Miniera po bëhet më e thellë çdo vit - 30 m, sipas raporteve të industrisë.
Ndërsa thellësia rritet, rritet edhe nevoja për ventilim dhe ftohje, dhe Howden e di këtë nga përvoja e punës me minierat më të thella në Afrikën e Jugut.
Howden u themelua në vitin 1854 nga James Howden në Skoci si një kompani inxhinierike detare dhe hyri në Afrikën e Jugut në vitet 1950 për të shërbyer nevojat e industrisë së minierave dhe energjisë. Deri në vitet 1960, kompania ndihmoi në pajisjen e minierave të thella të arit të vendit me të gjitha sistemet e ventilimit dhe ftohjes së nevojshme për të nxjerrë në mënyrë të sigurt dhe efikase xeherorin kilometra nën tokë.
“Fillimisht, miniera përdorte ventilimin vetëm si metodë ftohjeje, por ndërsa thellësia e minierës rritej, ftohja mekanike ishte e nevojshme për të kompensuar ngarkesën në rritje të nxehtësisë në minierë”, tha për IM Teunes Wasserman, kreu i divizionit të Ftohjes dhe Kompresorëve të Minierës në Howden.
Shumë miniera të thella ari në Afrikën e Jugut kanë instaluar ftohës centrifugale Freon™ mbi dhe nën tokë për të siguruar ftohjen e nevojshme për personelin dhe pajisjet nëntokësore.
Pavarësisht përmirësimit të status quo-së, sistemi i shpërndarjes së nxehtësisë i makinës nëntokësore rezultoi problematik, pasi kapaciteti ftohës i makinës ishte i kufizuar nga temperatura dhe sasia e ajrit të shkarkuar në dispozicion, tha Wasserman. Në të njëjtën kohë, cilësia e ujit të minierës shkaktoi ndotje të rëndë të shkëmbyesve të nxehtësisë me guaskë dhe tub të përdorur në këta ftohës të hershëm centrifugale.
Për të zgjidhur këtë problem, minierat filluan të pomponin ajër të ftohtë nga sipërfaqja në tokë. Ndërsa kjo rrit kapacitetin e ftohjes, infrastruktura e nevojshme zë hapësirë ​​në silo dhe procesi është si energjik, ashtu edhe intensiv ndaj energjisë.
Për të adresuar këto çështje, minierat duan të maksimizojnë sasinë e ajrit të ftohtë të sjellë në tokë përmes njësive të ujit të ftohtë.
Kjo e shtyu Howden të prezantonte ftohës me vidë amino në miniera në Afrikën e Jugut, së pari në përputhje me ftohësit ekzistues centrifugale sipërfaqësore. Kjo ka çuar në një ndryshim të madh në sasinë e ftohësit që mund të furnizohet në këto miniera ari të thella nëntokësore, duke rezultuar në një ulje të temperaturës mesatare të ujit sipërfaqësor nga 6-8°C në 1°C. Miniera mund të përdorë të njëjtën infrastrukturë tubacioni të minierës, shumë prej të cilave janë instaluar tashmë, ndërsa rrit ndjeshëm sasinë e ftohjes së furnizuar në shtresat më të thella.
Përafërsisht 20 vjet pas prezantimit të WRV 510, Howden, një lojtar kryesor në treg në këtë fushë, zhvilloi WRV 510, një kompresor të madh me vidë blloku me një rotor 510 mm. Ishte një nga kompresorët më të mëdhenj me vidë në treg në atë kohë dhe përputhej me madhësinë e modulit të ftohësit të nevojshëm për të ftohur ato miniera të thella të Afrikës së Jugut.
“Kjo është një ndryshim rrënjësor sepse minierat mund të instalojnë një ftohës të vetëm 10-12 MW në vend të një grupi ftohësish”, tha Wasserman. “Në të njëjtën kohë, amoniaku si një ftohës i gjelbër është i përshtatshëm për kombinimet e kompresorëve me vidë dhe shkëmbyesve të nxehtësisë me pllakë.”
Konsideratat e amoniakut u formalizuan në specifikimet dhe standardet e sigurisë për amoniakun për industrinë minerare, ku Howden luajti një rol të rëndësishëm në procesin e projektimit. Ato janë përditësuar dhe përfshirë në ligjin e Afrikës së Jugut.
Ky sukses dëshmohet nga instalimi i më shumë se 350 MW kapaciteti ftohës të amoniakut nga industria minerare e Afrikës së Jugut, e cila konsiderohet më e madhja në botë.
Por inovacioni i Howden në Afrikën e Jugut nuk u ndal këtu: në vitin 1985, kompania shtoi një makinë akulli sipërfaqësor në gamën e saj në rritje të ftohësve të minierave.
Ndërsa opsionet e ftohjes sipërfaqësore dhe nëntokësore maksimizohen ose konsiderohen shumë të shtrenjta, minierat kanë nevojë për një zgjidhje të re ftohjeje për të zgjeruar më tej minierat në nivele më të thella.
Howden instaloi impiantin e saj të parë të prodhimit të akullit (shembulli më poshtë) në vitin 1985 në EPM (Minën Pronare East Rand) në lindje të Johanesburgut, i cili ka një kapacitet përfundimtar total ftohjeje prej rreth 40 MW dhe një kapacitet akulli prej 4320 t/orë.
Baza e operacionit është formimi i akullit në sipërfaqe dhe transportimi i tij përmes minierës në një digë akulli nëntokësore, ku uji nga diga e akullit qarkullon më pas në stacione ftohjeje nëntokësore ose përdoret si ujë përpunimi për shpimin e puseve. Akulli i shkrirë më pas pompohet përsëri në sipërfaqe.
Përfitimi kryesor i këtij sistemi për prodhimin e akullit është ulja e kostove të pompimit, të cilat ulin kostot operative që lidhen me sistemet e ujit të ftohtë sipërfaqësor me afërsisht 75-80%. Kjo varet nga "energjia ftohëse e ruajtur në tranzicionet fazore të ujit", tha Wasserman, duke shpjeguar se 1 kg/s akull ka të njëjtin kapacitet ftohës si 4.5-5 kg/s ujë i ngrirë.
Për shkak të "efikasitetit superior të pozicionimit", diga nëntokësore mund të mbahet në 2-5°C për të përmirësuar performancën termike të stacionit nëntokësor të ftohjes me ajër, duke maksimizuar përsëri kapacitetin e ftohjes.
Një tjetër avantazh i rëndësisë së veçantë të një termocentrali akulli në Afrikën e Jugut, një vend i njohur për rrjetin e tij të paqëndrueshëm të energjisë, është aftësia e sistemit për t'u përdorur si një metodë e ruajtjes së nxehtësisë, ku akulli krijohet dhe grumbullohet në diga akulli nëntokësore dhe gjatë periudhave të pikut.
Përfitimi i fundit ka çuar në zhvillimin e një projekti partneriteti industrial të mbështetur nga Eskom, sipas të cilit Howden po heton përdorimin e prodhuesve të akullit për të ulur kërkesën maksimale për energji elektrike, me raste testimi në Mponeng dhe Moab Hotsong, minierat nëntokësore më të thella në botë.
“Ne e ngrimë digën natën (pas orarit të punës) dhe përdorëm ujë dhe akull të shkrirë si burim ftohjeje për minierën gjatë orëve të pikut”, shpjegoi Wasserman. “Njësitë bazë të ftohjes fiken gjatë periudhave të pikut, gjë që zvogëlon ngarkesën në rrjet.”
Kjo çoi në zhvillimin e një makine akulli me çelës në dorë në Mponeng, ku Howden përfundoi punën duke përfshirë pajisjet civile, elektrike dhe mekanike për një makinë akulli 12 MW, 120 t/h.
Shtesat e fundit në strategjinë kryesore të ftohjes së Mponeng përfshijnë akull të butë, ujë të ftohtë sipërfaqësor, ftohës ajri sipërfaqësor (BAC) dhe një sistem ftohjeje nëntokësor. Prania në ujërat e minierave e përqendrimeve të larta të kripërave dhe klorureve të tretura gjatë punës.
Përvoja e pasur e Afrikës së Jugut dhe përqendrimi në zgjidhje, jo vetëm në produkte, vazhdojnë të transformojnë sistemet e ftohjes në të gjithë botën, thotë ai.
Siç e përmendi Wasserman, ndërsa gjithnjë e më shumë miniera shkojnë më thellë dhe zënë më shumë hapësirë ​​në miniera, është e lehtë të shohësh zgjidhje të tilla që gjenden në pjesë të tjera të botës.
Meinhardt tha: “Howden ka eksportuar teknologjinë e saj të ftohjes së minierave të thella në Afrikën e Jugut për dekada të tëra. Për shembull, ne furnizuam zgjidhje ftohjeje për minierat nëntokësore të arit në Nevada në vitet 1990.
“Një teknologji interesante e përdorur në disa miniera të Afrikës së Jugut është ruajtja e akullit termik për transferimin e ngarkesës - energjia termike ruhet në diga të mëdha akulli. Akulli prodhohet gjatë orëve të pikut dhe përdoret gjatë orëve të pikut”, tha ai. “Tradicionalisht, njësitë e ftohjes janë projektuar për një temperaturë maksimale ambienti që mund të arrijë tre orë në ditë gjatë muajve të verës. Megjithatë, nëse keni mundësinë të ruani energji ftohëse, mund ta zvogëloni atë kapacitet.”
“Nëse keni një plan me një tarifë mjaft të lartë të konsumit të lartë dhe dëshironi të kaloni në tarifa më të lira gjatë periudhave jashtë orarit të konsumit të lartë, këto zgjidhje për prodhimin e akullit mund të përbëjnë një rast të fortë biznesi”, tha ai. “Kapitali fillestar për uzinën mund të kompensojë kostot më të ulëta operative.”
Në të njëjtën kohë, BAC, i cili është përdorur në minierat e Afrikës së Jugut për dekada të tëra, po fiton gjithnjë e më shumë rëndësi globale.
Krahasuar me modelet tradicionale BAC, gjenerata më e fundit e BAC-ve ka efikasitet termik më të lartë se paraardhësit e tyre, kufij më të ulët të temperaturës së ajrit në minierë dhe një gjurmë më të vogël. Ato gjithashtu integrojnë një modul ftohjeje sipas kërkesës (CoD) në platformën Howden Ventsim CONTROL, e cila rregullon automatikisht temperaturën e ajrit të jakës për t'iu përshtatur nevojave nëntokësore.
Gjatë vitit të kaluar, Howden u ka dorëzuar klientëve në Brazil dhe Burkina Faso tre BAC të gjeneratës së re.
Kompania është gjithashtu në gjendje të prodhojë zgjidhje të personalizuara për kushte të vështira operimi; një shembull i kohëve të fundit është instalimi 'unik' i ftohësve të amoniakut BAC për OZ Minerals në minierën Carrapateena në Australinë Jugore.
“Howden instaloi kondensatorë të thatë me kompresorë amoniaku Howden dhe ftohës ajri të thatë me lak të mbyllur në Australi në mungesë të ujit të disponueshëm”, tha Wasserman për instalimin. “Duke pasur parasysh që ky është një instalim 'i thatë' dhe jo ftohës me spërkatje të hapur të instaluar në sistemet e ujit, këta ftohës janë projektuar për efikasitet maksimal.”
Kompania po teston aktualisht një zgjidhje monitorimi të kohës së funksionimit për një central BAC në tokë prej 8 MW (foto më poshtë) të projektuar dhe ndërtuar në minierën Yaramoko Fortuna Silver (ish Roxgold) në Burkina Faso.
Sistemi, i kontrolluar nga uzina Howden në Johanesburg, i lejon kompanisë të këshillojë mbi përmirësimet e mundshme të efikasitetit dhe mirëmbajtjen për ta mbajtur uzinën në funksionimin e saj optimal. Njësia BAC në kompleksin minerar Caraiba në Ero Copper, Brazil është gjithashtu e projektuar për të përdorur këtë veçori.
Platforma Total Mine Ventilation Solutions (TMVS) vazhdon të ndërtojë marrëdhënie të qëndrueshme me vlerë të shtuar dhe kompania do të lançojë dy studime fizibiliteti për Ventilimin sipas Kërkesës (VoD) në vend në vitin 2021.
Pikërisht në kufirin me Zimbabvenë, kompania po punon në një projekt që do të mundësojë video-sipas kërkesës për dyert automatike në minierat nëntokësore, duke u lejuar atyre të hapen në intervale të ndryshme dhe të sigurojnë sasinë e duhur të ajrit ftohës në varësi të nevojave specifike të automjetit.
Ky zhvillim teknologjik, duke përdorur infrastrukturën ekzistuese të minierave dhe burimet e të dhënave të gatshme, do të jetë një pjesë e rëndësishme e produkteve të ardhshme të Howden.
Përvoja e Howden në Afrikën e Jugut: Mësoni se si të projektoni zgjidhje ftohëse për t'u marrë me cilësinë e dobët të ujit në minierat e saj të thella të arit, si t'i bëni zgjidhjet sa më efikase nga ana energjetike për të shmangur problemet me rrjetin dhe si të përmbushni disa nga kërkesat më të rrepta të cilësisë së ajrit. Kërkesat për temperaturën dhe shëndetin në punë në mbarë botën. Rregullorja - do të vazhdojë të japë fryte për minierat në të gjithë botën.
International Mining Team Publishing Ltd 2 Claridge Court, Lower Kings Road Berkhamsted, Hertfordshire Angli HP4 2AF, MB