摘要：介绍了自洁式空气过滤器的结构、特点及优选方法,指出在离心式空压机前加装自洁式空气过滤器,不仅 提高了机组排气量,延长设备的使用寿命,而且大大节省了维护成本.
关键词：自洁式;空气过滤器;离心压缩机
中图分类号：TH 138. 21 文献标识码:B
广东省韶关钢铁集团有限公司(以下简称“韶 钢”)动力厂共有4座空压站,其中ZH10000离心式 空压机11台,ZH15000离心式空压机5台,负责供 给韶钢除高炉喷煤以外的所有压缩空气用户使用. 离心机全部为比利时阿特拉斯·科普柯公司产品. 空压机运行中常出现排气量降低,空气过滤器阻损 大,叶轮易磨损等问题,更换进口过滤器后虽能缓 解,但增大了维护成本和检修工作量,设备使用寿命也受到很大影响.通过分析,在离心式压缩机前再增 设自洁式空气过滤器,可有效解决上述问题.
1 过滤原理及工艺流程
空气从吸入管吸入,经过过滤装置过滤时,由于 重力、惯性扩张、接触阻留和静电吸附等作用,使空 气中的灰尘滞留在滤料滤纸的外侧(在内部建立了 粉尘膜),达到除尘目的.净化后的空气经进口导叶 调节,由第一级叶轮压缩后进入一级中间冷却器.冷 却后的空气经过第二级叶轮进一步压缩后进入第二 级中间冷却器,然后进入第三级,空气在第三级中被 压缩到最终压力值,压缩空气再进入后冷却器,再经 止回阀到空气管网中,供用户使用.
2 机组自带空气过滤装置的不足
2.1 过滤系数比值过低
过滤系数比值主要取决于空气中灰尘和固体颗 粒的含量.总悬浮颗粒物偏低(<0·20 mg/m3),则 过滤系数比值取1·2~1·5;适中(0·20~0·30 mg/m3) 则过滤系数比值取1·6~1·8;偏高(>0·30 mg/m3), 则取1·9~2·2.由于韶钢几座空压站均处在生产区 中心,空气中灰尘和固体颗粒含量偏高,但是空压机 自带过滤器却是按欧洲空气质量进行设计的,未充 分考虑到机组工作环境,过滤系数比值选取为1·2, 明显过低,造成机组运行时,大量灰尘和固体颗堵粒 堵塞过滤元件,从而引起排气量降低.
2.2 不能自洁
机组运行时,大量灰尘和固体颗粒杂质沉降堆 积在过滤元件上.由于过滤装置不能自洁,过滤阻力 不断增大,造成过滤元件损坏,空气中大量灰尘和固 体颗粒杂质就可能直接进入机组工作腔,打在高速 运转(40 000 r/min)的叶轮上,造成叶轮磨损甚至 损坏,带来较大经济损失.
3 改进措施
在每台空压机的室外安装1台SDK型自洁式 空气过滤器,过滤器滤芯高出地面1·5 m,然后用不 锈钢管将自洁式过滤器与空压机自带的过滤器连 接,空气经两种过滤器串联过滤后再进入空压机压 缩,就可以较好地解决上述问题.
3.1 SDK空气过滤器结构及工作原理
SDK空气过滤器如图1,主要由粗滤网、滤芯、 喷吹管、出口集管、支架和电控系统组成.自然空气 靠空压机的吸气作用,从粗滤网(1)入口,再经过高 效滤芯(10),经重力、惯性扩散等综合作用,尘埃吸 浮在高效滤芯上,洁净空气经文氏管(9)、出气管 (11)进入空压机自带过滤器再次过滤后进行压缩. 当过滤元件阻损超过过滤阻损指标时,压差报警器 (3)报警,同时,压差控制仪(2)将信号发至PLC自控 单元(4)进行定压差反吹,反吹气流经储气筒(6)、隔 膜电磁阀(7)、气源喷头(8)、文氏管(9)进入滤芯,进 行反吹自洁,将沉降在滤芯上的尘埃吹落到大气之 中,直至阻损降至阻损指标之内.反吹既可以用定压 差方式,又可以用定时方式,还可以手动不定期反吹. 一组滤芯处于自洁,其它滤芯仍正常进行过滤工作.
3.2 SDK过滤器特点
1)在可编程控制下自动实现空气的过滤和过 滤元件的自洁.
2)过滤效率高,过滤精度1μm时,滤效率≥ 99·8%,过滤精度2μm时,过滤效率≥99·9%,过滤 精度≥4μm时,过滤效率100%.
3)阻损小,阻力损失≤150 Pa.对阻损可控制, 并有数字显示.
4)过滤元件更换周期长,在一般条件下可达2 年左右更换一次.
5)设备检修维护方便,费用低,且可以不停机 更换.
3.3 SDK优化选取
1)过滤量:由于空压站处于钢铁企业生产区中 心,空气中灰尘和固体颗粒含量偏高,选取过滤系数 比为2.ZH10000离心机的流量为167 m3/min,选取 过滤器的过滤能力为350 m3/min,即SDK350型. ZH15000离心机的流量为250 m3/min,选取过滤器 的过滤能力为500 m3/min,即SDK500型.
2)进气管径:压缩空气进气管流速V一般为8 ~14 m/s,选取10 m/s,则根据公式 Q=0·25πD2V,可以换算出,当Q=167 m3/min 时,D取0·6 m;当Q=250 m3/min时,D取0·8 m.
4 经济效益分析
自洁式过滤器增加前后主要发生滤芯和叶轮维 修费用的改变.增加前,每台空压机每年更换国外进 口的过滤器芯子12个(每台机共装有6个空气过 滤器芯子),单价3 500元,共计3 500×12×16= 672 000元,每6年更换空压机一、二、三级叶轮各 1个,叶轮单价200 000元,年更换叶轮费用16× 200 000×3/6=1 600 000元,两项合计227·2万元.
改造后,每年每台机改为更换国产滤芯16个 (每台机共装有32个滤芯),单价900元, 900×16× 16=230 400.叶轮的使用寿命也大幅延长,每15年才 更换空压机一、二、三级叶轮各1个,年更换叶轮费用 16×200 000×3/15=640 000,两项合计87·04万元. 每年节省备件费用: 227·2-87·04=140·16万 元.而改造费用才16×9=144万元,一年多就能收 回全部改造成本,经济效益十分可观.
5 结 语
在每台ZH离心式空压机前增加一台自洁式空 气过滤器,不仅可有效解决机组排气量降低、设备停 机率高、检修工作量大等问题,同时能大大降低维护 成本,延长机组主要零部件使用寿命.
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