wydajność 52÷900t/h (1 cyklon) Najbardziej typowy schemat płuczki cieczy ciężkiej na cyklonie – w USA 80% Układ pracuje bardzo stabilnie i wydajnie pod warunkiem prawidłowo zaprojektowanego zakładu. Mamy tylko praktycznie 2 pompy, 2 przesiewacze, rekuperator. Bardzo prosta zmiana gęstości cieczy ciężkiej, na klawiaturze komputera. Źródło: KREBS

RZECZYWISTE OSIĄGI Przykładowa dokładność wzbogacania przy D50=1,62g/cm3 oraz rozproszenia prawdopodobnego 0,025!!! Nadawa 50-1mm Oznacza to, że z tej samej ilości urobku, dzięki wysokiej dokładności wzbogacania, otrzymuje się większą ilość produktu handlowego. Przekłada się to na wyższe wpływy z jego sprzedaży poprawiając efekty ekonomiczne zakładu przeróbczego (zakładu górniczego). Jest oczywiste, że im większa dokładność wzbogacania tym skutki ekonomiczne będą korzystniejsze dla zakładu górniczego. Rentowność zakładu górniczego jest tym wypadku najwyższa z możliwych. Źródło: KREBS

HYDROCYKLONY CIECZY CIĘŻKIEJ Studium oszczędności przy porównaniu płuczek osadzarkowych oraz na hydrocyklonie cieczy ciężkiej Parametr Wartość Ilość węgla surowego 500 Mg/h Ziarno 50 – 0,5mm Popiół w produkcie 14% Wychód koncentratu na osadzarce 54,76% Wychód koncentratu na HC CC 60,38% Różnica na korzyść HC CC 5,62% Ilość dodatkowego węgla (5,62% * 500Mg/h) 28,1Mg/h Ilość dodatkowego węgla w roku (28,1Mg/h * 5000h) 140.500 Mg/r Dodatkowe roczne przychody (140.500Mg/r * 60$/Mg) 8.430.000$/r Czy trzeba coś więcej dodawać? Źródło: KREBS

PODSUMOWANIE

PODSUMOWANIE NALEŻY STOSOWAĆ MASZYNY I SYSTEMY OSZCZĘDNE, A NIE TYLKO SPEŁNIAJĄCE WARUNKI JAKOŚCI I WYDAJNOŚCI. SPRAWNOŚĆ DZIAŁANIA ENERGOOSZCZĘDNOŚĆ BEZOBSŁUGOWOŚĆ LUB MAŁE ZAPOTRZEBOWANIE NA OBSŁUGĘ WIĘKSZA WYDAJNOŚĆ Z TEJ SAMEJ OBJĘTOŚCI URZĄDZENIA SPRAWDZONE W PRZERÓBCE WĘGLA

CZY W DALSZYM CIĄGU JEDYNYM KRYTERIUM ZAKUPU POWINNA BYĆ CENA? PODSUMOWANIE CZY W DALSZYM CIĄGU JEDYNYM KRYTERIUM ZAKUPU POWINNA BYĆ CENA? ILE TRACI INWESTOR NA ZAKUPIE „TANICH” MASZYN I TECHNOLOGII? Piotr Myszkowski PRO-INDUSTRY