Абсолютное большинство химических процессов протекает при взаимодействии различных сред. Для повышения эффективности этих химических процессов необходимо обеспечить максимальное взаимодействие этих сред между собой, добиться максимальной площади реакции, нужной величины и размера вступающих в реакцию веществ.

Одним из самых простых и правильных способов сделать это является распыление.

Именно в технологии распыления различных веществ (жидкостей) и специализируется немецкая фирма Lechler. Имея огромный багаж знаний (более 135 лет), имея огромный практический опыт (собственное химическое производство, ранее Lechler Bautenschutz Chemie KG, сейчас Sika Chemie) компания Lechler разрабатывает и производит более 45000 наименований промышленных форсунок, значительная часть которых нашла свое применение в нефтехимической промышленности. Такой огромный ассортимент получается потому, что компания Lechler может производить форсунки всех типов, размеров, из различных материалов и т.д.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФОРСУНОК LECHLER ДЛЯ НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ:

• Тип распыления (атомайзеры, «полый» и «полный» конус, плоская струя, цельная струя)
• Расход жидкости (от 0,08 л/мин до 38 000 л/мин)
• Давление (от низкого <0,5 bar до сверхвысокого >2 000 bar)
• Направление распыления (вниз, вверх, горизонтально)
• Угол распыления (от 15⁰ до 360⁰)
• Вязкость распыляемых сред (от <20 mPa∙S до 1 000 mPa∙S)
• Самое узкое сечение форсунки (от <2 mm до >8 mm)
• Размер капель (от 10 μm до >3 000 μm)
• Материал форсунки (нержавеющая сталь, спец.сплавы, латунь, пластики)
• Подвод жидкости (аксиальный, тангенциальный)
• Способ присоединения (резьба, фланцы, быстросъемные соединения)

ОСНОВНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ ФОРСУНОК LECHLER В НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ЭТО:

• Форсунки для абсорбционных процессов

  • Насадочные распыливающие абсорберы
  • Скрубберы Вентури

• Форсунки для охлаждения и увлажнения

  • Охлаждение газов
  • Увлажнение теплообменников, компрессоров

• Моющие головки

  • Мойка ёмкостей
  • Дозирование реагентов

• Каплеуловители

• Форсунки для подачи промывной воды в узлах впрыска

• Форсунки для охлаждения и пожаротушения резервуаров

Рассмотрим более подробно некоторые из этих применений.

ФОРСУНКИ ДЛЯ АБСОРБЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ

При абсорбционных процессах очистки газов очень важно добиться наибольшей степени распыления абсорбента для увеличения поверхности реакции. Результативность этого процесса может быть значительно увеличена благодаря правильному выбору форсунки и оптимальной схеме их расположения.

ФОРСУНКИ И МОЮЩИЕ ГОЛОВКИ ДЛЯ МОЙКИ ЕМКОСТЕЙ

Форсунки и моющие головки предназначены для мойки или ополаскивания различных емкостей, а также для добавления и дозирования реагентов. Ассортимент продукции охватывает широкий спектр ротационных и стационарных моющих головок различных размеров, типов, соединений и материалов, а также модели с одобрением ATEX.

ФОРСУНКИ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ГАЗОВ И УВЛАЖНЕНИЯ

Термодинамические процессы испарения лежат в основе охлаждения газов и их увлажнения. Здесь особенно важно получить нужную степень распыления и распределение капель по размеру.

Форсунки фирмы Lechler показали, что они наилучшим образом подходят для этих целей.

КАПЛЕУЛОВИТЕЛИ

В абсорбционных процессах потоки газа уносят с собой капли абсорбента. Каплеуловители Lechler конденсируют и удаляют эти капли из газового потока. Специальные полноконусные форсунки используются для очистки самих каплеуловителей.

ФОРСУНКИ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ И ПОЖАРОТУШЕНИЯ РЕЗЕРВУАРОВ

При проектировании системы охлаждения резервуаров с пожаро- и взрывоопасными веществами очень важно правильно подобрать форсунки. От этого напрямую зависит безопасность, а в случае экстренных ситуаций, форсунки могут использоваться и для пожаротушения. Огромный ассортимент и опыт позволяют подобрать форсунки для резервуаров всех типов и размеров.

ФОРСУНКИ ДЛЯ ПОДАЧИ ПРОМЫВНОЙ ВОДЫ

Для бесперебойной работы узлов впрыска промывной воды в нефтепроводы необходимо не только подобрать форсунку с точными характеристиками распыла, а также выбрать стойкий, соответствующий заданным условиям материал.

ДРУГИЕ ВОЗМОЖНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ ФОРСУНОК НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ:

• Абсорбция
• Адсорбция
• Адиабатика
• Аварийные душевые
• Водоподготовка
• Газоочистка
• Дегазация
• Дезинфекция
• Денитрификация
• Десульфуризация
• Дозирование
• Дождевая завеса
• Испарение
• Конденсация
• Мойка емкостей
• Охлаждение
• Пропитка
• Пылеподавление
• Пеноподавление
• Пожарная безопасность
• Покрытие
• Псевдосжиженный слой
• Распылительная сушка
• Смазка
• Смешение
• Скрубберы
• Увлажнение

Пример использования форсунок Lechler в наших проектах

В 2013 году наша компания получила задание от завода по производству нефтехимического оборудования на подбор форсунок для печи разложения отработанной (крепкой) и разбавленной серной кислоты. В технологии применялись два типа форсунок: гидравлические и газожидкостные. Помимо распыления серной кислоты, необходимо было учесть и высокую температуру работы 900-1000°С. Все расчёты расходных характеристик произвели инженеры ООО «Крафтлог». Подбор материала форсунок был проведён совместно с инженерами компании LECHLER. Итогом проекта стала закупка в мае 2014 года 23 штук форсунок 460.804.F5.CE.00.0 для гидравлического распыления и 9 штук 763.486.F5.00 для газожидкостного распыления. Форсунки были изготовлены по спецзаказу из материала Alloy 20.

Пищевая промышленность является самой богатой на применения форсунок отраслью. Практически невозможно представить без них ни одно пищевое производство. Все разнообразие работы форсунок для пищевой промышленности можно свести к нескольким главным направлениям:

1. Дезинфекция;
2. Приготовление продукта;
3. Розлив и упаковка;
4. Подготовка производства.

В каждом из этих направлении можно выделить ещё с десяток конкретных применений, но мы остановимся на самых распространённых.

Применение форсунок для дезинфекции в пищевой промышленности

Дезинфекция сотрудников, санпропускники для персонала

Для нанесения раствора на руки применяются полноконусные форсунки 460.326.5Е.СА. В отличие от дешёвых распылителей данная форсунка быстро раскрывает факел распыла и правильно наносит дезраствор на руки. Для дезинфекции и мойки обуви совместно со щётками применяются плоскоструйные форсунки серий 632, 652.

Дезинфекция оборудования, инструментов, ящиков

В зависимости от конкретного решения задачи применяются плоскоструйные форсунки, которые могут работать с паром, полноконусные форсунки и моющие головки.

Дезинфекция автотранспорта

В дезинфицирующих рамках можно применить несколько видов форсунок. Стандартным решением является использование пластиковых форсунок серии 652, 684. Монтаж форсунок обычно производится с помощью хомута на трубу (не требует сварки). Если система оснащается подогревом, то могут понадобиться форсунки из нержавеющей стали. Форсунки могут быть подобраны для санпропускников как низкого давления 2-10 бар, так и высокого 20, 40-100 бар.
Также мы рекомендуем применять фильтр с обратным клапаном для предотвращения утечки раствора после отключения давления.

Применение форсунок в подготовке пищевого производства

Подготовка сырья к производству

Самое распространённое – это мойка и сортировка овощей, фруктов, ягод, мяса, дефростация (размораживание) мяса, рыбы. Здесь могут использоваться полноконусные форсунки серии 490, плоскоструйные форсунки серий 632, 652.

Мойка оборудования и ёмкостей

Компания LECHLER выпускает самый большой ассортимент моющих головок 5-ти классов эффективности для любых ёмкостей и загрязнений. Все головки имеют допуск FDA.

Мойка тары

Перед розливом продукта, особенно в случаях использования оборотной тары (например, 19 л бутыли), важно тщательно отмыть и подготовить тару. Для мойки внутри могут использоваться моющие головки, я для мойки снаружи — полноконусные и плоскоструйные форсунки.

Мойка ящиков

Чаще всего применяются шаровые системы EasyClip для основной мойки и форсунки 652 серии для контура ополаскивания. Мы всегда сможем помочь подобрать форсунки для туннельных моек любых производителей. Помимо поставки форсунок как запчастей, у нас есть готовые решения для изготовления нового оборудования.

Применение форсунок и моющих головок для приготовления продукта

Этап, на котором форсунки для пищевой промышленности применяются непосредственно в технологическом процессе производства продуктов. Разнообразие применений здесь очень большое, поэтому можно привести несколько наиболее распространённых примеров:

Душирование вареных колбас и сосисок

В заводских камерах интенсивного охлаждения и в простых самодельных душирующих агрегатах на сегодня не существует лучшей альтернативы полноконусным форсункам серии 490. Они прекрасно распыляют воду, начиная с 1,5 бар, и могут работать от водопроводной сети предприятия, не боятся работы с грязной водой, форсунки не подвержены засорению.

Форсунки для пастеризаторов

Для производства консервированных овощей мы можем предложить аксиальные и тангенциальные полноконусные форсунки (серии 422, 490). Большой выбор углов распыла и расходов позволяет подобрать форсунки в любые пастеризаторы. Низкая возможность засорения сводит к минимуму проблемы с обслуживанием оборудования.

Нанесение разделительных смазок на формы

Здесь применяются пневматические форсунки с управляющими клапанами. Различные варианты распыла и выбор типоразмеров позволяет подобрать оптимальную форсунку для любой смазки, начиная от эмульсии, заканчивая сложными высоковязкими парафиновыми смазками.

Опрыскивание хлеба на выходе из печи форсунками

Применяются стандартные плоскоструйные форсунки серии 652, их можно встретить на большинстве хлебозаводов России. Для самого деликатного распыления воды используются полоконусные форсунки серии 212.

 

Форсунки и моющие головки для упаковки и розлива продукции

Этот раздел включает множество применений, которые в самом большом количестве представлены на розливе алкогольных, слабоалкогольных и безалкогольных напитков:

Стерилизация РЕТ бутылок пневматическими форсунками перед наполнением продукта

Применяются пневматические форсунки серии 136.1.

Мойка блоков розлива, внешнее ополаскивание бутылок ротационными моечными головками и форсунками

Применяются моющие головки (серии 594/595, которые могут работать с пенными растворами, плоскоструйные форсунки (серия 632), полноконусные форсунки (серия 490). Для особых требований по чистоте имеются форсунки в специальном гигиеническом варианте исполнения.

Смазка конвейерных лент форсунками

Применяются плоскоструйные форсунки серии 652 с малыми расходами и углами распыла 75, 120 градусов.

Сдув остатков влаги перед нанесением печати на бутылку, этикетку, упаковку

Здесь очень важно быстро и точно сдуть остатки влаги, и это возможно только с применением специальных многоканальных воздушных форсунок. Их применение обеспечивает 100-процентный результат обдува при небольшом потреблении воздуха и низком уровне шума.

Туннельная пастеризация

Здесь используются тангенциальные полоконусные форсунки серии 302 или полноконусные серии 422.

Распыление консервантов

В последнее время при упаковке различных продуктов питания (бисквиты, колбасы, сыры) широко применяются натуральные консерванты для продления срока годности продуктов. Их распыляют прямо перед упаковкой. Для этого применения лучше всего зарекомендовала себя система форсунка-клапан ВариоСпрей (VarioSpray II). Работа с частотой до 100Гц и возможность в процессе работы менять количество распыляемой жидкости от 10 до 100% позволяет адаптировать систему практически к любой линии. Форсунка-клапан может поставляться отдельно и подключается, в таком случае, к существующей системе автоматизации, или в комплекте с контроллером.

Мы являемся экспертами в форсунках для пищевой промышленности и можем подобрать форсунки практически для любого применения.

 

Пример использования форсунок Lechler в реализованных нами проектах в пищевой промышленности

С 2012 года нашей компанией было осуществлено несколько крупных проектов на кондитерских производствах по форсункам для распыления разделительной смазки. Важно в данном применении было обеспечить:
— высокую скорость работы 2-3 цикла в секунду;
— возможность работать с высоковязкими смазками;
— надёжную бесперебойную работу;
— гибко настраивать расход и степень распыла.
Наиболее подходящим вариантом оказалась пневматическая форсунка серии 176 ViscoMist. Интегрированный пневматически управляемый клапан с прочистной иглой позволяет точно производить распыл на формы, без потерь смазки. В форсунке отдельно настраиваются распылительный воздух и воздух струи – это позволяет адаптировать форсунку под формы различных размеров и свести «эффект рикошета» к минимуму. Для комплектации 3 производств в 2012-2014 годах были поставлены 21 штука форсунок серии 176 ViscoMist. Затраты на смазку после их установки сократились в 3-4 раза.

В дальнейшем сотрудничество распространилось на упаковку готовой продукции – распыление спиртосодержащего консерванта. В данном применении важно было получить точное распыление без воздуха, с возможностью быстрой и точной регулировки расхода подачи жидкости на продукт. Для этого идеально подошла новинка компании LECHLER форсунка-клапан VarioSpray. Она позволяет точно дозировать расход в диапазоне 10-100% и с частотой работы до 100 Гц. В 2014-2015 годах были поставлены 9 штук форсунок-клапанов и 3 комплексных системы VarioSpray с контроллерами.

 

Пример использования моющих головок Lechler в реализованных нами проектах по мойке емкостей

В 2015 году компанией был осуществлен проект по модернизации емкостного парка 2-х российских заводов одного из мировых лидеров по производству безалкогольных напитков. Клиент искал эффективное решение замены статических моющих головок (спрейболов) для повышения качества, скорости и эффективности мойки емкостей на производстве. Одной из главных задач проекта была задача экономии ресурсов (воды и энергии). Специалистами нашей компании совместно с немецкими коллегами были внимательно проанализированы параметры каждой емкости, а также циклы мойки CIP станции на каждом производстве.

Проект по времени совпал в появлением в ассортименте компании Lechler новой высокотехнологичной моющей головки серии XactClean HP, которая по своим характеристикам идеально подходила для решения всех задач клиента.

Результатом работы стало подписание контракта на поставку 95 моющих головок серии XactClean HP. Специалисты нашей компании присутствовали и оказывали техническую поддержку при установке и испытаниях инновационной ротационной моющей головки фирмы Lechler.

Применение, которое сегодня невозможно представить без инновационных разработок немецкой компании LECHLER – это химическая струйная подготовка поверхностей перед покраской. Все, кто хоть раз заглядывал в агрегат подготовки, обязательно видел шаровую систему EasyClip.

Система EasyClip для струйной подготовки поверхности перед покраской

Её применение позволило получить простую настройку направления факела распыла и сделать более технологичное оборудование с широкими возможностями. Переход производства на обработку поверхности деталей различных размеров и геометрии теперь не требует больших временных затрат. Достаточно ослабить гайку и направить форсунку в нужное направление. Тем не менее, при эксплуатации данных систем наметились некоторые недостатки. Например, на стадиях обезжиривания и фосфатирования, форсунки имеют склонность к засорению, причём не только изнутри, но и снаружи. Возникает необходимость их периодической очистки. Для этого приходится снимать всю систему или только форсунки. При обратной установке, направление факела распыла сбивается.

В наших реалиях дополнительной проблемой становится игнорирование клиентами сроков периодического обслуживания распылительной системы АХПП (агрегата химической подготовки поверхности), что приводит к незапланированным остановкам оборудования для прочистки форсунок. А так как остановка случается в процессе работы, чистка производится второпях, помимо неправильной установки форсунок возникает повышенный износ форсунок из-за быстрой прочистки проволокой, отвёртками и другими подручными предметами. Сопло в итоге повреждается и форсунка неправильно распыляет.

Для решения этих задач компания LECHLER, в результате совместной работы с производителями линий обработки поверхностей, такими как Esienmann, Dürr, создала систему Мемоспрей (MemoSpray).

Система MemoSpray для линий обработки поверхности перед покраской

Основное ее отличие в том, что форсунку и шаровую основу разделили. При этом все преимущества EasyClip сохранились. Более того, система Мемоспрей (MemoSpray) абсолютно совместима с ней. Если у клиента сегодня уже установлена обычная шаровая система, то для усовершенствования не потребуется никаких переделок. Достаточно установить форсунку с шаровой опорой на старое место.

Теперь, производя замену форсунок для чистки, первоначальные настройки сохраняются. Замена производится одним движением, и новая форсунка устанавливается в том же направлении. Человеческий фактор при этом полностью исключается. При внеплановой остановке можно быстро заменить все форсунки в зоне и уже без спешки правильно почистить форсунку. Опять же, сама распылительная форсунка может быть изготовлена не только из полипропилена (ПП), но и из нержавеющей стали, которую уже сложнее повредить.

Доработка коснулась всех слабых мест шаровых систем EasyClip. Была доработана оптимизация потока, сужение внутренней геометрии форсунки стало плавным и препятствует образованию засорений внутри. Внешний дизайн также препятствует обрастанию форсунки снаружи.

Комбинация двух быстросъемных форсуночных систем для качественной подготовки поверхности

Важно отметить, что обе системы можно компоновать не только между собой, но и с любыми стандартными форсунками. Поэтому задачи, которые решаются с помощью EasyClip и MemoSpray очень широки и уже не ограничиваются применением только для подготовки поверхностей. Так специализированные продукты для одного направления становятся хорошей альтернативой для другого.

Эдукторы для подготовки поверхности

Ещё одной важной разработкой LECHLER, применяемой в процессе струйной подготовки поверхностей, являются эдукторы для перемешивания жидкостей в ваннах с соответствующими растворами. Ранние версии эдукторов выглядели как обычные цельноструйные форсунки и особо не отличались стабильностью работы. Любые внешние воздействия сбивали поток. Поэтому были разработаны эдукторы, работающие по принципу эффекта Вентури. Это позволяет добиться более стабильного потока, даже при попытках сбить его. Эдукторы Вентури широко применяются на автозаводах, например, при погружении кузова автомобиля в ванну фосфатирования.

 

Пример использования форсунок Lechler в реализованных нами проектах по подготовке поверхностей

В нашей работе мы сталкиваемся с необходимостью модернизации старого оборудования с помощью форсунок. Особенно часто такие запросы поступают по направлению струйная химическая подготовка поверхностей перед покраской. Многие предприятия используют старые агрегаты (АХПП), которые не могут обеспечить качественной обработки деталей. Во многих случаях проблема заключается в изначально неправильно подобранных форсунках или их естественном износе.

Ярким примером доступной модернизации с помощью форсунок стал проект 2015 года на ведущем российском заводе по производству сельхозтехники. В техзадании на замену форсунок значились следующие проблемы:

Низкая эффективность обезжиривания изделий (наличие следов масла и СОЖ на поверхности после выхода из АХПП);
Неравномерность фосфатного слоя на поверхности;
Низкая эксплуатационная эффективность используемого оборудования АПП.
После проведения анализа существующих проблем и используемых форсунок были найдены причины и выработаны рекомендации по замене.

Главное было обеспечить пересечение факелов распыла и полное перекрытие всей площади обрабатываемых деталей. Для этого были подобраны плоскоструйные форсунки с углом распыла 60 град. Расход подбирался по характеристикам установленных насосов, чтобы избежать проблем с формированием факела распыла. Первый этап модернизации затронул 4 АХПП, было заменено в общей сложности 1440 штук форсунок.

После получения положительного результата, специалисты нашей компании по просьбе заказчика выехали на место для подбора форсунок на второй этап модернизации. Итогом стало подписание контракта на поставку ещё 2260 штук форсунок для ещё 6 штук АХПП.

Данный проект является отличным подтверждением значимой роли форсунок в процессах обработки деталей и опровержением того, что модернизация — это затратное дело, которое по плечу не всем компаниям.