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空氣入口過濾器濾筒選用與應用

  1、空氣入口過濾器的原理介紹

  【壓縮機網】空氣入口過濾器是“口罩”,它本身沒有動力,動力來自壓縮機、燃氣輪機等設備吸入口的負壓。在吸氣負壓下,入口過濾器吸入周圍環境中的空氣,當空氣進入過濾器后會通過濾筒過濾,空氣中一部分較大的顆粒粉塵在重力和慣性力的作用下,沉降到過濾器的底部,細小的粉塵顆粒通過布朗擴散和濾筒上的纖維攔截等綜合效應,使粉塵沉積在濾筒的濾料表面。濾筒上面經過一段時間的積灰,阻力上升,當阻力達到設定值時,脈沖反吹系統啟動,反吹氣體從濾筒內部沖擊濾筒,濾筒上的灰塵被振落,阻力就會下降。經過過濾后的氣體進入凈氣室內,然后由出風管送出至壓縮機、汽輪機等設備。

空氣入口過濾器濾筒選用與應用

 


2、空氣入口過濾器濾筒的現狀

  對壓縮機、氣輪機等高速運轉的機器來講,塵粒、粉塵是影響設備長周期正常運行的原因之一。昂貴的空氣動力設備是必須常年運轉的關鍵設備。為了確保它們無故障、高效率運行,最大限度地減少停機次數和維護工作量,就要在空氣吸入口設置空氣過濾器,以減少粉塵對設備的破壞。雖然入口過濾器非常重要,但是從實際使用來說,入口過濾器濾筒的選型和使用還是存在很多問題的,主要體現以下幾點問題:

  ①沒有預過濾:大顆粒粉塵(粒徑≥5um)撞擊濾筒和氣流通道,造成表面磨損。使得濾筒的使用壽命很短,濾筒容易破損。

  ②濾筒精度低:小顆粒粉塵(粒徑<5um)在設備內部形成堅實的結垢,這些結垢影響氣流運動,造成設備運行效率降低,使“喘振曲線”漂移,有時還會破壞“動平衡”。

  ③濾筒不能防腐蝕性粉塵:腐蝕性粉塵引起設備化學腐蝕,縮短濾筒及設備的使用壽命。

  ④濾筒防潮性能差:濾筒在受潮后不能及時恢復,入口過濾器持續高阻力運行,使得設備的運行效率降低,能耗高。

  ⑤濾筒透氣性能差:在同樣的精度情況下,很多透氣性差的濾筒會使入口過濾器的阻力上升快,高能耗運行,濾筒使用壽命短,總體運行成本高。

 

  3、空氣入口過濾器濾筒的選型

  入口過濾器濾筒的選用其實涉及到很多方面,不光是濾筒本身,還會涉及到整個系統設計。所以選用濾筒時應該參考處理風量、周圍環境、預過濾等:

  1)實際運行所需條件:主要考慮不同類型的壓縮機、燃氣輪機的工作條件,運行所期望的壓力損失(壓降),濾筒的過濾風速、效率,過濾目標顆粒污染物尺寸,容塵量、容塵形式(表層過濾還是深層過濾)等。這里的每一項在設計的時候都需要考慮到。

  2)處理風量設計:從使用效果的觀點來講,當然是處理的風量越大越好。在空壓機和燃氣輪機入口過濾器的設計中,經常見到保守設計。增大氣量的匹配,一般按照2倍設計,有時考慮到使用效果會設計的更大,但是有些業主更注意初期投資成本,所以有時用戶報怨過濾器濾筒使用壽命短,其實是匹配做的太小的原因。

  3)濾筒的設計:濾筒設計主要考慮到安裝方式、過濾面積、濾筒護網、密封圈和濾筒選材等,這里面每一項都是有不同的要求。如安裝方式涉及到空間位置,維護更換,過濾面積會影響到過濾風量,濾筒護網涉及到反吹和濾筒強度,密封圈則是會影響濾筒的密封性能的穩定,濾筒的選材則會影響到整個濾筒的使用壽命、過濾精度等。所以每一項選擇都是有其詳細的考量,而不是一成不變的一種濾筒就可以適用所有的工況。

  4)周圍的環境:周圍環境需要考慮到兩個方面,一個是周圍客觀存在的氣候,例如變換的季節、沙漠、沿海、城市、嚴寒等各種不同的環境都會對濾筒選擇產生影響,還有一個環境是考慮周邊的相關企業(如:熱電廠、水塔、化工廠等),農業活動,風向(迎風、背風),進氣口離地面的高度(由于建筑和地形所引起的局部氣流),這些在設計選型中都需要考慮到。

  5)多級過濾:多級過濾涉及到預過濾和后端的高效過濾,很多情況下光靠一級濾筒過濾很難完成過濾要求。例如柳絮、昆蟲、風沙、潮濕、霧、雨、鹽、雪、煙等情況需要選擇性的增加氣候罩、篩網、慣性分離器、水分聚結器、金屬護網、無紡棉等預過濾。而在進氣要求在H11-H13級別或更高的情況下,可以選擇增加三級高效過濾器。增加多級過濾不僅能夠很好的起到保護過濾器及濾筒的作用,而且能夠提高濾筒的使用壽命,是現在入口過濾器設計中最實用的一種方式。

  設計的時候效率和成本是對立的,所以一套設計合理的入口過濾器不僅能夠高效的完成過濾任務,而且能給用戶節約成本。

 

  4、空氣入口過濾器濾筒的選擇

  首先從入口過濾器的濾筒安裝方式分也有好多種,主要有小孔吊裝式、豎裝卡盤式、豎裝三爪旋轉式、臥式。小孔吊裝式設備結構簡單,但是安裝維護麻煩;豎裝卡盤式安裝維護方便,但是相對體積較大;豎裝三爪式安裝方便,但是密封性能要求高;臥式安裝維護方便,體積小,但是濾筒上有一定死角。不管是哪種安裝方式都有其優缺點,沒有哪種是最好的方式,只有選擇最合適的濾芯安裝方式才能取到最優的效果。所以對于入口過濾來說,選擇濾芯安裝方式也是很重要的。

  從材質上分主要分為玻璃纖維、聚酯纖維、木漿纖維三大類。玻璃纖維過濾精度高、防濕性強、透氣度好等突出優點,但是由于它的耐破度很低(僅3kPa),所以不能做為反吹脈沖濾芯材料;聚酯纖維雖然耐破性能好,但是透氣性差,也很少用在入口過濾。現在使用的空氣入口過濾的濾芯主要采用木漿纖維、木漿纖維和其他纖維的混合材料、納米濾材等。

  用于空氣入口過濾的高效濾芯的濾材國內暫時還不能生產,所以主要集中在美國HV公司和美國Ahlstrom公司。根據不同的使用工況,有針對性的選擇入口過濾濾芯:有濕度的工況,濾芯必須保證疏水性;惡劣的工況濾芯很容易被堵塞,因為有粘性的合成粉塵,如碳氫化合物(油霧煙塵);脈沖清潔程序后的壓力恢復必須要足夠;鹽腐蝕性的工況,濾芯必須保證鹽不能滲入到主機造成腐蝕。在入口過濾這塊,專門選擇了幾款濾材來適用在不同的工況條件。

空氣入口過濾器濾筒選用與應用

  4.1 沙漠地區

  主要是天氣炎熱,環境干燥,而且經常會有大風,粉塵中沙塵顆粒大小種類多,粉塵濃度大。關于濾材應該考慮到的主要特性:①微小顆粒,過濾效率高;②疏水性能好;③可以脈沖反吹。濾筒的濾材建議:①木漿纖維+精細纖維(分層技術或涂層技術),濾材型號RHFD/234,RHFD /234FR;②木漿纖維+合成纖維,濾材型號RHPE80/20;③納米濾材,濾材型號RHNF/123。

  4.2 海上平臺

  海水中鹽濃度高,鹽的腐蝕性大,對設備部件的破壞性強,而且海上濕度大,有時有大霧,這種環境下對入口濾芯的要求非常高。關于濾材應該考慮的主要特征:①選擇中/高效級別;②極好的疏水性能;③脈沖功能。濾筒的濾材建議:納米濾材,濾材型號RHNF/123。

  4.3 沿海地區

  主要是濕度大,空氣中的水分對濾芯的耐潮性能要求特別高,并且此種地區的環境也會有鹽腐蝕性。關于濾材應該考慮的主要特征:①選擇中效級別;②疏水性能好;③可以脈沖反吹。濾筒的濾材建議:①木漿+疏水性能極好的合成纖維RHPE80/20;②納米濾材,濾材型號RHNF/123。

  4.4 城市

  工廠廢氣、汽車尾氣排放等污染氣體,粉塵量大,并且種類復雜。關于濾材應該考慮的主要特征:①高碳氫化合物容塵量;②疏水性能好;③ 對微小粉塵顆粒,過濾效率高。濾筒的濾材建議:①木漿纖維+精細纖維(分層技術或噴涂技術)濾材型號RHFD/234;② 木漿纖維+合成纖維+玻纖,濾材型號RHPE80/20;③納米濾材,濾材型號RHNF/123。

  以上這些濾材能夠很好的應用在各種相應工況的入口過濾上,并且在不同的環境中選用有針對性的濾材。這樣不僅能夠確保入口過濾的效率,而且能夠提高濾芯的使用壽命。 

  5、小結

  入口過濾濾筒是整個過濾系統的關鍵部位,類似于壓縮機、空壓機、燃氣輪機設備的“口罩”,只有通過選擇正確的、合適的入口過濾設備、濾芯、濾料才能達到保護設備的作用。在現實使用中已經出現很多因為入口濾芯選擇不當,或者選擇劣質的濾芯而引起的各種事故。所以,只有正確的認識了入口過濾設備及濾芯,才能有效的防止此類事故的發生。

標簽: 濾筒過濾器入口  

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