自潔式過濾器的優(yōu)化與應(yīng)用

摘要：世林化工空分設(shè)備配套空壓機(jī)進(jìn)氣管前設(shè)置自潔式空氣過濾器，由于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的濾筒使用壽命短，遇含濕量大的空氣時(shí)濾紙易黏連，進(jìn)而影響過濾效率，導(dǎo)致空壓機(jī)葉輪附帶雜物較多，影響葉輪動(dòng)平衡，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的軸振動(dòng)加劇、超標(biāo)，使空壓機(jī)喘振曲線漂移，且使得壓縮機(jī)組能耗增加，嚴(yán)重影響了空分設(shè)備長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：過濾器；空壓機(jī)；阻力

1、自潔式過濾器技術(shù)參數(shù)及原理

我車間采用無錫中盛公司生產(chǎn)的KJL2000型濾筒，用進(jìn)口的RK-300高效抗拉強(qiáng)度大、挺度高的防水型進(jìn)口濾紙，代替原有國(guó)產(chǎn)普通濾紙，并對(duì)自潔式過濾器的順控程序進(jìn)行優(yōu)化，調(diào)整了吹掃頻率和吹掃時(shí)間，通過改造，使得過濾器過濾效果明顯好轉(zhuǎn)，過濾器不易堵塞，過濾阻力小，也使得過濾器的更換周期縮短。

結(jié)構(gòu)及工作原理： KJL型自潔式過濾器由高效過濾筒、文氏管、自潔噴頭、反吹系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、凈氣室和出風(fēng)口、框架等組成。過濾過程：在壓縮機(jī)吸氣負(fù)壓作用下，KJL吸入周圍的環(huán)境空氣，當(dāng)空氣穿過高效過濾筒時(shí)，粉塵由于重力、靜電、接觸被阻留在濾筒外表面，凈化空氣進(jìn)入凈氣室然后由出風(fēng)管送出。自潔過程：當(dāng)電腦發(fā)出指令，電磁閥啟動(dòng)并驅(qū)動(dòng)隔膜閥，瞬間釋放一股壓力為0.4-0.6mpa脈沖氣流，經(jīng)專用噴頭整流噴出，文氏管卷吸，密封、膨脹從濾筒內(nèi)部均勻的向外沖出將積聚在濾筒外表的粉塵吹落，自潔過程完成。反吹自潔過程是間斷的每次僅1～2組處于自潔狀態(tài)，其余的仍在工作所以KJL具有在線自潔功能以保連續(xù)工作。

1.3 KJL過濾器采用的進(jìn)口RK-300濾紙的優(yōu)點(diǎn)：

（1）同樣大的過濾面積，過濾效率高（比色法90%、重量法99.9%）精度（1um）99.9%，比一般提高5%-10%，在≥2μm時(shí)，過濾效率為99.99%；

（2）耐潮濕，可在<85%，短時(shí)間（雨霧）<100%相對(duì)濕度下正常運(yùn)行；

（3）阻力損失小，一般初始在150pa以下；

（4）凈氣室采用優(yōu)質(zhì)涂層及不銹鋼內(nèi)襯，以杜絕過濾后的空氣受二次污染。外表高防腐船用漆，以保證KJL在室外環(huán)境下長(zhǎng)期不受腐蝕。

（5）壽命長(zhǎng)，在正常工作條件下使用，比原濾筒延長(zhǎng)筒壽命12個(gè)月以上。

2、自潔式過濾器的作用

空壓機(jī)等高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器，對(duì)其壓縮的原料氣要求較高，塵粒、粉塵是影響其長(zhǎng)期正常運(yùn)行的主要因素。高速氣流中的粉塵顆粒將使機(jī)器主要部件表面產(chǎn)生磨損；粉塵在設(shè)備內(nèi)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，嚴(yán)重的將導(dǎo)致停機(jī)檢修；腐蝕性的粉塵還會(huì)引起設(shè)備的化學(xué)腐蝕。而在北方沙漠地帶環(huán)境里，粉塵大量存在，因此在空壓機(jī)的進(jìn)氣管前一般均配有各類空氣過濾器 ，以清除空氣中的塵埃，保證吸入原料氣的潔凈。

3、過濾器型號(hào)的選擇

世林化工空分系統(tǒng)采用沈鼓壓縮機(jī)組制造的MCO1404型空壓機(jī)+3BCL457型增壓機(jī)，采用汽輪機(jī)一拖二帶動(dòng)，為空分裝置的關(guān)鍵設(shè)備，空壓機(jī)設(shè)計(jì)進(jìn)氣量為174000Nm3/h，進(jìn)氣壓力為常壓，空壓機(jī)出口溫度為99.7℃，壓力0.535MPa。

對(duì)平空壓機(jī)等高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器來講，塵粒、粉塵是影響設(shè)備長(zhǎng)周期正常運(yùn)行的原因之一。高速氣流中粉塵顆粒（≥4μm）使機(jī)器主要部件表面產(chǎn)生磨損。粉塵在設(shè)備內(nèi)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，嚴(yán)重的被迫停機(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)氣管前一般均配有空氣過濾器。過濾原理是空氣通過各種動(dòng)植物或化學(xué)纖維的織物表面、內(nèi)層時(shí)有重力、慣性擴(kuò)散、接觸阻流、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。

傳統(tǒng)自潔過濾器的過濾材料一般多數(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20—70μm，微孔交錯(cuò)縱橫排列，具有一定透氣性。空氣通過濾紙?jiān)诤艿偷倪^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)境下使用效果比較好。但在連續(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甚至糊筒。在較低的反吹壓力下自潔清灰的效果也大大下降。

在連續(xù)陰雨大霧或經(jīng)常持續(xù)沙塵暴天氣狀況下，自潔式過濾器會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)阻力大于1200Pa，甚至?xí)霈F(xiàn)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。

世林化工處于毛烏素沙漠邊緣，本地區(qū)氣候干燥，風(fēng)沙較大，該地區(qū)的沙塵天氣日漸增多，惡劣的沙塵暴天氣在春秋時(shí)常發(fā)生，夏季也經(jīng)常有連續(xù)下雨天氣出現(xiàn)，使得使用的濾筒效果不佳，阻力長(zhǎng)期偏大，天晴時(shí)約為250Pa-350Pa，小雨及風(fēng)沙天為500-700Pa，惡劣天氣達(dá)到800-1200Pa，甚至超量程1600Pa。經(jīng)常需要清理，也使得過濾器的壽命大大降低。

結(jié)合情況，我們認(rèn)為使得自潔式過濾器濾筒壽命短的原因主要為濾紙不能滿足實(shí)際工作環(huán)境，因此容易出現(xiàn)濾紙破損，受濕后大量灰塵粘灰等問題。根據(jù)情況，并咨詢了相關(guān)過濾器廠家，我們選擇了KJL2000型濾筒，用進(jìn)口的RK-300高效抗拉強(qiáng)度大、挺度高的防水型進(jìn)口濾紙，代替原有國(guó)產(chǎn)普通濾紙，可解決原國(guó)產(chǎn)濾紙容易破損和遇濕后粘灰等問題，提高了過濾器濾筒的壽命，在提高吸附效率的同時(shí)也降低了空氣進(jìn)壓縮機(jī)的阻力。

4、過濾器反吹程序優(yōu)化措施

優(yōu)化自潔式空氣過濾器的編程控制儀：①增加脈沖寬度；②縮短反吹氣間隔時(shí)間；③改變編程控制儀控制模式，將編程控制儀選擇在定時(shí)、定位模式，不選擇壓差自潔控制方式，可以從整體上控制過濾器阻力。連續(xù)大霧天氣（或連續(xù)濕度≥95%）時(shí)，可縮短周期反吹時(shí)間。

原設(shè)計(jì)的反吹程序運(yùn)行為間隔30秒吹1秒；根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，發(fā)現(xiàn)實(shí)際氣量不足，一排5個(gè)過濾器濾筒，只能吹到第3個(gè)，第4個(gè)基本無明顯氣量，我們將間隔時(shí)間改為45秒時(shí)間，已使得氣源管道內(nèi)壓力升高，然后加大吹掃時(shí)間，較吹掃時(shí)間增大至3秒，提高了實(shí)際吹掃的效率。

同時(shí)在雨雪天氣，加大吹掃頻率和提高氣源壓力，以保持吹掃效果。當(dāng)阻力過高時(shí)，還要進(jìn)行在線濾筒清理。

5、調(diào)試及工業(yè)應(yīng)用情況

達(dá)到預(yù)期的<150Pa的要求，蒸汽流量也比同期有了明顯的下降，取得了預(yù)期效果。

6、結(jié)束語

過濾器阻力的降低，吹掃效果的改善，不僅使得濾筒壽命提高，也對(duì)大型壓縮機(jī)組起到保護(hù)作用，防止灰塵、雜質(zhì)等進(jìn)入壓縮機(jī)附在葉輪上，對(duì)保證壓縮機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行起到重要的作用。

作者簡(jiǎn)介：李威威（1989年-），男，陜西安康人，2010年畢業(yè)于安康職業(yè)技術(shù)學(xué)院小學(xué)教育專業(yè)，技術(shù)員，現(xiàn)從事煤化工項(xiàng)目空分裝置的技術(shù)管理工作。