高效空气过滤器的设计选型及应用_吴杰

高效空气过滤器的设计选型及应用

吴 杰 杨海霞 王淑玲

(北京燕山石油化工有限公司设计院,102500)

通过对高效空气过滤器的设计选型及应用,讨论了高效空气过滤器在安装结构、经济效益及使用效果等方面的优越性,几年的现场运行结果表明,效果较好。 关键词: 高效空气过滤器

作 者 简 介

吴杰 工程师,1988年毕业于石油大学炼油化工机械专业,一直从事炼油及化工设备的设计、安装工作。

前言

中国石油化工股份有限公司燕山分公司炼油厂1995年引进美国两台空气压缩机,其所用空气

过滤器是与空气压缩机配套而来的,对空气环境要求较高。燕化地处我国北方地区,气候干燥,风沙大,加上炼油厂第三空压站所处环境中粉尘、灰尘含量较高,而且颗粒直径较大,所以,此环境使用进口空气过滤器不太合适。该压缩机组在使用初期出现空气过滤器内滤芯更换频繁,严重时需一天更换一次,经常造成压缩机入口处的高压报警。同时由于过滤器附近有3.5MPa 蒸汽线出口,造成冬季滤料上结冰,严重影响了空气压缩机的正常使用。

鉴于上述原因,需要重新设计选择一个能适应本地空气环境且能满足压缩机所需空气质量要求的空气过滤器,并与原有的空气过滤器并联使用。

1 方案选择

能处理我国北方空气环境的空气过滤器,国内产品有许多种。主要的有DV 型卷帘式过滤器、以高效空气过滤器为过滤设备的空气过滤器、袋式除尘器以及电除尘器等。目前,在炼油厂主要使用的空气过滤器为DV 型卷帘式过滤器。

DV 型卷帘式过滤器由两级组成。一级为百叶窗式滤尘器,主要过滤一些大的粉尘颗粒,例如树枝、小虫等;二级为卷帘式滤尘器,主要是利用

滤料将空气中大于5 m 的粉尘颗粒滤掉。过滤效率为95%。百叶窗式滤尘器是在含尘空气通道上装有许多由叶板组成的倾斜的挡灰栅,含尘空气在通过挡灰栅时按叶板间的缝隙数分成多股气流,每股气流在通过叶板时会突然改变方向,这时,粉尘颗粒在惯性力的作用下力图保持原来的流动方向,尘粒掠过挡灰栅的缝隙入口而直接打到后面叶板的表面上,并向绕过挡灰栅的空气流动方向相反的方向弹出。因此绕过挡灰栅的空气得以净化而流向第二级卷帘式滤尘器。卷帘式滤尘器是由滤料传动机构及自控系统组成。滤料为化学纤维。经过一级净化后的空气通过滤料时,尘粒被疏密相间的滤料所吸附,从而达到净化空气的目的。当滤料集灰逐渐增多,滤料前后两侧压差超过超过空气压缩机入口处净气室内的额定压差时,压差变送器开始工作,将信号传递给自控系统并使电机驱动滤料传动系统,更换滤料,完毕后自动断电。

以燕山炼油厂第一套催化裂化装置使用的DV 型卷帘式过滤器为参考依据。DV 型卷帘式过滤器在使用中需要安装减速机以便使滤料更换,不但增加了能耗,而且还存在日常的维护、保养等问题。同时,由于滤料整捆更换,需用吊车安装,且更换过程中易出现滤料被电机拉断等情况。同时由于改造项目受到场地限制,现场无法安装DV 型卷帘式过滤器。

鉴于上述情况,我们就空气过滤器的设计选型进行了调研。调查结果表明,使用以高效空气过滤器为过滤设备的空气过滤器,效果较为理想。

该空气过滤器的高效空气过滤器吊挂在净气室的底部,外界空气通过高效空气过滤器后,灰粒被滤芯所吸附,净化后的空气进入净气室后进入

机械 自动控制

石化技术,2001,8(1):45~48

压缩机。由于高效空气过滤器滤芯为立式折叠放置,因而过滤面积大大增加,较原空气过滤器过滤面积增大近3倍。同时,由于它的使用温度在-40 ~50 ,因此,不存在滤芯上结冰而影响使用的问题。该高效空气过滤器过滤效率为99.9%。

由于高效空气过滤器的外形尺寸为 320m m 750mm,因此,整个空气过滤器的总体外形尺寸小。

另外,该空气过滤器无需使用传动设备,更换方便,不存在日常的维护、保养问题。同时,由于其重量很轻,更换时一个人就可以完成操作。

新疆、大庆等使用GL320-II 型高效空气过滤器已多年,效果理想。

综合上述情况,决定采用以高效空气过滤器为过滤设备的空气过滤器。

2 设计

2.1 工作原理

高效空气过滤器主要由穿孔外圆筒、滤芯、穿孔内圆筒组成,两端压紧密封(见图1)

。

1-密封件 2-上盖 3-穿孔外圆筒 4-滤芯

5-穿孔内原筒 6-底盖

图1 高效空气过滤器的结构

工作原理:当压缩机开启时,外界空气通过圆筒型过滤元件 滤芯进入净气室。滤芯为无纺布纤维。为加大过滤面积,将该滤芯折叠成立式放置。通过一段时间的运行后,滤芯表面粉尘不断增加,使净气室内压降不断增加,至额定压降时(净气室内的额定压降,在不同的系统有不同的定值,是根据该系统的具体情况计算出来的),压力传感器发出更换过滤器的报警信号。由于该设备滤芯过滤面积大,滤芯容尘量加大,使用周期延

长。

2.2 设计计算

2.2.1 确定高效空气过滤器的安装尺寸

以江苏宜兴宜航吸音过滤器材联营厂生产的过滤器为例。

根据工艺要求及产品样本计算得出,每台压缩机需要GL320- A 型高效空气过滤器9个,两台压缩机共需要18个,考虑到分布排列结构采用24个。

GL320- A 的滤芯特性为:初阻力小于206Pa,厚度为3mm ;大于5 m 的除尘效率为99.9%。

24个高效空气过滤器的总体外形尺寸3100mm 1800mm 1800mm(见图2)。

图2 24个高效空气过滤器的平面布置

2.2.2 净气室内允许额定压降

(1)由GL320-IIA 高效空气过滤器样本可知,初阻力小于206Pa 。

(2)由具体管路系统进行计算(管路具体布置

见图3)。

图3 管路系统安装示意

以压缩机1为例,所安装的过滤器流程为F

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