在特殊天氣條件時自潔式空氣過濾器的運用-壹濾濾器

時間：2014-06-03作者：新鄉(xiāng)市壹濾濾器有限公司瀏覽：36

壹濾導(dǎo)讀:自潔式空氣過濾器在南方、沿海連續(xù)陰雨和大霧以及西北多沙塵暴天氣條件下經(jīng)常會出現(xiàn)過濾阻力**高問題,危及空壓機的安全運行。文章從實際應(yīng)用的角度分析,總結(jié)了實現(xiàn)自潔式空氣過濾器在特殊天氣條件下安全、有效運行的措施。
關(guān)鍵詞:自潔式空氣過濾器;阻力;反吹;濾料
前　言
對空壓機、鼓風(fēng)機和汽輪機等高速運轉(zhuǎn)的機器來講,塵粒、粉塵是影響機器長周期正常運行的主要原因之一。高速氣流中的粉塵顆粒(≥4μm)使機器主要部件表面磨損;粉塵在設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢會影響氣流運動,破壞葉輪的動平衡,導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的軸振動加劇或**標(biāo),使喘振曲線漂移,甚至被迫停車檢修;腐蝕性的粉塵還會對設(shè)備產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。因此,在這些機器的進氣管前均配有空氣過濾器。
常見的空氣過濾器根據(jù)過濾除塵機理可分為濕式和干式兩種。濕式過濾器如鏈帶式、拉西環(huán)式等,過濾原理是靠油膜黏附大氣中的灰塵,達到除塵的目的,但過濾精度低且氣流中帶有油分。干式過濾器如干帶式、布袋式、框板式和筒式(濾紙),過濾原理是空氣通過各種動植物或化學(xué)纖維的織物表面、內(nèi)層時,由于重力、慣性擴散、接觸阻留和靜電吸附等作用使空氣中的灰塵滯留在濾料濾紙的外側(cè)(在內(nèi)部建立了粉塵膜),達到除塵目的。
1　自潔式空氣過濾器簡介
空分設(shè)備上常用的自潔式過濾器是干式過濾器的一種,過濾后粒度≤2μm,效率>99.95%。20世紀(jì)70年代中期由美國一家公司推出, 20世紀(jì)80年代末,隨成套空分設(shè)備進入中國。其過濾元件多為剛性筒狀,內(nèi)部過濾材料采用合成濾紙。配備的自潔反吹系統(tǒng)包括自潔噴嘴、反吹管、文氏管、儲氣筒和過濾筒等?？刂葡到y(tǒng)包括編程控制儀(含PLC控制系統(tǒng))、隔膜電磁閥、壓差變送器、測壓傳感器和液晶顯示屏等附件。由計算機編程控制儀根據(jù)前后壓差**過某一設(shè)定值時,發(fā)出自潔反吹的模式指令,有定時(程序)自潔模式(可自行設(shè)定)或定壓差自潔模式(可自行設(shè)定)。當(dāng)壓差**過報警值時會自動報警,并由計算機控制調(diào)節(jié)反吹的脈沖寬度,間隔進行連續(xù)自動反吹。也可進入手動模式進行自潔反吹,直到壓差保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。自潔式空氣過濾器自動反吹過濾系統(tǒng)工作原理如圖1所示。
自潔式空氣過濾器的初阻力一般在100Pa左右,正常阻力范圍一般設(shè)定在400~700Pa,報警阻力一般設(shè)定在800~1000Pa,終阻力設(shè)定在1200~1500Pa (可根據(jù)空壓機及生產(chǎn)需要設(shè)定)。設(shè)定阻力值過低會消耗較多的反吹自潔氣量,使隔膜電磁閥頻繁動作,縮短閥的使用壽命并使濾筒使用周期縮短,運行成本大幅增加;而且由于頻繁自潔反吹破壞了濾芯層的粉塵膜,導(dǎo)致氣體過濾的精度、效率大幅下降。

近十幾年,這種自潔式空氣過濾器廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石化、空分、煤化工以及高爐鼓風(fēng)等行業(yè),是各類大型空壓機、鼓風(fēng)機和汽輪機入口空氣過濾的主要設(shè)備。與傳統(tǒng)的卷簾式、布袋式過濾器相比,自潔式空氣過濾器的優(yōu)點是接近零維護,完全可以做到不停車更換濾筒元件,具有過濾精度高、過濾面積大、阻力小和故障少等特點,特別適用于干旱地區(qū)的大型空分設(shè)備。缺點是成本相對較高;在持續(xù)大霧、陰雨天氣或持續(xù)沙塵暴天氣時,阻力大,容易產(chǎn)生高位運行情況(>1200Pa)。
2　自潔式空氣過濾器在特殊天氣條件下阻力過大的原因及解決方案
在連續(xù)陰雨、大霧或持續(xù)沙塵暴天氣狀況下,自潔式空氣過濾器會經(jīng)常出現(xiàn)阻力大于1200Pa,甚至嚴重**標(biāo)的情況。長時間發(fā)生這種狀況會危及空壓機的安全運行,并使空壓機運行偏離正常工況,吸入氣量減少,運行成本增加,嚴重的還會造成空壓機二級葉輪振動**標(biāo)和被迫停車檢修。
2.1　連續(xù)陰雨或持續(xù)大霧天氣
自潔式空氣過濾器的過濾材料一般選用木漿纖維紙質(zhì)的濾紙,這種濾紙由多層薄紙復(fù)合而成,每層紙的平均微孔大約在20~70μm,微孔交錯縱橫排列,具有一定透氣度?？諝馔高^濾紙在很低的過濾速度下阻力值較小(初阻力一般在100Pa以下)。
這種濾紙在干燥環(huán)境下使用效果很好,但在連續(xù)陰雨或大霧天氣條件下,空氣的相對濕度很大(96%~**),濾紙在纖維受潮后膨脹,使部分微孔縮小或堵塞。若濾紙已使用一段時間,在濾紙的外表面和紙芯層有粉塵存在,受潮后也會膨脹封堵微孔,使濾紙的透氣度大幅下降甚至造成糊筒,在較低的反吹壓力下自潔清灰的效果也大大下降。為解決這種天氣下濾紙阻力**高問題,可以采用以下應(yīng)對方法。
(1)我國南方沿江、沿?；蚨囔F的地區(qū)(如重慶等)相對濕度較大(>80%),在過濾器的選型上,濾筒濾紙的選配要適合當(dāng)?shù)貧夂驐l件。一般在選型上要增加實際處理氣體的富裕量(應(yīng)增加1~1.5倍)。濾筒的濾紙要選用復(fù)合纖維材料(20%聚酯+80%木漿纖維)或其他抗拉強度大、挺度高的防水型進口濾紙。
(2)空分設(shè)備一般提供的反吹氣源壓力偏低(為0.47MPa),特別是在相對濕度很大時,要提高反吹自潔的效果應(yīng)提高反吹的壓力。理想的反吹壓力可提高到0.75~0.85MPa,并用干燥的氮氣或空氣進行反吹,自潔效果比偏低壓力時的反吹可提高1倍以上。若采用設(shè)置就地小空壓機增加反吹壓力時,應(yīng)注意在儲氣筒入口配置過濾器、氣液分離器和疏水閥等必要的附件,以濾除反吹氣源中的雜質(zhì)及水氣。
(3)增大儲氣筒、反吹管的直徑和容量,使反吹時的反吹壓力穩(wěn)定,減小壓力波動。儲氣筒增大到Ф159mm×6mm以上(也可增加1只3~5m3的緩沖罐)。反吹管、隔膜閥的直徑增加到38.1mm,同時每只閥控制反吹濾筒的數(shù)量應(yīng)在5只以下,以增加反吹的力度和效果。
(4)調(diào)節(jié)編程控制儀,適當(dāng)增加脈沖寬度,從0.1~0.15秒增加到0.25~0.4秒?？s短脈沖間隔(控制在10~15秒),使反吹循環(huán)的周期縮短。
(5)更換部分濾紙嚴重受潮的濾筒(拆下的濾筒烘干處理后可再次使用)。
(6)改變進氣方式,從室外吸氣改為從壓縮機廠房內(nèi)吸氣(如圖2所示)。在連續(xù)大霧天氣時,把自潔式空氣過濾器的四周用復(fù)合纖維無紡布或彩條布(也可用捕霧絲網(wǎng),但成本較高)圍起來,并另建一個吸氣通道從廠房內(nèi)吸氣(流速控制在5~7m/s)。由于廠房內(nèi)溫度較高,空氣中不含有微小霧滴,相對干燥,若再采用以上措施,效果會較理想。還可以考慮將小型自潔式空氣過濾器設(shè)在室內(nèi)。這種方法應(yīng)用在相對濕度很大、持續(xù)多霧天氣的地區(qū),降低過濾阻力效果明顯。如邯鋼動力廠空分車間、濟南鮑德氣體公司等采用這種方法,均大幅降低了運行阻力,保證了空壓機的正常運行,**良好使用效果和經(jīng)濟效益。

2.2　多沙塵暴天氣
    我國內(nèi)蒙、甘肅、陜西和河南等地氣候干燥,相對濕度低,由于生態(tài)環(huán)境破壞,該地區(qū)的沙塵天氣日漸增多,惡劣的沙暴天氣在春秋季節(jié)時常發(fā)生。空氣含塵量大,持續(xù)時間長,自潔式空氣過濾器阻力**高情況常有發(fā)生。
為降低運行阻力,延長濾筒使用周期,杭氧在為大唐**空分設(shè)備空壓機配套自潔式空氣過濾器時采取了以下應(yīng)對措施。
    (1)在自潔式空氣過濾器的選型配套時加大配套過濾器的實際處理量?？諌簷C進氣量為361000m3/h,常規(guī)選配過濾器的處理量約550000m3/h?？紤]到當(dāng)?shù)厣硥m暴天氣時有發(fā)生,空氣中含塵量大,在選型配套上進一步增加了富裕量,配756只DH32100濾筒,實際處理量≥860000m3/h (87.5kPa, 25℃)。濾筒實際過濾面積達到22680m2,增加了濾筒的過濾面積和容塵量,減小了實際過濾速度;選用進口濾紙,增加濾紙的強度和透氣度。
    (2)采用較高的自潔反吹壓力(0.8MPa)和干燥氮氣作反吹氣源,加強反吹自潔的力度和效果。
    (3)增大儲氣筒的直徑和容量。將儲氣筒直徑擴大到Ф159mm×6mm,反吹管采用38.1mm鍍鋅鋼管,配置38.1mm的進口隔膜電磁閥,反吹氣源單獨引管等,以穩(wěn)定反吹自潔的壓力。
    (4)過濾器的粗濾網(wǎng)內(nèi)側(cè)增加一道復(fù)合纖維無紡布濾料(部分復(fù)合纖維無紡布技術(shù)參數(shù)見表1),如PSB/275S P300型(或PSB/290S P400型),在沙塵暴來臨時可以增加約120kg以上的容塵量。由于粗道過濾減輕了濾筒反吹自潔的負荷,減少了濾芯粉塵膜的增厚,延長了濾筒的使用周期。當(dāng)沙暴天氣消除后,拆下無紡布,清洗后備用。采用該項措施可以穩(wěn)定阻力,并降低過濾器的運行成本。

    (5)在系統(tǒng)反吹自潔控制上采用每1接點并聯(lián)3只電磁閥的方法,保證過濾器(3層結(jié)構(gòu))每層都有1排(每排5只)在同時反吹。
    (6)在沙暴天氣下可調(diào)節(jié)編程控制儀縮短反吹間隔,可根據(jù)沙塵暴的強弱控制每排濾筒反吹間隔為10~15秒1次, 9~13分鐘內(nèi)全部濾筒可自潔反吹1次,使表面的浮塵即刻得到清除。
    (7)在連續(xù)沙塵暴天氣的情況下,可把已達到容塵飽和的無紡布拆下,裝上新的無紡布(或更換部分新的濾筒),降低阻力。
    以上采用的自潔式空氣過濾器降低阻力的措施適用于特殊惡劣氣候條件,有的方法和措施在不少企業(yè)已經(jīng)**明顯的實際效果,有的還在進一步探索中。
    一些要求較高的壓縮機和燃氣輪機,要求過濾級別達到H12級以上,較好采用3級過濾:一級采用過濾棉過濾(百葉窗式過濾);二級采用自潔式過濾器(筒式);三級采用高效或**高效框式過濾器。這種分級處理,可防止水氣進入,同時減輕各級負荷壓力,提高過濾精度,延長過濾元件的使用壽命,降低運行成本。
3　結(jié)束語
    自潔式空氣過濾器過濾精度高,自動反吹清灰,管理方便,維護簡單,可實現(xiàn)不停車更換濾筒,已經(jīng)廣泛在鋼鐵、石化、空分、化肥、煤化工和醫(yī)藥等行業(yè)上使用。對經(jīng)常發(fā)生連續(xù)陰雨、持續(xù)大霧和沙塵暴等特殊天氣的地區(qū)可根據(jù)不同的氣候特點,在配套選用自潔式空氣過濾器時應(yīng)加放足夠的處理空氣富裕量,選用合適的濾料濾筒,提高和穩(wěn)定反吹自潔的壓力,并采取合理的控制/調(diào)節(jié)措施,可以避免自潔式空氣過濾器阻力增加過快或持續(xù)**高的情況發(fā)生,并延長濾筒的使用周期,降低運行成本,保證空壓機的正常運轉(zhuǎn)。

 

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