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| 摘要:自洁式空气过滤器在南方、沿海连续阴雨和大雾以及西北多沙尘暴天气条件下经常会 出现过滤阻力超高问题,危及空压机的安全运行。文章从实际应用的角度分析,总结了实现自 洁 式空气过滤器在特殊天气条件下安全、有效运行的措施。 关键词:自洁式空气过滤器;阻力;反吹;滤料 Exploring to apply self-cleaning air filter under special weather conditions Zhou Xin-bao1, OuyangMing-hui2 (1. Designing Institute, Hangzhou Hangyang Stock Co·, Ltd·, 388 Dongxin Road, Hangzhou 310004, Zhejiang, P. R. China; 2. Jiangyin RenheHuanbao Equipment Co·, Ltd·, 11 Beitong Road, Beiguo Town, Jiangyin214414, Jiangsu, P. R. China) Abstract:Excessive high filtration resistance may endanger the safe operation of air compressor. This often happens to self-cleaning air filter due to special weather conditions, such as durative rain and heavy fog in the south and coastal region, frequent-sandstorm in the northwest, etc. Analyzing from viewpoint of practical application, the implementing measures for safe and effective operation of self-cleaning air filter under special weather conditions have been summarized. Keywords:Self-cleaning air filter; Resistance; Anti-blowing; FilterMaterial 前 言 对空压机、鼓风机和汽轮机等高速运转的机器 来讲,尘粒、粉尘是 影响机器长周期正常运行的主 要原因之一。高速气流中的粉尘颗粒(≥4μm)使 机器主要部件表面磨损;粉尘在设备内部结垢会影 响气流运动,破坏叶轮的动平 衡,导致转子的轴振 动加剧或超标,使喘振曲线漂移,甚至被迫停车检 修;腐蚀 性的粉尘还会对设备产生化学腐蚀。因 此,在这些机器的进气管前均配有空气 过滤器。 常见的空气过滤器根据过滤除尘机理可分为 湿 式和干式两种。湿式 过滤器如链带式、拉西环式 等,过滤原理是靠油膜黏附大气中的灰尘,达到除 尘的目的,但过滤精度低且气流中带有油分。干式 过滤器如干带式、布袋式、 框板式和筒式(滤纸), 过滤原理是空气通过各种动植物或化学纤维的织物 表面 、内层时,由于重力、惯性扩散、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。 1 自洁式空气过滤器简介 空分设备上常用的自洁式过滤器是干式过滤器 的一种 ,过滤后粒度≤2μm,效率>99·95%。20 世纪70年代中期由美国一家公司推出, 20世纪80 年代末,随成套空分设备进入中国。其过滤元件多 为刚性筒状,内部 过滤材料采用合成滤纸。配备的 自洁反吹系统包括自洁喷嘴、反吹管、文氏管、 储 气筒和过滤筒等。控制系统包括编程控制仪(含 PLC控制系统)、隔膜电磁阀 、压差变送器、测压 传感器和液晶显示屏等附件。由计算机编程控制仪 根据前 后压差超过某一设定值时,发出自洁反吹的 模式指令,有定时(程序)自洁模式(可 自行设 定)或定压差自洁模式(可自行设定)。当压差超 过报警值时会自动报警, 并由计算机控制调节反吹 的脉冲宽度,间隔进行连续自动反吹。也可进入手 动模 式进行自洁反吹,直到压差保持在规定的范围 内。自洁式空气过滤器自动反吹过 滤系统工作原理 如图1所示。 自洁式空气过滤器的初阻力一般在100Pa左 右,正 常阻力范围一般设定在400~700Pa,报警阻 力一般设定在800~1000Pa,终阻力设 定在1200~ 1500Pa (可根据空压机及生产需要设定)。设定阻 力值过低会消耗 较多的反吹自洁气量,使隔膜电磁 阀频繁动作,缩短阀的使用寿命并使滤筒使用 周期 缩短,运行成本大幅增加;而且由于频繁自洁反吹 破坏了滤芯层的粉尘膜, 导致气体过滤的精度、效 率大幅下降。 近十几年,这种自洁式空气过滤器广泛 应用于 钢铁、石化、空分、煤化工以及高炉鼓风等行业, 是各类大型空压机、 鼓风机和汽轮机入口空气过滤 的主要设备。与传统的卷帘式、布袋式过滤器相 比,自洁式空气过滤器的优点是接近零维护,完全 可以做到不停车更换滤筒元件 ,具有过滤精度高、 过滤面积大、阻力小和故障少等特点,特别适用于 干旱地 区的大型空分设备。缺点是成本相对较高; 在持续大雾、阴雨天气或持续沙尘 暴天气时,阻力 大,容易产生高位运行情况(>1200Pa)。 2 自洁式空气过滤器在特殊天气条件下阻 力过大的原因及解决方案 在连续阴雨 、大雾或持续沙尘暴天气状况下, 自洁式空气过滤器会经常出现阻力大于1200Pa ,甚 至严重超标的情况。长时间发生这种状况会危及空 压机的安全运行,并使空 压机运行偏离正常工况, 吸入气量减少,运行成本增加,严重的还会造成空 压机 二级叶轮振动超标和被迫停车检修。 2·1 连续阴雨或持续大雾天气 自洁式空气过滤器的过滤材料一般选用木浆纤 维纸质的滤纸,这种滤纸由多层薄纸复合而成,每 层纸的平均微孔大约在20~70μm ,微孔交错纵横 排列,具有一定透气度。空气透过滤纸在很低的过 滤速度下阻力 值较小(初阻力一般在100Pa以下)。 这种滤纸在干燥环境下使用效果很好,但在 连续阴 雨或大雾天气条件下,空气的相对湿度很大(96% ~100%),滤纸在纤维受 潮后膨胀,使部分微孔缩 小或堵塞。若滤纸已使用一段时间,在滤纸的外表 面和 纸芯层有粉尘存在,受潮后也会膨胀封堵微 孔,使滤纸的透气度大幅下降甚至造 成糊筒,在较 低的反吹压力下自洁清灰的效果也大大下降。为解 决这种天气下 滤纸阻力超高问题,可以采用以下应 对方法。 (1)我国南方沿江、沿海或多雾 的地区(如重 庆等)相对湿度较大(>80%),在过滤器的选型 上,滤筒滤纸的选配 要适合当地气候条件。一般在 选型上要增加实际处理气体的富裕量(应增加 1~ 1·5倍)。滤筒的滤纸要选用复合纤维材料(20% 聚酯+80%木浆纤维)或其他 抗拉强度大、挺度高 的防水型进口滤纸。 (2)空分设备一般提供的反吹气源压 力偏低 (为0·47MPa),特别是在相对湿度很大时,要提高 反吹自洁的效果应提 高反吹的压力。理想的反吹压 力可提高到0·75~0·85MPa,并用干燥的氮气或 空 气进行反吹,自洁效果比偏低压力时的反吹可提高 1倍以上。若采用设置就 地小空压机增加反吹压力 时,应注意在储气筒入口配置过滤器、气液分离器 和 疏水阀等必要的附件,以滤除反吹气源中的杂质 及水气。 (3)增大储气筒、反 吹管的直径和容量,使反 吹时的反吹压力稳定,减小压力波动。储气筒增大 到Ф159mm×6mm以上(也可增加1只3~5m3的 缓冲罐)。反吹管、隔膜阀的直径增 加到38·1mm, 同时每只阀控制反吹滤筒的数量应在5只以下,以 增加反吹的 力度和效果。 (4)调节编程控制仪,适当增加脉冲宽度,从 0·1~0·15秒增加 到0·25~0·4秒。缩短脉冲间隔 (控制在10~15秒),使反吹循环的周期缩短。 (5)更换部分滤纸严重受潮的滤筒(拆下的滤 筒烘干处理后可再次使用)。 (6)改变进气方式,从室外吸气改为从压缩机 厂房内吸气(如图2所示)。 在连续大雾天气时, 把自洁式空气过滤器的四周用复合纤维无纺布或彩 条布(也可用捕雾丝网,但成本较高)围起来,并 另建一个吸气通道从厂房 内吸气(流速控制在5~ 7m/s)。由于厂房内温度较高,空气中不含有微小 雾滴,相对干燥,若再采用以上措施,效果会更理 想。还可以考虑将小型 自洁式空气过滤器设在室 内。这种方法应用在相对湿度很大、持续多雾天 气 的地区,降低过滤阻力效果明显。如邯钢动力厂空 分车间、济南鲍德 气体公司等采用这种方法,均大 幅降低了运行阻力,保证了空压机的正常 运行,取 得良好使用效果和经济效益。 2·2 我国内蒙、甘肃、陕西和河南等地气候干燥, 相对湿度低, 由于生态环境破坏,该地区的沙尘天 气日渐增多,恶劣的沙暴天气在春秋 季节时常发 生。空气含尘量大,持续时间长,自洁式空气过滤 器阻力超 高情况常有发生。 为降低运行阻力,延长滤筒使用周期,杭氧在 为大唐 国际空分设备空压机配套自洁式空气过滤器 时采取了以下应对措施。 (1)在自洁式空气过滤器的选型配套时加大配 套过滤器的实际处理量。 空压机进气量为 361000m3/h,常规选配过滤器的处理量约 550000m3/h。 考虑到当地沙尘暴天气时有发生,空 气中含尘量大,在选型配套上进一步增 加了富裕 量,配756只DH32100滤筒,实际处理量≥ 860000m3/h (87·5kPa, 25℃)。滤筒实际过滤面积 达到22680m2,增加了滤筒的过 滤面积和容尘量, 减小了实际过滤速度;选用进口滤纸,增加滤纸的 强度 和透气度。 (2)采用较高的自洁反吹压力(0·8MPa)和干 燥氮气作反吹 气源,加强反吹自洁的力度和效果。 (3)增大储气筒的直径和容量。将储 气筒直径 扩大到Ф159mm×6mm,反吹管采用38·1mm镀锌 钢管,配置 38·1mm的进口隔膜电磁阀,反吹气源 单独引管等,以稳定反吹自洁的 压力。 (4)过滤器的粗滤网内侧增加一道复合纤维无 纺布滤料(部分 复合纤维无纺布技术参数见表1), 如PSB/275S P300型(或PSB/290S P400型),在沙 尘暴来临时可以增加约120kg以上的容尘量。由于 粗 道过滤减轻了滤筒反吹自洁的负荷,减少了滤芯 粉尘膜的增厚,延长了 滤筒的使用周期。当沙暴天 气消除后,拆下无纺布,清洗后备用。采用 该项措 施可以稳定阻力,并降低过滤器的运行成本。 (5)在系统反吹 自洁控制上采用每1接点并联 3只电磁阀的方法,保证过滤器(3层结构 )每层 都有1排(每排5只)在同时反吹。 (6)在沙暴天气下可调节编程 控制仪缩短反吹 间隔,可根据沙尘暴的强弱控制每排滤筒反吹间隔 为10~15秒1次, 9~13分钟内全部滤筒可自洁反 吹1次,使表面的浮尘 即刻得到清除。 (7)在连续沙尘暴天气的情况下,可把已达到 容尘饱 和的无纺布拆下,装上新的无纺布(或更换 部分新的滤筒),降低阻力。 以上采用的自洁式空气过滤器降低阻力的措施 适用于特殊恶劣气候 条件,有的方法和措施在不少 企业已经取得明显的实际效果,有的还 在进一步探 索中。 一些要求更高的压缩机和燃气轮机,要求过滤 级别达到H12级以上,最好采用3级过滤:一级采 用过滤棉过滤(百叶 窗式过滤);二级采用自洁式 过滤器(筒式);三级采用高效或超高效 框式过滤 器。这种分级处理,可防止水气进入,同时减轻各 级负荷 压力,提高过滤精度,延长过滤元件的使用 寿命,降低运行成本。 3 结束语 自洁式空气过滤器过滤精度高,自动反吹清 灰,管理方 便,维护简单,可实现不停车更换滤 筒,已经广泛在钢铁、石化、 空分、化肥、煤化工 和医药等行业上使用。对经常发生连续阴雨 、持续 大雾和沙尘暴等特殊天气的地区可根据不同的气候 特点 ,在配套选用自洁式空气过滤器时应加放足够 的处理空气富裕量 ,选用合适的滤料滤筒,提高和 稳定反吹自洁的压力,并采取合理 的控制/调节措 施,可以避免自洁式空气过滤器阻力增加过快或持 续超高的情况发生,并延长滤筒的使用周期,降低 运行成本,保证空 压机的正常运转。 |
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