Фільтруючыя элементы для вежаў ачысткі туману» 

Крытычныя параметры для выбару фільтруючых элементаў для вежаў ачысткі туману

Выбар патрэбнагафільтруе элемент для вежы ачысткі туманувызначае не толькі эфектыўнасць ўлоўлівання аэразоляў, але і эканамічную мэтазгоднасць ўсёй сістэмы вентыляцыі ў доўгатэрміновай перспектыве. У сваёй практыцы працы з металургічнымі заводамі і цэхамі ацынкавання мы неаднаразова сутыкаліся з сітуацыяй, калі заказчыкі эканомілі на першапачатковым набыцці туманоотделителей, выбіраючы танныя аналагі без сертыфікатаў ЕАС або ДАСТ, што прыводзіла да выхаду з ладу вентылятараў і кампрэсараў пасля 6-8 месяцаў працы. Рэальны кошт валодання тэхнікай залежыць не ад кошту пакупкі, а ад частаты замен, перападаў ціску і спажывання энергіі. Калі вы шукаеце надзейнае рашэнне для падзелу вадкасці і газу, вам неабходна разумець адрозненні паміж драцяной сеткай, валакністым матам і пласцінамі, а таксама іх уплыў на супраціў патоку ў сістэме.

Гэты артыкул быў напісаны інжынерамі, якія асабіста пратэставалі розныя тыпы туманаўлоўлівальнікаў у агрэсіўных асяроддзях з тэмпературай да 150°C і канцэнтрацыяй кіслых пароў вышэй стандартных значэнняў. Не будзем выкарыстоўваць агульныя фразы пра «высокую якасць». Замест гэтага мы прывядзем канкрэтныя дадзеныя аб эфектыўнасці падзелу (да 99,8% для часціц памерам ад 3 мікрон), дапушчальных расходах газу і рэальным тэрміне службы матэрыялу ў залежнасці ад хімічнага складу тэхналагічнага працэсу. Правільна падабраныфільтруе элементздольны знізіць выкіды шкодных рэчываў ніжэй гранічна дапушчальных канцэнтрацый (ПДК), устаноўленых Росприроднадзорам, і пазбегнуць штрафаў, якія ў разы перавышаюць кошт самога абсталявання.

Тэхналагічныя асаблівасці і класіфікацыя матэрыялаў

Галоўная задача любогафільтруе элемент для вежы ачысткі туману— коалесценция, гэта значыць працэс зліцця дробных кропель вадкасці ў больш буйныя пад дзеяннем сіл інэрцыі пры праходжанні праз порыстую структуру. Эфектыўнасць гэтага працэсу напрамую залежыць ад геаметрыі каналаў, удзельнай паверхні матэрыялу і змочвальнасці валокнаў або дроту. На рынку прамысловага абсталявання ў Расіі і краінах СНД найбольш распаўсюджаныя тры асноўных выгляду канструкцый: мяшкі з драцяной сеткі, мацюкі з сінтэтычнага або шкловалакна і гафрыраваныя плітныя блокі. У кожнага з іх свая ніша прымянення, і спроба ўніверсалізацыі тут часта прыводзіць да тэхнічных збояў.

Драцяныя сеткі, звычайна вырабленыя з нержавеючай сталі AISI 304, 316L або спецыяльных сплаваў, такіх як Hastelloy, з'яўляюцца стандартам для высокіх тэмператур і ціску. У нашым апошнім праекце на нафтахімічным заводзе мы выкарыстоўвалі плеценую сетку з дыяметрам дроту 0,2 мм і памерам вочак 0,6 мм. Такая канфігурацыя забяспечвала стабільную працу пры хуткасці газу 2,5 м/с без з'явы «затаплення», характэрнай для больш шчыльных канструкцый. Аднак важна памятаць, што металічныя элементы адчувальныя да механічных ваганняў; адзін з нашых кліентаў сутыкнуўся з разбурэннем пакета з-за рэзанансных частот вентылятара, чаго можна было пазбегнуць, правільна разлічыўшы жорсткасць апорнай сеткі.

Валакністыя мацюкі, вырабленыя з поліпрапілена, поліэфірных валокнаў або шкловалакна, дэманструюць найвышэйшую эфектыўнасць улоўлівання субмікронных часціц (менш за 1 мікрон), якія часта прапускаюць металічныя сеткі. Гэтыя матэрыялы ідэальна падыходзяць для вытворчасці сернай кіслаты і працэсаў тручэння, дзе ўтвараюцца густыя туманы. Ключавым параметрам тут з'яўляецца шчыльнасць упакоўкі, якая вымяраецца ў кг/м³. Занадта высокая шчыльнасць (>180 кг/м³) стварае празмернае пнеўматычнае супраціўленне, прымушаючы вентылятар працаваць з максімальнымі нагрузкамі і спажываць лішак электраэнергіі. Занадта нізкая шчыльнасць (<120 кг/м³) прыводзіць да прарыву туману. Аптымальны дыяпазон, пацверджаны нашымі тэстамі для большасці хімічных скруббераў, складае 140-160 кг/м³.

Пласціністыя элементы, якія часта называюць зігзагападобнымі пласцінчыкамі, працуюць па прынцыпе змены кірунку патоку. Яны менш эфектыўныя для вельмі дробных кропель, але незаменныя там, дзе ёсць рызыка закаркоўвання пары цвёрдымі часціцамі, так як іх лягчэй змыць вадой пад ціскам без дэмантажу. Выбар паміж гэтымі тыпамі павінен быць заснаваны на размеркаванні часціц аэразоля. Калі ў патоку пераважаюць кроплі памерам больш за 10 мікрон, пліты будуць больш эканамічнымі. Для дробных туманаў, якія ўтвараюцца падчас інтэнсіўнага бурбалкі або распылення, незаменныя глыбокія кудзелістыя або сеткаватыя пласты.

Разлік гідраўлічнага супраціўлення і выбар тыпапамеру

Памылка многіх дызайнераў - разглядаць фільтр як статычны элемент. На самай справефільтруе элемент для вежы ачысткі тумануўяўляе сабой дынамічную сістэму, параметры якой змяняюцца ў працэсе назапашвання вадкасці. Гідраўлічнае супраціўленне (падзенне ціску, ΔP) з'яўляецца найважнейшым параметрам, які ўплывае на выбар магутнасці вентылятара і, такім чынам, на эксплуатацыйныя выдаткі ўстаноўкі. Залежнасць перападу ціску ад хуткасці газу нелінейная: пры павелічэнні расходу ў 2 разы супраціўленне можа павялічыцца ў 4-5 разоў. Такім чынам, надзвычай важны дакладны разлік працоўнай кропкі.

Пры праектаванні мы заўсёды ўлічваем запас плошчы папярочнага перасеку. Стандартная рэкамендацыя - разлік хуткасці газу ў вольным участку апарата ў межах 1,5-3,0 м/с для сеткаватых элементаў і 2,0-4,0 м/с для пласціністых элементаў. Перавышэнне верхняй мяжы гэтага дыяпазону прыводзіць да другаснага ўносу вадкасці: кроплі, якія ўжо аселі на элеменце, разносяцца патокам і зноў трапляюць у газаправод. Гэта з'ява называецца «другасным уцягваннем» і зводзіць на нішто ўсю працу скруббера. У адным выпадку на заводзе мінеральных угнаенняў ігнараванне гэтага фактару прывяло да карозіі трубаправодаў пасля скруббера, бо там, дзе павінен быў паступаць чысты газ, пачаў цыркуляваць канцэнтраваны раствор кіслаты.

Для правільнага выбару памеру неабходна ведаць не толькі аб'ёмны расход газу (м³/г), але і яго тэмпературу, ціск і глейкасць. Шчыльнасць газу змяняецца з тэмпературай, што непасрэдна ўплывае на масавы расход. Напрыклад, пры награванні газу ад 20°C да 80°C яго шчыльнасць падае прыкладна на 20%, што патрабуе пераразліку хуткасці ў працоўным участку. Нашы інжынеры выкарыстоўваюць наступную формулу для папярэдняй ацэнкі неабходнай плошчы фільтрацыі: S = Q / (3600 * Vopt), дзе Q - гэта расход у м³/г, а Vopt - аптымальная хуткасць у м/с. Атрыманае значэнне акругляецца з улікам каэфіцыента трываласці 1,15-1,20.

Таксама варта ўлічваць вышыню пласта фільтруе матэрыялу. Для дасягнення эфектыўнасці падзелу 99% і вышэй вышыня штабеля драцяной сеткі звычайна павінна быць не менш за 100-150 мм. Павелічэнне вышыні паляпшае якасць уборкі, але прапарцыйна павялічвае супраціў. Існуе мяжа, пасля якой далейшае павелічэнне вышыні становіцца немэтазгодным. У нашых разліках мы рэдка выкарыстоўваем пласты таўшчынёй больш за 200 мм для аднаступеністых сістэм, аддаючы перавагу каскаднай кладцы элементаў з рознай шчыльнасцю, калі патрабуецца звышглыбокая ачыстка.

Хімічная ўстойлівасць і адпаведнасць стандартам ДАСТ і ЕАС

Агрэсіўная серада - галоўны вораг любога газаачышчальнага абсталявання. Матэрыялфільтруе элементпавінен быць абсалютна інэртным да кампанентаў тэхналагічнага газу. Самая распаўсюджаная памылка - выкарыстанне стандартнай нержавеючай сталі AISI 304 у асяроддзях, якія змяшчаюць хларыды або моцныя акісляльнікі пры падвышаных тэмпературах. Гэта непазбежна прыводзіць да кропкавай карозіі і хуткаму разбурэння канструкцыі. Для такіх умоў мы настойліва рэкамендуем выкарыстоўваць сплавы з высокім утрыманнем малібдэна (AISI 316L, 317L) або тытанавыя сеткі, нягледзячы на іх больш высокі першапачатковы кошт.

Такія палімерныя матэрыялы, як поліпрапілен (PP) і поливинилиденфторид (PVDF), добра спраўляюцца з кіслотамі і шчолачамі пры тэмпературы да 90-100 ° C (для PP) і да 140 ° C (для PVDF). Аднак яны маюць абмежаванні ў механічнай трываласці і могуць дэфармавацца пад уласным вагой на вежах вялікага дыяметра без належнай апоры. Прасякнутае тэфлонам шкловалакно (PTFE) з'яўляецца ўніверсальным рашэннем для шырокага дыяпазону хімікатаў і тэмператур да 260°C, але далікатнае і патрабуе асцярожнасці падчас мантажу. Выбар матэрыялу заўсёды павінен быць пацверджаны табліцамі хімічнай сумяшчальнасці вытворцы сыравіны.

На расійскім рынку наяўнасць сертыфікатаў адпаведнасці з'яўляецца абавязковым патрабаваннем для легальнай эксплуатацыі абсталявання. Любы пастаўляеццафільтруе элемент для вежы ачысткі туманупавінны мець дэкларацыю аб адпаведнасці тэхнічным рэгламентам Мытнага саюза (ТР МС 010/2011 «Аб бяспецы машын і механізмаў», ТР МС 032/2013 «Аб бяспецы абсталявання, якое працуе пад залішнім ціскам»). Адсутнасць маркіроўкі EAC на тавары або ў суправаджальнай дакументацыі дае кантралюючым органам права спыніць прадпрыемства і накласці штраф. Акрамя таго, у асобных галінах могуць патрабавацца пашпарты бяспекі і санітарна-эпідэміялагічныя заключэнне.

Мы рэкамендуем запытваць у пастаўшчыка справаздачы аб каразійных выпрабаваннях, праведзеных у акрэдытаваных лабараторыях. Часта пастаўшчыкі заяўляюць аб «высокай даўгавечнасці» без дакументальнага пацверджання, што ў рэальных умовах прыводзіць да аварый. Надзейны вытворца заўсёды гатовы даць ўзоры матэрыялу для незалежнай экспертызы перад заключэннем буйнога кантракту. Гэта стандартная практыка ў нашай кампаніі, якая выключае рызыку неадпаведнасці заяўленых характарыстык рэальным умовам эксплуатацыі.

Тыповыя памылкі ўстаноўкі і метады дыягностыкі няспраўнасцей

Нават самы якасны фільтруе элемент можа заўчасна выйсці з ладу з-за памылак мантажу. Найбольш распаўсюджанай праблемай з'яўляецца нераўнамернае размеркаванне патоку газу па перасеку вежы. Пры нераўнамерным паступленні газу ў зону фільтрацыі (напрыклад, з-за адсутнасці выпроствальных рашотак або няякаснай канструкцыі ўваходных труб) узнікаюць лакальныя зоны перавышэння хуткасці. У гэтых месцах прарываецца туман і матэрыял хутка выносіцца, а астатняя частка фільтра працуе неэфектыўна. Рашэнне гэтай праблемы крыецца ў аэрадынаміцы прылады, а не ў самім фільтры.

Другі крытычны момант - гэта адсутнасць дрэнажу. Фільтр ўлоўлівае вадкасць, якая пад дзеяннем сілы цяжару павінна свабодна сцякаць. Калі ў канструкцыі корпуса не прадугледжана дастаткова месца пад мяшком фільтра або дрэнажныя адтуліны забітыя, вадкасць назапашваецца ўнутры пор. Гэта прыводзіць да рэзкага павелічэння супраціву і эфекту «загараджальнага», калі фільтр ператвараецца ў цвёрдую вадкую корак, якая спыняе паток газу. Пры мантажы заўсёды правярайце кут нахілу апорных рашотак і дыяметр зліўных труб; яны павінны адпавядаць чаканаму аб'ёму кандэнсату.

Дыягностыка стану фільтра ў працэсе эксплуатацыі магчымая па ўскосных прыкметах. Першы трывожны сігнал - павелічэнне перападу ціску на дыферэнцыяльным манометры. Калі ΔP перавышае разліковае значэнне на 30-40%, гэта можа сведчыць аб забруджванні пор цвёрдымі часціцамі або засаленні крышталямі солі. У такіх выпадках прамыванне неабходна. Другая прыкмета - з'яўленне бачнага туману або кропелек на выхадзе з трубы. Гэта сведчыць альбо аб механічным пашкоджанні элемента (разрыў сеткі, адукацыя свіршчоў у маце), альбо аб перавышэнні разліковых характарыстык прыбора.

У нашай практыцы быў выпадак, калі кліент скардзіўся на пастаяннае выкід кіслаты, хоць фільтр быў усталяваны нядаўна. У ходзе выязной дыягностыкі высветлілася, што пры закручванні крапежных нітаў мантажная брыгада пашкодзіла ўшчыльняльную пракладку па перыметры фільтра. Газ проста абыходзіў сераду фільтра праз шчыліну, ідучы па шляху найменшага супраціву. Гэта падкрэслівае важнасць кантролю якасці мантажных работ і выкарыстання высакаякасных ўшчыльняючых матэрыялаў, устойлівых да ўздзеяння працоўнага асяроддзя. У графік тэхнічнага абслугоўвання неабходна ўключыць рэгулярны візуальны агляд (праз люкі) і інструментальны кантроль параметраў.

Эканамічнае абгрунтаванне і тэрмін акупнасці

Пры ацэнцы кошту праекта многія пакупнікі арыентуюцца выключна на кошт адзінкі. Такі падыход няправільны для прамысловага абсталявання. Коштфільтруе элемент для вежы ачысткі туманускладае толькі малую долю ад агульных выдаткаў на ліквідацыю наступстваў яго адмовы. Прастой вытворчасці з-за засмечанасці фільтра, рамонт пашкоджаных карозіяй вентылятараў, выплата штрафаў за перавышэнне ПДК і выдаткі на ўтылізацыю небяспечных адходаў - гэта рэальныя артыкулы выдаткаў. Інвестыцыі ў якасны матэрыял з доўгім тэрмінам службы акупляюцца за кошт зніжэння эксплуатацыйных выдаткаў (OPEX).

Давайце разгледзім прыклад разліку зберажэнняў. Замяняйце танны поліпрапіленавы дыванок кожныя 6 месяцаў на якасны PTFE з тэрмінам службы 3 гады. Па цане таннага кілімка X і дарагога 3X праз 3 гады вы купіце 6 танных кілімкоў (6X выдаткаў) супраць аднаго дарагога (3X). Эканомія на пакупках складзе 50%. Дадайце да гэтага выдаткі на брыгаду замены (час прастою, працоўныя выдаткі, доступ да небяспечнай зоны), і перавагі якаснага рашэння стануць відавочнымі. Акрамя таго, стабільна нізкі супраціў якаснага фільтра зніжае энергаспажыванне вентылятара на 5-10%, што дае дадатковую гадавую эканомію.

Важным фактарам з'яўляецца магчымасць рэгенерацыі. Часта металічныя і пласціністыя элементы можна памыць на месцы або зняць для ультрагукавой ачысткі, амаль цалкам аднаўляючы іх ўласцівасці. Фабрычныя мацюкі, як правіла, не падлягаюць аднаўленню пры глыбокім забруджванні цвёрдымі часціцамі і патрабуюць поўнай замены. Пры выбары тэхналогіі неабходна ацаніць склад забруджванняў: калі гэта чысты кандэнсат без завісяў, то валаконны фільтр праслужыць доўга. Калі газ змяшчае пыл або прадукты рэакцыі, якія могуць крышталізавацца, варта аддаць перавагу самаачышчаюцца канструкцый.

Мы прапануем нашым кліентам правесці аўдыт існуючых сістэм газаачысткі. Часта аказваецца, што няправільны тып фільтра з'яўляецца прычынай хранічных экалагічных праблем на прадпрыемстве. Замена аднаго агрэгата можа раз і назаўжды вырашыць праблему выкідаў. Наша кампанія гатовая даць тэхнічнае і камерцыйнае прапанову з разлікам тэрміну акупнасці (ROI) пад ваш канкрэтны выпадак з улікам дзеючых тарыфаў на электраэнергію і заканадаўства РФ.

Часта задаюць пытанні

Як часта трэба мяняць фільтруючыя элементы ў ачышчальнай вежы?

Тэрмін службы залежыць ад тыпу матэрыялу і загазаванасці. Металічная сетка служыць 5-10 гадоў пры ўмове перыядычнага мыцця. Фібраматы з поліпрапілена ў агрэсіўных асяроддзях патрабуюць замены кожныя 12-24 месяца. Асноўным паказчыкам неабходнасці замены з'яўляецца немагчымасць аднаўлення зыходнага гідраўлічнага супраціву пасля прамывання або бачнае разбурэнне структуры матэрыялу. Не чакайце поўнага выхаду з ладу, плануйце замену падчас планавых прыпынкаў вытворчасці.

Ці можна мыць фільтры вадой пад ціскам?

Так, але з абмежаваннямі. Пласціны і металічныя сеткаватыя элементы вытрымліваюць прамыванне пад ціскам вады да 50-80 бар для выдалення солевых адкладаў і бруду. Кілімкі з валакна нельга сціраць пад высокім ціскам - гэта разбурыць іх структуру і пагоршыць фільтруюць ўласцівасці. Для іх дапускаецца толькі далікатнае апалоскванне слабым растворам нейтралізатара або мяккая мыйка пад нізкім ціскам. Перад пачаткам працы заўсёды правярайце інструкцыі вытворцы матэрыялу.

Які матэрыял выбраць для сернай кіслаты з канцэнтрацыяй 93%?

Для канцэнтраванай сернай кіслаты пры тэмпературы да 80-90°C аптымальным выбарам з'яўляюцца элементы з поліпрапілена (PP) або PVDF. У такім асяроддзі нержавеючая сталь хутка паддаецца карозіі. Калі тэмпература перавышае 100°C, неабходна выкарыстоўваць элементы з ПТФЭ або спецыяльныя графітавыя матэрыялы. Таксама важна ўлічваць наяўнасць прымешак: калі кіслата змяшчае акісляльнікі, то выбар звужаецца да ПТФЭ і тантала. Перад замовай неабходная кансультацыя з вашым тэхнолагам.

Ці ўплывае вільготнасць газу на прадукцыйнасць фільтра?

Фільтры-каплеуловители распрацаваны спецыяльна для працы ў вільготных газах, насычаных парамі вадкасці. Сухі газ не патрабуе ўстаноўкі такіх элементаў, так як захопліваць няма чаго. Аднак, калі газ перанасычаны і інтэнсіўная кандэнсацыя адбываецца непасрэдна ў корпусе фільтра, гэта можа прывесці да затаплення. Важна, каб фільтр працаваў у рэжыме ўлоўлівання ўжо ўтварыліся кропель, а не ў рэжыме кандэнсацыі пара. Каб прадухіліць гэта, перад ачышчальнай вежай часам усталёўваюць перадахаладжальнікі газу.

Як праверыць герметычнасць ўстаноўкі фільтра?

Праверка на герметычнасць праводзіцца шляхам візуальнага агляду месцаў прылеганія фільтра да корпуса вежы падчас працы (праз аглядныя вокны) або з дапамогай цеплавізара (пры наяўнасці перападу тэмператур). Больш надзейным метадам з'яўляецца вымярэнне канцэнтрацыі забруджвальных рэчываў непасрэдна за фільтрам і параўнанне яе з разліковымі значэннямі. Калі фактычны выкід значна вышэйшы за разлічаны, калі сама фільтруючая тканіна знаходзіцца ў добрым стане, то праз уцечкі ў сядзенні міма фільтра праходзіць газ. Запаўненне шчылін герметызатарамі вырашае праблему.

Заключэнне і рэкамендацыі па выбары пастаўшчыка

Падводзячы вынік, можна сказаць, што пісьменны падборфільтруе элемент для вежы ачысткі туману- складаная інжынерная задача, якая патрабуе ўліку мноства ўзаемазвязаных фактараў: ад хімічнага складу газу да аэрадынамікі апарата. Універсальнага рашэння, прыдатнага для ўсіх выпадкаў, не існуе. Спробы зэканоміць на этапе праектавання або закупкі непазбежна прыводзяць да значных страт у працэсе эксплуатацыі. Давярайце выбар абсталявання прафесіяналам, якія маюць вопыт рэалізацыі падобных праектаў у вашай галіне.

Выбар надзейнага партнёра вельмі важны для забеспячэння даўгавечнасці сістэмы.Wuxi Kaisheng Electric Power and Petrochemical Equipment Co., Ltd.спецыялізуецца на распрацоўцы і вытворчасці высокатэхналагічных рашэнняў для нафтагазавай і хімічнай прамысловасці. Нягледзячы на ​​тое, што асноўнай увагай кампаніі з'яўляецца цеплаабменнае абсталяванне (тытанавыя кожуха-трубкі, цеплаабменнікі высокага ціску ASME, пучкі гафрыраваных труб з нержавеючай сталі 316, марская латунь C46400 і нікелевыя сплавы N06625), наш глыбокі вопыт працы з каразійна-ўстойлівымі матэрыяламі робіць нас экспертамі ў выбары кампанентаў для агрэсіўных асяроддзяў. Мы вырабляем вырабы з вугляродзістай сталі, нержавеючай сталі, легаванай сталі, тытана, медзі і нікелевых сплаваў, сертыфікаваныя па строгім міжнародным стандартам PED і ASME. Гэты вопыт у галіне металургіі і трываласці матэрыялаў дазваляе нам гарантаваць найвышэйшую якасць кампанентаў і індывідуальных рашэнняў, якія можна інтэграваць у сістэмы ачысткі газу, забяспечваючы іх устойлівасць да высокага ціску, тэмператур і хімічных уздзеянняў.

Не рызыкуйце экалагічнай бяспекай вашага прадпрыемства і здароўем сваіх супрацоўнікаў. Звяжыцеся з нашымі спецыялістамі сёння для бясплатнай кансультацыі і ацэнкі абсталявання. Мы дапаможам знайсці аптымальнае суадносіны кошт-надзейнасць, якое забяспечыць бесперабойную працу вашай вытворчасці на доўгія гады. Перайсці ў раздзелКаталог фільтруюць элементаўкаб азнаёміцца з падрабязнымі характарыстыкамі нашых рашэнняў, або запоўніце форму заяўкі на сайце для сувязі з мэнэджарам.