空气过滤器滤筒选用与应用

1、空气过滤器的原理介绍
    空气过滤器是“口罩”，它本身没有动力，动力来自压缩机，燃气轮机等设备吸入口的负压。在吸气负压下，入口过滤器吸入周围环境中的空气，当空气进入过滤器后会通过滤筒过滤，空气中一部分较大的颗粒粉尘在重力和惯性力的作用下，沉降到过滤器的底部，细小的粉尘颗粒通过布朗扩散和滤筒上的纤维拦截等综合效应，使粉尘沉积在滤筒的滤料表面。滤筒上面经过一段时间的积灰，阻力上升，当阻力达到设定值时，脉冲反吹系统启动，反吹气体从滤筒内部冲击滤筒，滤筒上的灰尘被振落，阻力就会下降，。经过过滤后的气体进入净气室内，然后由出风管送出至压缩机、汽轮机等设备。

2、 空气过滤器滤筒的现状
      对压缩机、汽轮机等高速运转的机器来讲，尘粒、粉尘是影响设备长周期正常运行的原因之一。昂贵的空气动力设备是必须常年运转的关键设备。为了确保它们无障碍、高效率运行，最大限度地减少停机次数和维护工作量，就要在空气吸入口设置空气过滤器，以减少粉尘对设备的破坏。虽然空气过滤器非常重要，但是从实际使用来说，空气过滤器滤筒的选型和使用还是存在很多问题的，主要体现以下几点问题：

      对压缩机、气轮机等高速运转的机器来讲，尘粒、粉尘是影响设备长周期正常运行的原因之一。昂贵的空气动力设备是必须常年运转的关键设备。为了确保它们无故障、高效率运行，最大限度地减少停机次数和维护工作量，就要在空气吸入口设置空气过滤器，以减少粉尘对设备的破坏。虽然入口过滤器非常重要，但是从实际使用来说，入口过滤器滤筒的选型和使用还是存在很多问题的，主要体现以下几点问题：

      ①　没有预过滤：大颗粒粉尘（粒径≥5um）撞击滤筒和气流通道，造成表面磨损。使得滤筒的使用寿命很短，滤筒容易破损。

      ②　滤筒精度低：小颗粒粉尘（粒径＜5um）在设备内部形成坚实的结垢，这些结垢影响气流运动，造成设备运行效率降低，使“喘振曲线”漂移，有时还会破坏“动平衡”。
 
      ③　滤筒不能防腐蚀性粉尘：腐蚀性粉尘引起设备化学腐蚀，缩短滤筒及设备的使用寿命。
 
      ④　滤筒防潮性能差：滤筒在受潮后不能及时恢复，入口过滤器持续高阻力运行，使得设备的运行效率降低，能耗高。
⑤　滤筒透气性能差：在同样的精度情况下，很多透气性差的滤筒会使入口过滤器的阻力上升快，高能耗运行，滤筒使用寿命短，总体运行成本高。
 
3、 空气过滤器滤筒的选型
      入口过滤器滤筒的选用其实涉及到很多方面，不光是滤筒本身，还会涉及到整个系统设计。所以选用滤筒时应该参考处理风量、周围环境、预过滤等：
 
      1）实际运行所需条件：主要考虑不同类型的压缩机、燃气轮机的工作条件，运行所期望的压力损失（压降），滤筒的过滤风速、效率，过滤目标颗粒污染物尺寸，容尘量、容尘形式（表层过滤还是深层过滤）等。这里的每一项在设计的时候都需要考虑到。
 
      2）处理风量设计：从使用效果的观点来讲，当然是处理的风量越大越好。在空压机和燃气轮机入口过滤器的设计中，经常见到保守设计。增大气量的匹配，一般按照2倍设计，有时考虑到使用效果会设计的更大，但是有些业主更注意初期投资成本，所以有时用户抱怨过滤器滤筒使用寿命短，其实是匹配做得太小的原因。
 
      3）滤筒的设计：滤筒设计主要考虑到安装方式、过滤面积、滤筒护网、密封圈和滤筒选材等，这里面每一项都有不同的要求。如安装方式涉及到空间位置，维护更换，过滤面积会影响到过滤风量，滤筒护网涉及到反吹和滤筒强度，密封圈则是会影响滤筒的密封性能的稳定，滤筒的选材则会影响到整个滤筒的使用寿命、过滤精度等。所以每一项选择都是有其详细的考量，而不是一成不变的一种滤筒就可以适用所有的工况。
 
      4）周围的环境：周围环境需要考虑到两个方面，一个是周围客观存在的气候，例如变换的季节、沙漠、沿海、城市、严寒等各种不同的环境都会对滤筒选择产生的影响，还有一个环境是考虑周边的相关企业（如：热电厂、水塔、化工厂等），农业活动，风向（迎风、背风），进气口离地面的高度（由于建筑和地形所引起的局部气流），这些在设计选型中都需要考虑到。
 
      5）多级过滤：多级过滤涉及到预过滤和后端的高效过滤，很多情况下光靠一级滤筒过滤很难完成过滤要求。例如柳絮、昆虫、风沙、潮湿、雾、雨、盐、雪、烟等情况需要选择性的增加气候罩、筛网、惯性分离器、水分聚结器、金属护网、无纺棉等预过滤。而在进气要求在H11-H13级别或更高的情况下，可以选择增加三级高效过滤器。增加多级过滤不仅能够很好的起到保护过滤器及滤筒的作用，而且能够提高滤筒的使用寿命，是现在入口过滤器设计中最实用的一种方式。
设计的时候效率和成本是对立的，所以一套设计合理的入口过滤器不仅能够高效的完成过滤任务，而且能给用户节约成本。
 
4、 空气过滤器滤筒的选择
     首先从入口过滤器的滤筒安装方式分也有好多种，主要有小孔吊装式、竖装卡盘式、竖装三爪旋转式、卧式。小孔吊装式设备结构简单，但是安装维护麻烦；竖装卡盘式安装维护方便，但是相对体积较大；竖装三爪式安装方便，但是密封性能要求高；卧式安装维护方便，体积小，但是滤筒上有一定死角。不管是哪种安装方式都有其优缺点，没有哪种是最好的方式，只有选择最合适的滤芯安装方式才能取到最优的效果。所以对于入口过滤来说，选择滤芯安装方式也是很重要的。
 
    从材质上主要分为玻璃纤维、聚酯纤维、木浆纤维三大类。玻璃纤维过滤精度高、防湿性强、透气度好等突出优点吗，但是由于它的耐破度很低（仅3kPa），所以不能作为反吹脉冲滤芯材料；聚酯纤维虽然耐破性能好，但是透气性差，也很少用在入口过滤 。现在使用的空气入口过滤的滤芯主要采用木浆纤维、木浆纤维和其他纤维的混合材料、纳米滤材等。
用于空气入口过滤的高效滤芯的滤材国内暂时还不能生产，所以主要集中在美国HV公司和美国Ahlstrom公司。根据不同的使用工况，有针对性的选择入口过滤滤芯：有湿度的工况，滤芯必须保证疏水性，恶劣的工况滤芯很容易被堵塞，因为有粘性的合成粉尘，如碳氢化合物（油雾烟尘）；脉冲清洁程序后的压力恢复必须要足够；盐腐蚀性的工况，滤芯必须保证盐不能渗入到主机造成腐蚀。在入口过滤这块，专门选择了几款滤材来适用在不同的工况条件。
 
4.1沙漠地区
    主要是天气炎热，环境干燥，而且经常会有大风，粉尘中沙尘颗粒大小种类多，粉尘浓度大。关于滤材应该考虑到的主要特性：①微小颗粒，过滤效率高；②疏水性能好；③可以脉冲反吹，滤筒的滤材建议：①木浆纤维+精细纤维（分层技术或涂层技术），滤材型号RHFD/234，RHFD/234FR；②木浆纤维+合成纤维，滤材型号RHPE80/20；③纳米滤材，滤材型号RHNF/123。
 
4.2海上平台
    海水中盐浓度高，盐的腐蚀性大，对设备部件的破坏性极强，而且海上湿度大，有时有大雾，这种环境下对入口滤芯的要求非常高。关于滤材应该考虑的主要特征：①选择中/高效级别；②极好的疏水性能；③脉冲功能。滤筒的滤材建议：纳米滤材，滤材型号RHNF/123。
 
4.3沿海地区
    主要是湿度大，空气中的水分对滤芯的耐潮性能要求特别高，并且此种地区的环境也会有盐腐蚀性。关于滤材应该考虑的主要特征：①选择中效级别；②疏水性能好；③可以脉冲反吹。滤筒的滤材建议：①木浆+疏水性能极好的合成纤维RHPE80/20；②纳米滤材，滤材型号RHNF/123。
 
4.4城市
    工厂废气、汽车尾气排放等污染气体，粉尘量大，并且种类复杂。关于滤材应该考虑的主要特征：①高碳氢化合物容尘量；②疏水性能好；③对微小粉尘颗粒，过滤效率高。滤筒的滤材建议：①木浆纤维+精细纤维（分层技术或喷涂技术）滤材型号RHFD/234；②木浆纤维+合成纤维+玻纤，滤材型号RHPE80/20；纳米滤材，滤材型号RHNF/123。
 
      以上这些滤材能够很好选用的应用在各种相应工况的入口过滤上，并且在不同的环境中选用有针对性的滤材。这样不仅能够确保入口过滤的效率，而且能够提高空气过滤器滤芯的使用寿命。
 
5、小结

      入口过滤滤筒是整个过滤系统的关键部位，类似于压缩机、空压机、燃气轮机设备的“口罩”，只有通过选择正确的、合适的入口过滤设备、滤芯、滤料才能达到保护设备的作用。在现实使用中已经出现很多因为入口滤芯选择不当，或者选择劣质的滤芯而引起的各种事故。所以，只有正确的认识了入口过滤设备及滤芯，才能有效的防止此类事故的发生。

——文章摘自中国压缩机网

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