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Qu’est-ce qui influence la durée de vie d’un média filtrant ? partie 1

maintenance dépoussiéreur

Nos spécialistes en dépoussiérage doivent fréquemment répondre à la question suivante : quelle est la durée de vie normale d’un média filtrant ?

En réalité, les paramètres d’opération sont tellement variés d’un procédé à l’autre qu’il est presque impossible d’établir de barème standard. Un filtre peut tout aussi bien se retrouver en fin de vie utile après 2 ans que performer parfaitement après 7 années. Tout dépend du contexte et de l’environnement auxquels il est exposé.

Réorientons plutôt notre réflexion en reformulant la question de la manière suivante : quels sont les facteurs qui déterminent une utilisation optimale d’un dépoussiéreur ?

Le design initial de l’unité

Les ingénieurs chez Airex Industries s’interrogent sur cette même question lors de la conception initiale d’un système de dépoussiérage. L’objectif des spécialistes en dépoussiérage étant de déterminer le point d’équilibre entre l’efficience du système par rapport aux frais encourus pour supporter un tel design. Pour y parvenir, ce dernier doit alors traiter avec les quatre facteurs suivants afin de concevoir le meilleur système possible.

1- Le ratio air-tissu

ratio air tissu

Ce ratio représente la vitesse transversale (en pi/min) à laquelle l’air traverse le média filtrant à l’intérieur d’un dépoussiéreur. Pour déterminer cette valeur, il est impératif de connaître le débit d’air total (en PCM) ainsi que la surface totale de filtration (en pi2). Une fois ces deux données en main, il est alors possible de calculer le ratio air-tissus grâce à la formule suivante :

DÉBIT D'AIR

SURFACE DE FILTRATION
= RATIO AIR-TISSU

Typiquement, un ratio air-tissu se situe entre 4 et 10 pi/min selon le type d’application. Une valeur basse signifie que les médias filtrants sont moins sollicités et que leur fréquence de remplacement demeure faible. Cependant, pour maintenir un tel ratio, le système de dépoussiérage doit posséder une quantité suffisante de médias filtrants dans son enceinte pour maintenir une surface totale de filtration élevée par rapport au débit d’air. Par conséquent, ceci nécessite un investissement initial supérieur lors de l’acquisition du dépoussiéreur. Inversement, un ratio air-tissu élevé sollicite davantage les filtres et réduit du même coup leur durée de vie utile. Ainsi, pour un même débit d’air, le propriétaire d’un dépoussiéreur de plus petite taille est contraint de remplacer ses médias filtrants plus fréquemment.

2- La vitesse ascendante

vitesse ascendante

L’objectif de cette variable (en pi/min) est de déterminer la force opposée à la gravité afin que les particules puissent tomber naturellement vers le bas d’un dépoussiéreur. Encore une fois, il faut connaître le débit d’air total (en PCM) ainsi que la surface libre entre les médias filtrants (en pi2). Une fois ces deux données en main, Il est ensuite possible de calculer la vitesse ascendante grâce à la formule suivante :

DÉBIT D'AIR

SURFACE LIBRE ENTRE LES MÉDIAS FILTRANTS
= VITESSE ASCENDANTE

Une vitesse ascendante standard se maintient entre 50 et 250 pi/min. En outre, celle-ci est contrainte par rapport à la configuration et au poids des particules acheminées dans le dépoussiéreur. Ainsi, des particules très légères telles que du coton ou de la plume sont limitées à une vitesse ascendante autour de 50pi/min. Tandis que des particules très lourdes et grossières telles que de la roche ou du ciment n’ont aucune difficulté à s’opposer à une vitesse ascendante de 250pi/min.

Advenant qu’une vitesse ascendante soit trop rapide, les particules collées sur les médias filtrants seront incapables de se déloger pour tomber dans la trémie puisque, même après une pulsation du système d’auto nettoyage, les particules seront attirées à nouveau vers ce même média filtrant ou celui à ses côtés. On peut donc s’attendre à devoir remplacer prématurément les filtres devenus entièrement obturés. Hélas, pour pallier à ce type de situation, cela nécessite une reconfiguration complète du système.

3- La charge de poussière

charge de poussière

Bien qu’essentielle, la charge de poussière (en lb/h) est, dans la plupart des cas, une donnée complexe à quantifier (notamment lorsqu’il faut évaluer un nouveau procédé). Il n’existe pas de formule mathématique pour déterminer précisément la charge de poussière générée puisque trop de variables sont à considérer. En se référant aux bases de données internes des projets réalisés, à leur expérience ainsi qu’à leur savoir empirique, les spécialistes en dépoussiérage d’Airex Industries sont en mesure d’estimer la charge de poussière avec une précision plus que convenable. Cette donnée permet de s’assurer que la surface filtrante est suffisante afin que le système puisse accepter la charge. C’est pourquoi le design du dépoussiéreur se voit directement influencé par cette corrélation.

4- Le système de décolmatage

systeme decolmatage

Un système de décolmatage permet d’opérer en continu et diminuer, du même coup, les cycles de remplacement des médias filtrants. Afin de bien calibrer le système de décolmatage, il est nécessaire de récupérer les résultats du ratio air-tissu ainsi que de la charge de poussière tels que vue précédemment. Une fois ces deux données en main, il est ensuite possible de déterminer, d’une part, la fréquence programmée de pulsation et, d’autre part, la pression d’air comprimé. Tel qu’expliqué auparavant pour la charge de poussière, la configuration du système de décolmatage est aussi calibrée en fonction de l’accumulation des connaissances passées et non par rapport à une série de calculs rigides.

Dans plus de 90% des cas, le contrôle de la fréquence est fixe. En programmant une fréquence trop élevée, le système pulse plus souvent que nécessaire. À terme, le compresseur se trouve sursollicité et l’entreprise est alors contrainte de composer avec une facture d’électricité supérieure à son besoin réel.

À l’opposé, une fréquence de pulsations d’air trop faible est susceptible de créer une accumulation de poussières sur les médias filtrants. Étant incapable de déloger toutes les particules incrustées dans les filtres lors du décolmatage, la pression différentielle entre la section sale et le plénum d’air propre augmentera sans cesse. Résultat, une obturation complète des médias filtrants dans le dépoussiéreur. Dans ce type de situation, une reprogrammation est fortement conseillée afin de réduire la pression différentielle.

Fait intéressant à noter, il existe des automates programmables suffisamment sophistiqués capables de s’ajuster automatiquement en fonction de la pression différentielle du dépoussiéreur afin d’adapter leur séquence d’autonettoyage. En contrepartie, leur prix dépasse largement celui d’un système conventionnel à séquence fixe.

Advenant qu’un dépoussiéreur soit colmaté sans filtres de rechange à portée de main. Il existe des équipements d’entretien manuel de décolmatage individuel. Cette solution, par injection d’air à haute pression, offre la possibilité de prolonger la durée de vie des médias filtrants pour une courte période de temps. Ce type d’opération nécessite cependant un accès par le plénum d’air propre, ce qui n’est pas le cas de tous les systèmes de dépoussiérage.

Évitez de restreindre la capacité d’un dépoussiéreur

Une règle d’or subsiste dans le but d’éviter toutes complications liées à une erreur de conception. Mieux vaut surdimensionner un système de dépoussiérage. En plus d’assurer un environnement opérationnel favorable, le dépoussiéreur sera en mesure d’accepter une augmentation imprévue de la charge de poussière sans risquer le colmatage des médias filtrants. Ce type de situation survient plus souvent qu’on le croie et peut être due, par exemple; à une augmentation de la productivité, à un procédé produisant davantage de poussières ou à l’ajout d’un nouvel équipement sur le réseau de dépoussiérage.

Un système trop petit par rapport aux besoins de l’entreprise sera perpétuellement en faute et ne pourra tout simplement pas fonctionner sous des conditions optimales. Une analyse complète du système est alors nécessaire afin de réévaluer les quatre aspects décrits précédemment.

Entourez-vous de professionnels

Tel que constaté, la moitié des quatre facteurs de l’analyse se réfère à une expertise fondée sur des connaissances tacites. C’est pourquoi il est grandement recommandé, lorsque vous devez concevoir au modifier un système de dépoussiérage, d’être accompagné par une firme telle qu’Airex Industries ayant fièrement acquis une solide notoriété avec ses 40 ans d’expérience dans le domaine du dépoussiérage.


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