在特殊天氣條件時(shí)自潔式空氣過(guò)濾器的運(yùn)用-壹濾濾器

時(shí)間：2014-06-03作者：新鄉(xiāng)市壹濾濾器有限公司瀏覽：42

壹濾導(dǎo)讀:自潔式空氣過(guò)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(huì)出現(xiàn)過(guò)濾阻力**高問(wèn)題,危及空壓機(jī)的安全運(yùn)行。文章從實(shí)際應(yīng)用的角度分析,總結(jié)了實(shí)現(xiàn)自潔式空氣過(guò)濾器在特殊天氣條件下安全、有效運(yùn)行的措施。
關(guān)鍵詞:自潔式空氣過(guò)濾器;阻力;反吹;濾料
前　言
對(duì)空壓機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和汽輪機(jī)等高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器來(lái)講,塵粒、粉塵是影響機(jī)器長(zhǎng)周期正常運(yùn)行的主要原因之一。高速氣流中的粉塵顆粒(≥4μm)使機(jī)器主要部件表面磨損;粉塵在設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢會(huì)影響氣流運(yùn)動(dòng),破壞葉輪的動(dòng)平衡,導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的軸振動(dòng)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(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。因此,在這些機(jī)器的進(jìn)氣管前均配有空氣過(guò)濾器。
常見(jiàn)的空氣過(guò)濾器根據(jù)過(guò)濾除塵機(jī)理可分為濕式和干式兩種。濕式過(guò)濾器如鏈帶式、拉西環(huán)式等,過(guò)濾原理是靠油膜黏附大氣中的灰塵,達(dá)到除塵的目的,但過(guò)濾精度低且氣流中帶有油分。干式過(guò)濾器如干帶式、布袋式、框板式和筒式(濾紙),過(guò)濾原理是空氣通過(guò)各種動(dòng)植物或化學(xué)纖維的織物表面、內(nèi)層時(shí),由于重力、慣性擴(kuò)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(dá)到除塵目的。
1　自潔式空氣過(guò)濾器簡(jiǎn)介
空分設(shè)備上常用的自潔式過(guò)濾器是干式過(guò)濾器的一種,過(guò)濾后粒度≤2μm,效率>99.95%。20世紀(jì)70年代中期由美國(guó)一家公司推出, 20世紀(jì)80年代末,隨成套空分設(shè)備進(jìn)入中國(guó)。其過(guò)濾元件多為剛性筒狀,內(nèi)部過(guò)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(chǔ)氣筒和過(guò)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(cè)壓傳感器和液晶顯示屏等附件。由計(jì)算機(jī)編程控制儀根據(jù)前后壓差**過(guò)某一設(shè)定值時(shí),發(fā)出自潔反吹的模式指令,有定時(shí)(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(guò)報(bào)警值時(shí)會(huì)自動(dòng)報(bào)警,并由計(jì)算機(jī)控制調(diào)節(jié)反吹的脈沖寬度,間隔進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)反吹。也可進(jìn)入手動(dòng)模式進(jìn)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(guò)濾器自動(dòng)反吹過(guò)濾系統(tǒng)工作原理如圖1所示。
自潔式空氣過(guò)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(bào)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(jī)及生產(chǎn)需要設(shè)定)。設(shè)定阻力值過(guò)低會(huì)消耗較多的反吹自潔氣量,使隔膜電磁閥頻繁動(dòng)作,縮短閥的使用壽命并使濾筒使用周期縮短,運(yùn)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(guò)濾的精度、效率大幅下降。

近十幾年,這種自潔式空氣過(guò)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(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和汽輪機(jī)入口空氣過(guò)濾的主要設(shè)備。與傳統(tǒng)的卷簾式、布袋式過(guò)濾器相比,自潔式空氣過(guò)濾器的優(yōu)點(diǎn)是接近零維護(hù),完全可以做到不停車更換濾筒元件,具有過(guò)濾精度高、過(guò)濾面積大、阻力小和故障少等特點(diǎn),特別適用于干旱地區(qū)的大型空分設(shè)備。缺點(diǎn)是成本相對(duì)較高;在持續(xù)大霧、陰雨天氣或持續(xù)沙塵暴天氣時(shí),阻力大,容易產(chǎn)生高位運(yùn)行情況(>1200Pa)。
2　自潔式空氣過(guò)濾器在特殊天氣條件下阻力過(guò)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(guò)濾器會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)阻力大于1200Pa,甚至嚴(yán)重**標(biāo)的情況。長(zhǎng)時(shí)間發(fā)生這種狀況會(huì)危及空壓機(jī)的安全運(yùn)行,并使空壓機(jī)運(yùn)行偏離正常工況,吸入氣量減少,運(yùn)行成本增加,嚴(yán)重的還會(huì)造成空壓機(jī)二級(jí)葉輪振動(dòng)**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(guò)濾器的過(guò)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(cuò)縱橫排列,具有一定透氣度?？諝馔高^(guò)濾紙?jiān)诤艿偷倪^(guò)濾速度下阻力值較小(初阻力一般在100Pa以下)。
這種濾紙?jiān)诟稍锃h(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(duì)濕度很大(96%~**),濾紙?jiān)诶w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(shí)間,在濾紙的外表面和紙芯層有粉塵存在,受潮后也會(huì)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(wèn)題,可以采用以下應(yīng)對(duì)方法。
(1)我國(guó)南方沿江、沿?；蚨囔F的地區(qū)(如重慶等)相對(duì)濕度較大(>80%),在過(guò)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(shí)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(qiáng)度大、挺度高的防水型進(jìn)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(duì)濕度很大時(shí),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?dú)饣蚩諝膺M(jìn)行反吹,自潔效果比偏低壓力時(shí)的反吹可提高1倍以上。若采用設(shè)置就地小空壓機(jī)增加反吹壓力時(shí),應(yīng)注意在儲(chǔ)氣筒入口配置過(guò)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(chǔ)氣筒、反吹管的直徑和容量,使反吹時(shí)的反吹壓力穩(wěn)定,減小壓力波動(dòng)。儲(chǔ)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(shí)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(yán)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(jìn)氣方式,從室外吸氣改為從壓縮機(jī)廠房?jī)?nèi)吸氣(如圖2所示)。在連續(xù)大霧天氣時(shí),把自潔式空氣過(guò)濾器的四周用復(fù)合纖維無(wú)紡布或彩條布(也可用捕霧絲網(wǎng),但成本較高)圍起來(lái),并另建一個(gè)吸氣通道從廠房?jī)?nèi)吸氣(流速控制在5~7m/s)。由于廠房?jī)?nèi)溫度較高,空氣中不含有微小霧滴,相對(duì)干燥,若再采用以上措施,效果會(huì)較理想。還可以考慮將小型自潔式空氣過(guò)濾器設(shè)在室內(nèi)。這種方法應(yīng)用在相對(duì)濕度很大、持續(xù)多霧天氣的地區(qū),降低過(guò)濾阻力效果明顯。如邯鋼動(dòng)力廠空分車間、濟(jì)南鮑德氣體公司等采用這種方法,均大幅降低了運(yùn)行阻力,保證了空壓機(jī)的正常運(yùn)行,**良好使用效果和經(jīng)濟(jì)效益。

2.2　多沙塵暴天氣
    我國(guó)內(nèi)蒙、甘肅、陜西和河南等地氣候干燥,相對(duì)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(shí)常發(fā)生?？諝夂瑝m量大,持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),自潔式空氣過(guò)濾器阻力**高情況常有發(fā)生。
為降低運(yùn)行阻力,延長(zhǎng)濾筒使用周期,杭氧在為大唐**空分設(shè)備空壓機(jī)配套自潔式空氣過(guò)濾器時(shí)采取了以下應(yīng)對(duì)措施。
    (1)在自潔式空氣過(guò)濾器的選型配套時(shí)加大配套過(guò)濾器的實(shí)際處理量?？諌簷C(jī)進(jìn)氣量為361000m3/h,常規(guī)選配過(guò)濾器的處理量約550000m3/h。考慮到當(dāng)?shù)厣硥m暴天氣時(shí)有發(fā)生,空氣中含塵量大,在選型配套上進(jìn)一步增加了富裕量,配756只DH32100濾筒,實(shí)際處理量≥860000m3/h (87.5kPa, 25℃)。濾筒實(shí)際過(guò)濾面積達(dá)到22680m2,增加了濾筒的過(guò)濾面積和容塵量,減小了實(shí)際過(guò)濾速度;選用進(jìn)口濾紙,增加濾紙的強(qiáng)度和透氣度。
    (2)采用較高的自潔反吹壓力(0.8MPa)和干燥氮?dú)庾鞣创禋庠?加強(qiáng)反吹自潔的力度和效果。
    (3)增大儲(chǔ)氣筒的直徑和容量。將儲(chǔ)氣筒直徑擴(kuò)大到Ф159mm×6mm,反吹管采用38.1mm鍍鋅鋼管,配置38.1mm的進(jìn)口隔膜電磁閥,反吹氣源單獨(dú)引管等,以穩(wěn)定反吹自潔的壓力。
    (4)過(guò)濾器的粗濾網(wǎng)內(nèi)側(cè)增加一道復(fù)合纖維無(wú)紡布濾料(部分復(fù)合纖維無(wú)紡布技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1),如PSB/275S P300型(或PSB/290S P400型),在沙塵暴來(lái)臨時(shí)可以增加約120kg以上的容塵量。由于粗道過(guò)濾減輕了濾筒反吹自潔的負(fù)荷,減少了濾芯粉塵膜的增厚,延長(zhǎng)了濾筒的使用周期。當(dāng)沙暴天氣消除后,拆下無(wú)紡布,清洗后備用。采用該項(xiàng)措施可以穩(wěn)定阻力,并降低過(guò)濾器的運(yùn)行成本。

    (5)在系統(tǒng)反吹自潔控制上采用每1接點(diǎn)并聯(lián)3只電磁閥的方法,保證過(guò)濾器(3層結(jié)構(gòu))每層都有1排(每排5只)在同時(shí)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(qiáng)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(dá)到容塵飽和的無(wú)紡布拆下,裝上新的無(wú)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(guò)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(shí)際效果,有的還在進(jìn)一步探索中。
    一些要求較高的壓縮機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī),要求過(guò)濾級(jí)別達(dá)到H12級(jí)以上,較好采用3級(jí)過(guò)濾:一級(jí)采用過(guò)濾棉過(guò)濾(百葉窗式過(guò)濾);二級(jí)采用自潔式過(guò)濾器(筒式);三級(jí)采用高效或**高效框式過(guò)濾器。這種分級(jí)處理,可防止水氣進(jìn)入,同時(shí)減輕各級(jí)負(fù)荷壓力,提高過(guò)濾精度,延長(zhǎng)過(guò)濾元件的使用壽命,降低運(yùn)行成本。
3　結(jié)束語(yǔ)
    自潔式空氣過(guò)濾器過(guò)濾精度高,自動(dòng)反吹清灰,管理方便,維護(hù)簡(jiǎn)單,可實(shí)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(duì)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(diǎn),在配套選用自潔式空氣過(guò)濾器時(shí)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(guò)濾器阻力增加過(guò)快或持續(xù)**高的情況發(fā)生,并延長(zhǎng)濾筒的使用周期,降低運(yùn)行成本,保證空壓機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

 

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