Mae'r pwll glo yn mynd yn ddyfnach bob blwyddyn – 30 m, yn ôl adroddiadau'r diwydiant.
Wrth i'r dyfnder gynyddu, felly hefyd yr angen am awyru ac oeri, ac mae Howden yn gwybod hyn o brofiad o weithio gyda'r mwyngloddiau dyfnaf yn Ne Affrica.
Sefydlwyd Howden ym 1854 gan James Howden yn yr Alban fel cwmni peirianneg forol a daeth i mewn i Dde Affrica yn y 1950au i wasanaethu anghenion y diwydiannau mwyngloddio a phŵer. Erbyn y 1960au, roedd y cwmni wedi helpu i gyfarparu mwyngloddiau aur dwfn y wlad gyda'r holl systemau awyru ac oeri oedd eu hangen i echdynnu mwynau milltiroedd o dan y ddaear yn ddiogel ac yn effeithlon.
“I ddechrau, dim ond awyru a ddefnyddiwyd fel dull oeri yn y pwll glo, ond wrth i ddyfnder y mwyngloddio gynyddu, roedd angen oeri mecanyddol i wneud iawn am y llwyth gwres cynyddol yn y pwll glo,” meddai Teunes Wasserman, pennaeth adran Oeri a Chywasgwyr Mwyngloddiau Howden, wrth IM.
Mae llawer o fwyngloddiau aur dwfn yn Ne Affrica wedi gosod oeryddion allgyrchol Freon™ uwchben ac o dan y ddaear i ddarparu'r oeri angenrheidiol ar gyfer personél ac offer tanddaearol.
Er gwaethaf y gwelliant yn y status quo, profodd system afradu gwres y peiriant tanddaearol yn broblemus, gan fod capasiti oeri'r peiriant wedi'i gyfyngu gan dymheredd a faint o aer gwacáu oedd ar gael, meddai Wasserman. Ar yr un pryd, achosodd ansawdd dŵr y pwll glo haeddu difrifol yn y cyfnewidwyr gwres cregyn a thiwbiau a ddefnyddiwyd yn yr oeryddion allgyrchol cynnar hyn.
I ddatrys y broblem hon, dechreuodd y mwyngloddiau bwmpio aer oer o'r wyneb i'r ddaear. Er bod hyn yn cynyddu'r capasiti oeri, mae'r seilwaith angenrheidiol yn cymryd lle yn y silo ac mae'r broses yn defnyddio llawer o ynni ac yn defnyddio llawer o ynni.
I fynd i'r afael â'r problemau hyn, mae mwyngloddiau eisiau cynyddu faint o aer oer sy'n cael ei ddwyn i'r ddaear i'r eithaf trwy unedau dŵr oer.
Fe wnaeth hyn ysgogi Howden i gyflwyno oeryddion sgriw amino mewn mwyngloddiau yn Ne Affrica, yn gyntaf ar ôl oeryddion allgyrchol arwyneb presennol. Mae hyn wedi arwain at newid sylweddol yn faint o oerydd y gellir ei gyflenwi i'r mwyngloddiau aur tanddaearol dwfn hyn, gan arwain at ostyngiad yn nhymheredd cyfartalog y dŵr wyneb o 6-8°C i 1°C. Gall y mwynglawdd ddefnyddio'r un seilwaith piblinellau mwynglawdd, y mae llawer ohonynt eisoes wedi'u gosod, gan gynyddu'n sylweddol faint o oeri a gyflenwir i haenau dyfnach.
Tua 20 mlynedd ar ôl cyflwyno'r WRV 510, datblygodd Howden, chwaraewr blaenllaw yn y farchnad yn y maes, y WRV 510, cywasgydd sgriw bloc mawr gyda rotor 510 mm. Roedd yn un o'r cywasgwyr sgriw mwyaf ar y farchnad ar y pryd ac roedd yn cyd-fynd â maint y modiwl oerydd oedd ei angen i oeri'r mwyngloddiau dwfn hynny yn Ne Affrica.
“Mae hyn yn newid y gêm oherwydd gall mwyngloddiau osod un oerydd 10-12 MW yn lle criw o oeryddion,” meddai Wasserman. “Yn yr un modd, mae amonia fel oerydd gwyrdd yn addas iawn ar gyfer cyfuniadau o gywasgwyr sgriw a chyfnewidwyr gwres platiau.”
Cafodd ystyriaethau amonia eu ffurfioli mewn manylebau a safonau diogelwch ar gyfer amonia ar gyfer y diwydiant mwyngloddio, gyda Howden yn chwarae rhan bwysig yn y broses ddylunio. Maent wedi'u diweddaru a'u hymgorffori yng nghyfraith De Affrica.
Mae'r llwyddiant hwn yn amlwg o ganlyniad i osod mwy na 350 MW o gapasiti oeri amonia gan ddiwydiant mwyngloddio De Affrica, a ystyrir y mwyaf yn y byd.
Ond ni stopiodd arloesedd Howden yn Ne Affrica yno: ym 1985 ychwanegodd y cwmni beiriant iâ arwyneb at ei ystod gynyddol o oeryddion mwyngloddiau.
Wrth i opsiynau oeri ar yr wyneb ac o dan y ddaear gael eu defnyddio i'r eithaf neu eu hystyried yn rhy ddrud, mae angen datrysiad oeri newydd ar fwyngloddiau i ehangu mwyngloddio ymhellach i lefelau dyfnach.
Gosododd Howden ei waith gwneud iâ cyntaf (enghraifft isod) ym 1985 yn EPM (Mwynglawdd Perchnogol East Rand) i'r dwyrain o Johannesburg, sydd â chapasiti oeri cyfanswm terfynol o tua 40 MW a chapasiti iâ o 4320 t/awr.
Sail y llawdriniaeth yw ffurfio iâ ar yr wyneb a'i gludo drwy'r pwll glo i argae iâ tanddaearol, lle mae'r dŵr o'r argae iâ wedyn yn cael ei gylchredeg mewn gorsafoedd oeri tanddaearol neu ei ddefnyddio fel dŵr proses ar gyfer drilio ffynhonnau. Yna caiff yr iâ wedi toddi ei bwmpio yn ôl i'r wyneb.
Y prif fantais i'r system gwneud iâ hon yw'r costau pwmpio is, sy'n lleihau'r costau gweithredu sy'n gysylltiedig â systemau dŵr oeri arwyneb tua 75-80%. Mae'n dibynnu ar yr "ynni oeri cynhenid ​​​​sy'n cael ei storio yn nhrawsnewidiadau cyfnod dŵr," meddai Wasserman, gan egluro bod gan 1kg/e o iâ yr un capasiti oeri â 4.5-5kg/e o ddŵr wedi'i rewi.
Oherwydd yr “effeithlonrwydd lleoli uwchraddol”, gellir cynnal yr argae tanddaearol ar 2-5°C i wella perfformiad thermol yr orsaf oeri aer tanddaearol, gan wneud y mwyaf o’r capasiti oeri unwaith eto.
Mantais arall o berthnasedd penodol gorsaf bŵer iâ yn Ne Affrica, gwlad sy'n adnabyddus am ei grid pŵer ansefydlog, yw gallu'r system i gael ei defnyddio fel dull storio gwres, lle mae iâ yn cael ei greu a'i gronni mewn argaeau iâ tanddaearol ac yn ystod cyfnodau brig.
Mae'r budd olaf wedi arwain at ddatblygu prosiect partneriaeth diwydiant a gefnogir gan Eskom lle mae Howden yn ymchwilio i ddefnyddio gwneuthurwyr iâ i leihau'r galw am drydan ar y brig, gydag achosion prawf yn Mponeng a Moab Hotsong, sef mwyngloddiau tanddaearol dyfnaf y byd.
“Fe wnaethon ni rewi’r argae yn y nos (ar ôl oriau) a defnyddio dŵr a rhew wedi toddi fel ffynhonnell oeri ar gyfer y pwll glo yn ystod oriau brig,” eglurodd Wasserman. “Mae’r unedau oeri sylfaenol yn cael eu diffodd yn ystod cyfnodau brig, sy’n lleihau’r llwyth ar y grid.”
Arweiniodd hyn at ddatblygu peiriant iâ parod i'w ddefnyddio yn Mponeng, lle cwblhaodd Howden y gwaith gan gynnwys offer sifil, trydanol a mecanyddol ar gyfer peiriant iâ 12 MW, 120 t/awr.
Mae ychwanegiadau diweddar at strategaeth oeri graidd Mponeng yn cynnwys iâ meddal, dŵr oeri arwyneb, oeryddion aer arwyneb (BACs) a system oeri tanddaearol. presenoldeb crynodiadau uchel o halwynau a chloridau toddedig mewn dyfroedd mwyngloddiau yn ystod gwaith.
Mae cyfoeth profiad De Affrica a'i ffocws ar atebion, nid cynhyrchion yn unig, yn parhau i drawsnewid systemau oeri ledled y byd, meddai.
Fel y soniodd Wasserman, wrth i fwy a mwy o fwyngloddiau fynd yn ddyfnach a mwy o le mewn mwyngloddiau, mae'n hawdd gweld atebion fel hyn i'w cael mewn rhannau eraill o'r byd.
Dywedodd Meinhardt: “Mae Howden wedi bod yn allforio ei dechnoleg oeri mwyngloddiau dwfn i Dde Affrica ers degawdau. Er enghraifft, fe wnaethon ni gyflenwi atebion oeri mwyngloddiau ar gyfer mwyngloddiau aur tanddaearol yn Nevada yn ôl yn y 1990au.
“Technoleg ddiddorol a ddefnyddir mewn rhai mwyngloddiau yn Ne Affrica yw storio iâ thermol ar gyfer trosglwyddo llwyth – mae ynni thermol yn cael ei storio mewn argaeau iâ mawr. Cynhyrchir iâ yn ystod oriau brig a'i ddefnyddio yn ystod oriau brig,” meddai. “Yn draddodiadol, mae unedau oeri wedi'u cynllunio ar gyfer tymheredd amgylchynol uchaf a all gyrraedd tair awr y dydd yn ystod misoedd yr haf. Fodd bynnag, os oes gennych y gallu i storio ynni oeri, gallwch leihau'r capasiti hwnnw.”
“Os oes gennych chi gynllun gyda chyfradd brig eithaf uchel ac eisiau uwchraddio i gyfraddau rhatach yn ystod cyfnodau tawel, gall yr atebion gwneud iâ hyn wneud achos busnes cryf,” meddai. “Gall y cyfalaf cychwynnol ar gyfer y gwaith wrthbwyso costau gweithredu is.”
Ar yr un pryd, mae BAC, sydd wedi cael ei ddefnyddio mewn mwyngloddiau yn Ne Affrica ers degawdau, yn ennill mwy a mwy o bwysigrwydd byd-eang.
O'i gymharu â dyluniadau BAC traddodiadol, mae gan y genhedlaeth ddiweddaraf o BACs effeithlonrwydd thermol uwch na'u rhagflaenwyr, terfynau tymheredd aer mwyngloddiau is ac ôl troed llai. Maent hefyd yn integreiddio modiwl oeri-ar-alw (CoD) i blatfform Howden Ventsim CONTROL, sy'n addasu tymheredd aer y coler yn awtomatig i gyd-fynd ag anghenion is-wyneb.
Dros y flwyddyn ddiwethaf, mae Howden wedi cyflenwi tair BAC cenhedlaeth newydd i gwsmeriaid ym Mrasil a Burkina Faso.
Mae'r cwmni hefyd yn gallu cynhyrchu atebion wedi'u teilwra ar gyfer amodau gweithredu anodd; enghraifft ddiweddar yw gosod oeryddion amonia BAC 'unigryw' ar gyfer OZ Minerals ym mwynglawdd Carrapateena yn Ne Awstralia.
“Gosododd Howden gyddwysyddion sych gyda chywasgwyr amonia Howden ac oeryddion aer sych dolen gaeedig yn Awstralia yn absenoldeb dŵr ar gael,” meddai Wasserman am y gosodiad. “O ystyried mai gosodiad 'sych' yw hwn ac nid oeryddion chwistrellu agored wedi'u gosod mewn systemau dŵr, mae'r oeryddion hyn wedi'u cynllunio ar gyfer effeithlonrwydd mwyaf.”
Ar hyn o bryd mae'r cwmni'n profi datrysiad monitro amser gweithredu ar gyfer gwaith BAC 8 MW ar y tir (yn y llun isod) a ddyluniwyd ac a adeiladwyd ym mwynglawdd Yaramoko Fortuna Silver (Roxgold gynt) yn Burkina Faso.
Mae'r system, a reolir gan ffatri Howden yn Johannesburg, yn caniatáu i'r cwmni gynghori ar welliannau effeithlonrwydd a chynnal a chadw posibl i gadw'r ffatri'n gweithredu ar ei gorau. Mae'r uned BAC yng nghyfadeilad mwyngloddio Caraiba yn Ero Copper, Brasil hefyd wedi'i chynllunio i ddefnyddio'r nodwedd hon.
Mae platfform Total Mine Ventilation Solutions (TMVS) yn parhau i feithrin perthnasoedd gwerth ychwanegol cynaliadwy a bydd y cwmni'n lansio dau astudiaeth ddichonoldeb Ventilation On Demand (VoD) yn y wlad yn 2021.
Ar ffin Simbabwe, mae'r cwmni'n gweithio ar brosiect a fydd yn galluogi fideo-ar-alw ar gyfer drysau awtomatig mewn mwyngloddiau tanddaearol, gan ganiatáu iddynt agor ar wahanol adegau a darparu'r union faint o aer oeri yn dibynnu ar anghenion penodol y cerbyd.
Bydd y datblygiad technoleg hwn, gan ddefnyddio seilwaith mwyngloddio sydd ar gael eisoes a ffynonellau data parod, yn rhan bwysig o gynhyrchion Howden yn y dyfodol.
Profiad Howden yn Ne Affrica: Dysgwch sut i ddylunio atebion oeri i ddelio ag ansawdd dŵr gwael yn ei mwyngloddiau aur dwfn, sut i wneud atebion mor effeithlon o ran ynni â phosibl i osgoi problemau grid, a sut i fodloni rhai o'r gofynion ansawdd aer mwyaf llym. Gofynion tymheredd ac iechyd galwedigaethol ledled y byd Rheoleiddio – bydd yn parhau i dalu ar ei ganfed i fwyngloddiau ledled y byd.
International Mining Team Publishing Ltd 2 Claridge Court, Lower Kings Road Berkhamsted, Swydd Hertford Lloegr HP4 2AF, DU