摘要：對(duì)自潔式空氣過(guò)濾器在南方、沿海連續(xù)陰雨、大霧天氣和西北多沙塵暴天氣條件下的過(guò)濾阻力超高問(wèn)題,從實(shí)際應(yīng)用的角度分析,總結(jié)出解決該問(wèn)題的方法及措施。
關(guān)鍵詞:自潔式空氣過(guò)濾器;反吹;濾筒;阻力
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、粉塵是影響設(shè)備長(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)器主要部件表面產(chǎn)生磨損。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)加劇超標(biāo),使喘振曲線漂移,甚至被迫停機(jī)檢修。腐蝕性的粉塵還會(huì)引起設(shè)備的化學(xué)腐蝕。因此在這些設(shè)備的進(jìn)氣管前一般均配有各類空氣過(guò)濾器。
1 空氣過(guò)濾器的分類
常見(jiàn)的空氣過(guò)濾器根據(jù)過(guò)濾除塵機(jī)理可分為干式和濕式兩種。濕式過(guò)濾器是靠油膜粘附大氣中的塵粒、粉塵達(dá)到除塵的目的,但過(guò)濾精度低且氣流中帶有有油分;有鏈帶式、拉西環(huán)式過(guò)濾器等。干式過(guò)濾器是空氣通過(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塵粒、粉塵滯留在濾料的外側(cè)(在內(nèi)部建立了粉塵膜),達(dá)到除塵的目的;有干帶式、布袋式、框板式和筒式(濾紙)過(guò)濾器。
2 自潔式空氣過(guò)濾器簡(jiǎn)介
空分設(shè)備上常用的自潔式空氣過(guò)濾器是干式過(guò)濾器的一種類型,過(guò)濾后粒度≤2μｍ,效率>99 9％,其過(guò)濾元件多為筒狀,內(nèi)部過(guò)濾材料為合成濾紙。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。控制系統(tǒng)包括編程控制儀(含ＰＬＣ)、隔膜電磁閥、壓差變送器、壓差傳感器和液晶顯示屏等附件。自潔反吹是由計(jì)算機(jī)編程控制儀根據(jù)前后壓差超過(guò)約300Ｐａ的設(shè)定值時(shí),發(fā)出自潔反吹模式的指令,有定時(shí)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)前壓差超過(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)濾器的正常阻力范圍一般設(shè)定在400～700Ｐａ之間,報(bào)警阻力一般設(shè)定在800～1000Ｐａ,終止阻力設(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;而且由于破壞了濾芯層的粉塵膜,氣體過(guò)濾的精度、效率會(huì)下降。
3 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、大霧或經(jīng)常持續(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)重超標(biāo)的情況。這種狀況的長(zhǎng)時(shí)間發(fā)生會(huì)危及設(shè)備的安全并使空壓機(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)喘振。下面就特殊天氣條件下自潔式空氣過(guò)濾器阻力超高的原因和應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行分析。
3 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)濾材料多數(shù)是選用木漿纖維紙質(zhì)的濾紙,這種濾紙是采用多層薄紙復(fù)合而成,每層紙的平均微孔大約在30～70μｍ,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)。在連續(xù)陰雨、大霧天氣下,空氣的相對(duì)濕度很大(96％～100％),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,在較低的反吹壓力下自潔清灰的效果也大大下降。為解決這種天氣狀況下自潔式空氣過(guò)濾器阻力超高問(wèn)題可以采用以下應(yīng)對(duì)方法。
(1)在我國(guó)南方沿?；蚨囔F的地區(qū)(如重慶等)相對(duì)濕度較大(>80％),在過(guò)濾器的選型上一般要增加實(shí)際處理氣體的富裕量(應(yīng)增加1～1 5倍)。濾筒濾紙要選用帶聚酯20％以上的防水型濾紙,如美國(guó)ＦＡ-6279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 8ＭＰａ,并用干燥的氮?dú)饣蚩諝膺M(jìn)行反吹,自潔效果比壓力偏低時(shí)要提高1倍以上。
(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159ｍｍ×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1 5ｉｎ,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)將脈沖寬度從0 1～0 15ｓ增加到0 25～0 4ｓ;縮短脈沖間隙(控制在10～15ｓ),使反吹循環(huán)的周期縮短。
(5)更換部分嚴(yán)重受潮的濾筒濾紙(拆下的濾筒烘干處理后可再次使用)。
(6)可改變進(jìn)氣方式,即從四周露天吸氣改為從壓縮機(jī)廠房?jī)?nèi)吸氣(如圖2所示)。在連續(xù)大霧天氣,把自潔式空氣過(guò)濾器的四周用彩條布、無(wú)紡布(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,空氣中不含有微小的霧滴,相對(duì)干燥,若再采用以上措施效果會(huì)更理想。對(duì)于小型的自潔式空氣過(guò)濾器還可以考慮設(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(chē)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,取得良好使用效果和經(jīng)濟(jì)效益。
3 2 多沙塵暴天氣我國(guó)西北、內(nèi)蒙古、甘肅和河南等地氣候干燥,相對(duì)濕度低。由于生態(tài)環(huán)境的破壞,該地區(qū)的沙塵天氣日漸增多,惡劣的沙塵暴天氣在春、秋季節(jié)時(shí)常發(fā)生?？諝庵泻瑝m量大,持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),自潔式空氣過(guò)濾器阻力超高情況常有發(fā)生。為降低運(yùn)行阻力、延長(zhǎng)濾筒使用周期,杭氧對(duì)大唐國(guó)際ＫＯＤ56型空壓機(jī)配套自潔式空氣過(guò)濾器提出以下應(yīng)對(duì)措施。
(1)空壓機(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,增加了濾筒的容塵量,減少了實(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。選用重負(fù)荷的空氣濾紙,如ＦＡ-7180Ａ、ＦＡ-7406等強(qiáng)度大、挺度高的進(jìn)口濾紙。
(3)增大儲(chǔ)氣筒的直徑和容量,儲(chǔ)氣筒直徑擴(kuò)大到159ｍｍ×6ｍｍ,反吹管采用1 5ｉｎ鍍鋅鋼管,1 5ｉｎ的進(jìn)口隔膜電磁閥及反吹氣源單獨(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ＰＳＢ/275ＳＰ300型(或ＰＳＢ/290ＳＰ400型)無(wú)紡布化纖濾料(部分無(wú)紡布技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1),在沙塵暴來(lái)時(shí)可以增加約120ｋｇ以上的容塵量。由于有了這道過(guò)濾,減輕了濾筒反吹自潔的負(fù)荷,減少了濾芯粉塵膜的厚度,增加了濾筒的使用周期。當(dāng)沙塵暴消除后,拆下無(wú)紡布清洗后備用。采用該項(xiàng)措施可以穩(wěn)定阻力并節(jié)約過(guò)濾器的運(yùn)行成本。
(5)在系統(tǒng)反吹自潔控制上可采用每一接點(diǎn)并聯(lián)3只電磁閥,保證過(guò)濾器(3層結(jié)構(gòu))每層都有1排(每排5只)濾筒在同時(shí)反吹。
(6)在沙塵暴天氣下可調(diào)節(jié)編程控制儀縮短反吹間隔,控制每排濾筒反吹間隔在10～15ｓ1次,9～13ｍｉｎ內(nèi)全部濾筒可自潔反吹1次,使表面的浮塵立刻得到清除。
(7)在持續(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),滿足降低阻力的要求。
以上采用的自潔式空氣過(guò)濾器降低阻力的措施適用于在特殊惡劣氣候條件,有的方法和措施已經(jīng)取得明顯的實(shí)際效果,有的還在進(jìn)一步探索中。
4 結(jié)束語(yǔ)
高效自潔式空氣過(guò)濾器過(guò)濾精度高,編程自動(dòng)反吹清灰,管理方便,可實(shí)現(xiàn)不停機(jī)更換濾筒,已經(jīng)廣泛地在鋼鐵、石化、空分設(shè)備、化肥和醫(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)不同的天氣特點(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,避免自潔式空氣過(guò)濾器阻力增加過(guò)快或持續(xù)超高的情況發(fā)生,并延長(zhǎng)濾筒的使用周期,減少運(yùn)行成本,保證空壓機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
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