A minera diventa più prufonda ogni annu - 30 m, secondu i rapporti di l'industria.
À misura chì a prufundità aumenta, cresce ancu u bisognu di ventilazione è di raffreddamentu, è Howden u sà da l'esperienza di travagliu cù e mine più prufonde in Sudafrica.
Howden hè stata fundata in u 1854 da James Howden in Scozia cum'è una sucietà d'ingegneria marina è hè entrata in Sudafrica in l'anni 1950 per risponde à i bisogni di l'industrie minerarie è energetiche. À partesi da l'anni 1960, a cumpagnia hà aiutatu à equipà e miniere d'oru prufonde di u paese cù tutti i sistemi di ventilazione è di raffreddamentu necessarii per estrarre in modu sicuru è efficiente u minerale chilometri sottu terra.
«Inizialmente, a minera utilizava solu a ventilazione cum'è metudu di raffreddamentu, ma à misura chì a prufundità di a minera aumentava, u raffreddamentu meccanicu era necessariu per cumpensà u crescente caricu termicu in a minera», hà dettu à IM Teunes Wasserman, capu di a divisione Mine Cooling and Compressors di Howden.
Parechje mine d'oru prufonde in Sudafrica anu installatu raffreddatori centrifughi Freon™ sopra è sottu terra per furnisce u raffreddamentu necessariu per u persunale è l'attrezzatura sottuterranea.
Malgradu u migliuramentu di u statu quo, u sistema di dissipazione di u calore di a macchina sutterrana s'hè rivelatu problematicu, postu chì a capacità di raffreddamentu di a macchina era limitata da a temperatura è da a quantità d'aria di scaricu dispunibule, hà dettu Wasserman. À u listessu tempu, a qualità di l'acqua di miniera hà causatu una grave incrostazione di i scambiatori di calore à gusciu è tubi utilizati in questi primi refrigeratori centrifughi.
Per risolve stu prublema, e mine anu cuminciatu à pompà aria fredda da a superficia à a terra. Mentre questu aumenta a capacità di raffreddamentu, l'infrastruttura necessaria occupa spaziu in u silo è u prucessu hè à tempu energeticu è intensivu in termini di energia.
Per risolve questi prublemi, e mine volenu maximizà a quantità d'aria fredda purtata in terra per mezu di unità d'acqua refrigerata.
Questu hà incitatu Howden à introduce raffreddatori à vite amminiche in e mine in Sudafrica, prima in tandem dopu i raffreddatori centrifughi di superficie esistenti. Questu hà purtatu à un cambiamentu radicale in a quantità di refrigerante chì pò esse furnitu à queste mine d'oru sutterranee profonde, risultendu in una diminuzione di a temperatura media di l'acqua di superficie da 6-8 ° C à 1 ° C. A miniera pò aduprà a stessa infrastruttura di pipeline di miniera, parechje di e quali sò digià installate, mentre aumenta significativamente a quantità di raffreddamentu furnitu à i strati più profondi.
Circa 20 anni dopu à l'introduzione di u WRV 510, Howden, un attore principale di u mercatu in u settore, hà sviluppatu u WRV 510, un grande compressore à vite à bloccu cù un rotore di 510 mm. Era unu di i più grandi compressori à vite in u mercatu à l'epica è currispundia à a dimensione di u modulu di raffreddamentu necessaria per rinfriscà quelle miniere sudafricane profonde.
«Questu hè un cambiamentu di ghjocu perchè e mine ponu installà un unicu refrigeratore di 10-12 MW invece di un gruppu di refrigeratori», hà dettu Wasserman. «À u listessu tempu, l'ammoniaca cum'è refrigerante verde hè adatta per e cumminazzioni di compressori à vite è scambiatori di calore à piastre».
E cunsiderazioni relative à l'ammoniaca sò state furmalizate in e specificazioni è i standard di sicurezza per l'ammoniaca per l'industria mineraria, cù Howden chì hà ghjucatu un rolu impurtante in u prucessu di cuncepimentu. Sò stati aghjurnati è incorporati in a lege sudafricana.
Stu successu hè evidenziatu da l'installazione di più di 350 MW di capacità di refrigerazione di ammoniaca da parte di l'industria minera di u Sudafrica, chì hè cunsiderata a più grande di u mondu.
Ma l'innuvazione di Howden in Sudafrica ùn si hè micca firmata quì: in u 1985, a cumpagnia hà aghjustatu una macchina di ghiaccio di superficie à a so gamma crescente di refrigeratori di miniera.
Siccomu l'opzioni di raffreddamentu di a superficia è di a terra sò massimizate o cunsiderate troppu care, e mine anu bisognu di una nova suluzione di raffreddamentu per espande ulteriormente l'attività minera à livelli più profondi.
Howden hà stallatu a so prima fabbrica di ghiaccio (esempiu quì sottu) in u 1985 à l'EPM (East Rand Proprietary Mine) à l'est di Johannesburg, chì hà una capacità di raffreddamentu tutale finale di circa 40 MW è una capacità di ghiaccio di 4320 t/h.
A basa di l'operazione hè a furmazione di ghiaccio nantu à a superficia è u so trasportu à traversu a minera finu à una diga di ghiaccio sutterrana, induve l'acqua di a diga di ghiaccio hè poi circulata in stazioni di raffreddamentu sutterranee o aduprata cum'è acqua di prucessu per a perforazione di pozzi. U ghiaccio scioltu hè poi pompato torna à a superficia.
U principale benefiziu di stu sistema di fabricazione di ghiaccio hè a riduzione di i costi di pompaggio, chì riduce i costi operativi assuciati à i sistemi d'acqua raffreddata in superficie di circa 75-80%. Si riduce à l'"energia di raffreddamentu immagazzinata in e transizioni di fase di l'acqua" inerente, hà dettu Wasserman, spiegendu chì 1 kg/s di ghiaccio hà a stessa capacità di raffreddamentu di 4,5-5 kg/s d'acqua congelata.
A causa di a "efficienza di pusizionamentu superiore", a diga sutterrana pò esse mantenuta à 2-5 ° C per migliurà e prestazioni termiche di a stazione di raffreddamentu à aria sutterrana, massimizendu torna a capacità di raffreddamentu.
Un altru vantaghju di a rilevanza particulare di una centrale elettrica di ghiaccio in Sudafrica, un paese cunnisciutu per a so rete elettrica instabile, hè a capacità di u sistema di esse adupratu cum'è metudu di almacenamiento di calore, induve u ghiaccio hè creatu è accumulatu in dighe di ghiaccio sutterranee è durante i periodi di punta.
Quest'ultimu benefiziu hà purtatu à u sviluppu di un prughjettu di partenariatu industriale sustinutu da Eskom in u quadru di u quale Howden sta investigendu l'usu di macchine per fà ghjacciu per riduce a dumanda massima di elettricità, cù casi di prova in Mponeng è Moab Hotsong, e mine sotterranee più prufonde di u mondu.
«Avemu ghjalatu a diga di notte (dopu l'ore di travagliu) è avemu utilizatu acqua è ghjacciu scioltu cum'è fonte di rinfrescamentu per a minera durante l'ore di punta», hà spiegatu Wasserman. «L'unità di rinfrescamentu di basa sò spente durante i periodi di punta, ciò chì riduce u caricu nantu à a rete».
Questu hà purtatu à u sviluppu di una macchina di ghiaccio chiavi in ​​manu in Mponeng, induve Howden hà cumpletatu u travagliu cumprese l'equipaggiamenti civili, elettrici è meccanichi per una macchina di ghiaccio di 12 MW, 120 t/h.
L'aghjunte recenti à a strategia di raffreddamentu principale di Mponeng includenu ghiaccio dolce, acqua raffreddata in superficie, raffreddatori d'aria superficiale (BAC) è un sistema di raffreddamentu sutterraniu. a presenza in l'acque di miniera di concentrazioni elevate di sali è cloruri dissolti durante u travagliu.
A ricchezza di sperienza di u Sudafrica è a so focalizazione nantu à e suluzioni, micca solu i prudutti, cuntinueghja à trasfurmà i sistemi di refrigerazione in u mondu sanu, dice.
Cum'è Wasserman hà mintuvatu, cum'è sempre più mine vanu più in fondu è più spaziu in e mine, hè faciule vede suluzioni cum'è questa truvate in altre parte di u mondu.
Meinhardt hà dettu: "Howden hà esportatu a so tecnulugia di raffreddamentu di miniere prufonde in Sudafrica da decennii. Per esempiu, avemu furnitu suluzioni di raffreddamentu di miniere per miniere d'oru sutterranee in Nevada in l'anni 1990.
«Una tecnulugia interessante aduprata in certe mine sudafricane hè u almacenamentu di ghiaccio termicu per u trasferimentu di carica - l'energia termica hè almacenata in grandi dighe di ghiaccio. U ghiaccio hè pruduttu durante l'ore di punta è adupratu durante l'ore di punta», disse. «Tradizionalmente, l'unità di refrigerazione sò cuncepite per una temperatura ambiente massima chì pò ghjunghje à trè ore à ghjornu durante i mesi estivi. Tuttavia, sè avete a capacità di almacenà energia di raffreddamentu, pudete riduce sta capacità».
«Sè vo avete un pianu cù una tarifa di punta abbastanza alta è vulete passà à tariffe più economiche durante i periodi fora di punta, ste suluzioni per fà u ghjacciu ponu esse un argumentu cummerciale forte», disse. «U capitale iniziale per a pianta pò cumpensà i costi operativi più bassi».
À u listessu tempu, u BAC, chì hè statu utilizatu in e mine sudafricane per decennii, acquista sempre più impurtanza mundiale.
In paragone cù i disinni tradiziunali di BAC, l'ultima generazione di BAC hà una efficienza termica più alta cà i so predecessori, limiti di temperatura di l'aria in miniera più bassi è un ingombru più chjucu. Integranu ancu un modulu di raffreddamentu à dumanda (CoD) in a piattaforma Howden Ventsim CONTROL, chì aghjusta automaticamente a temperatura di l'aria di u collarinu per currisponde à i bisogni di u sottusuolu.
Durante l'ultimu annu, Howden hà furnitu trè BAC di nova generazione à i clienti in Brasile è in Burkina Faso.
L'impresa hè ancu capace di pruduce suluzioni persunalizate per cundizioni operative difficili; un esempiu recente hè l'installazione "unica" di raffreddatori d'ammoniaca BAC per OZ Minerals in a miniera di Carrapateena in Australia Meridionale.
«Howden hà stallatu condensatori secchi cù cumpressori d'ammoniaca Howden è raffreddatori d'aria secca à circuitu chjusu in Australia in assenza d'acqua dispunibile», hà dettu Wasserman di l'installazione. «Datu chì si tratta di una installazione "secca" è micca di raffreddatori à spruzzatura aperta stallati in sistemi d'acqua, questi raffreddatori sò cuncipiti per una efficienza massima».
L'impresa prova attualmente una suluzione di monitoraghju di u tempu di funziunamentu per una centrale BAC terrestre di 8 MW (in stampa quì sottu) cuncipita è custruita in a miniera Yaramoko Fortuna Silver (prima Roxgold) in Burkina Faso.
U sistema, cuntrullatu da a fabbrica Howden in Johannesburg, permette à a cumpagnia di cunsiglià nantu à i miglioramenti potenziali di l'efficienza è a manutenzione per mantene a fabbrica in funziunamentu ottimale. L'unità BAC di u cumplessu minerariu Caraiba in Ero Copper, Brasile, hè ancu cuncipita per aduprà sta funzione.
A piattaforma Total Mine Ventilation Solutions (TMVS) cuntinueghja à custruisce relazioni à valore aghjuntu sustenibili è a cumpagnia lancerà dui studii di fattibilità di Ventilation On Demand (VoD) in u paese in u 2021.
Ghjustu à a fruntiera cù u Zimbabwe, a cumpagnia travaglia à un prughjettu chì permetterà u video à dumanda per e porte automatiche in e mine sutterranee, permettendu li di apre à intervalli variabili è di furnisce a quantità ghjusta d'aria di rinfrescamentu secondu i bisogni specifichi di u veiculu.
Stu sviluppu tecnologicu, aduprendu l'infrastruttura minera esistente dispunibile è e fonti di dati standard, serà una parte impurtante di i prudutti futuri di Howden.
L'esperienza Howden in Sudafrica: Amparate cumu cuncepisce suluzioni di raffreddamentu per trattà a scarsa qualità di l'acqua in e so miniere d'oru prufonde, cumu fà chì e suluzioni sianu u più efficienti energeticamente pussibule per evità prublemi di rete, è cumu risponde à alcuni di i requisiti di qualità di l'aria più severi in u mondu sanu. A regulazione - continuerà à esse degna di nota per e miniere in u mondu sanu.
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