εταιρικά νέα για Πότε πρέπει να αντικαταστήσετε ένα φυσίγγιο φίλτρου; Κατανόηση της διαφορικής πίεσης και της πραγματικής διάρκειας ζωής

Σε πολλά βιομηχανικά συστήματα φιλτραρίσματος, τα φυσίγγια φίλτρου αντικαθίστανται σύμφωνα με ένα σταθερό πρόγραμμα: κάθε εβδομάδα, κάθε μήνα ή μετά από έναν ορισμένο αριθμό παρτίδων παραγωγής.

Αυτή η προσέγγιση είναι βολική, αλλά δεν είναι πάντα τεχνικά σωστή.

Η πραγματική διάρκεια ζωής μιας κασέτας φίλτρου εξαρτάται από τη συγκέντρωση ρύπων, τον ρυθμό ροής, το ιξώδες υγρού, την περιοχή φίλτρου, την ονομαστική τιμή micron, την πίεση λειτουργίας και τη δομή του μέσου φίλτρου. Ακόμη και δύο πανομοιότυπα φυσίγγια που είναι εγκατεστημένα σε παρόμοιες γραμμές παραγωγής μπορεί να έχουν πολύ διαφορετική διάρκεια ζωής.

Ένας πιο πρακτικός δείκτης είναιδιαφορική πίεση, συχνά γράφεται ως ΔP.

Διαφορική πίεση είναι η διαφορά πίεσης μεταξύ της εισόδου και της εξόδου ενός περιβλήματος φίλτρου.

Για παράδειγμα, εάν η πίεση εισόδου είναι 3,0 bar και η πίεση εξόδου είναι 2,8 bar, η διαφορική πίεση είναι:

ΔP = 3,0 - 2,8 = 0,2 bar

Όταν τοποθετείται ένα νέο φυσίγγιο, η διαφορική πίεση είναι συνήθως σχετικά χαμηλή. Καθώς τα σωματίδια συσσωρεύονται μέσα ή στην επιφάνεια του μέσου φίλτρου, η αντίσταση ροής αυξάνεται και η διαφορική πίεση σταδιακά αυξάνεται.

Αυτό καθιστά το ΔP έναν από τους πιο χρήσιμους δείκτες φόρτωσης φίλτρου.

Εξετάστε ένα εργοστάσιο ποτών που χρησιμοποιεί ένα φυσίγγιο πολυπροπυλενίου 5 μm μετά από μια δεξαμενή ενεργού άνθρακα.

Αμέσως μετά την εγκατάσταση νέων κασετών, το σύστημα μπορεί να λειτουργήσει σε:

• Πίεση εισόδου: 2,8 bar
• Πίεση εξόδου: 2,6 bar
• Διαφορική πίεση: 0,2 bar

Μετά από αρκετές ημέρες λειτουργίας, τα λεπτά σωματίδια ενεργού άνθρακα και τα αιωρούμενα στερεά αρχίζουν να συσσωρεύονται στα φυσίγγια.

Οι ενδείξεις ενδέχεται να αλλάξουν σε:

• Πίεση εισόδου: 3,0 bar
• Πίεση εξόδου: 2,3 bar
• Διαφορική πίεση: 0,7 bar

Αρκετές ημέρες αργότερα, η διαφορική πίεση μπορεί να φτάσει τα 1,2 bar ή υψηλότερα.

Σε αυτό το στάδιο, τα φυσίγγια μπορεί να εξακολουθούν να φαίνονται δομικά άθικτα, αλλά το σύστημα φιλτραρίσματος αντιμετωπίζει ήδη σημαντικά υψηλότερη αντίσταση. Η ροή μπορεί να μειωθεί, οι αντλίες μπορεί να λειτουργούν σκληρότερα και η παραγωγική ικανότητα μπορεί να επηρεαστεί.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο απλά κοιτάζοντας το φυσίγγιο ή μετρώντας ημέρες λειτουργίας δεν παρέχονται αρκετές πληροφορίες.

Καθώς η διαφορική πίεση συνεχίζει να αυξάνεται, μπορεί να προκύψουν πολλά προβλήματα.

Πρώτον, ο ρυθμός ροής του συστήματος μπορεί να πέσει κάτω από τον απαιτούμενο ρυθμό παραγωγής. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε συστήματα ποτών, χημικών και επεξεργασίας νερού όπου απαιτείται σταθερή ροή για εξοπλισμό κατάντη.

Δεύτερον, η υπερβολική διαφορική πίεση μπορεί να καταπονήσει μηχανικά το φυσίγγιο του φίλτρου. Τα πτυχωμένα μέσα μπορεί να παραμορφωθούν, τα στρώματα στήριξης μπορεί να καταρρεύσουν ή οι στεγανοποιήσεις μπορεί να καταστραφούν εάν η κασέτα λειτουργεί πέρα ​​από τα συνιστώμενα όρια.

Τρίτον, η υψηλότερη αντίσταση μπορεί να αυξήσει την κατανάλωση ενέργειας επειδή η αντλία πρέπει να παράγει περισσότερη πίεση για να διατηρήσει την ίδια ροή.

Επομένως, ένα φίλτρο με μεγάλο φορτίο δεν πρέπει να θεωρείται «πιο αποδοτικό» απλώς και μόνο επειδή αιχμαλωτίζει περισσότερη βρωμιά. Σε κάποιο σημείο, η συνέχιση της λειτουργίας γίνεται οικονομικά και μηχανικά αναποτελεσματική.

Δεν υπάρχει ενιαία διαφορική πίεση αντικατάστασης κατάλληλη για κάθε φυσίγγιο.

Το σωστό όριο εξαρτάται από τον σχεδιασμό του φίλτρου, το υλικό του μέσου, τη διαμόρφωση του περιβλήματος, τη θερμοκρασία λειτουργίας και τις συστάσεις του κατασκευαστή.

Σε πολλές εφαρμογές φιλτραρίσματος υγρών, οι χειριστές μπορεί να αρχίσουν να εξετάζουν το ενδεχόμενο αντικατάστασης όταν η διαφορική πίεση φτάσει περίπου1,0 έως 2,0 bar, αλλά αυτό δεν πρέπει ποτέ να αντιμετωπίζεται ως παγκόσμιος κανόνας.

Για τα φυσίγγια μεμβράνης που χρησιμοποιούνται σε κρίσιμες φαρμακευτικές ή τελικές εφαρμογές φιλτραρίσματος, οι αποδεκτές συνθήκες λειτουργίας μπορεί να είναι πολύ διαφορετικές από εκείνες των φίλτρων βάθους πολυπροπυλενίου που χρησιμοποιούνται για γενική προεπεξεργασία νερού.

Ελέγχετε πάντα τη μέγιστη συνιστώμενη διαφορική πίεση για το συγκεκριμένο φυσίγγιο.

Οι μηχανικοί συχνά επικεντρώνονται μόνο στην τελική πίεση αντικατάστασης, αλλά ηαρχικό ΔP ενός καθαρού φίλτρουείναι εξίσου σημαντική.

Ας υποθέσουμε ότι δύο φυσίγγια 1 μm ελέγχονται με τον ίδιο ρυθμό ροής.

Το φυσίγγιο Α έχει αρχική διαφορική πίεση 0,15 bar.

Το φυσίγγιο Β έχει αρχική διαφορική πίεση 0,55 bar.

Εάν και τα δύο φυσίγγια αντικατασταθούν σε διαφορική πίεση 1,5 bar, το φυσίγγιο Α έχει πολύ μεγαλύτερη χωρητικότητα πτώσης πίεσης πριν φτάσει στο σημείο αντικατάστασης.

Αυτό συνήθως σημαίνει μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, με την προϋπόθεση ότι η απόδοση φιλτραρίσματος και τα χαρακτηριστικά συγκράτησης ρύπων είναι συγκρίσιμα.

Μια χαμηλότερη καθαρή διαφορική πίεση είναι επομένως συχνά σημάδι καλύτερης υδραυλικής απόδοσης.

Μια άλλη πρακτική λύση για συχνή αντικατάσταση φυσιγγίων είναι η αύξηση της συνολικής επιφάνειας φιλτραρίσματος.

Φανταστείτε ένα σύστημα που επεξεργάζεται 20 m³/h νερού μέσω πέντε φυσιγγίων 40 ιντσών. Κάθε κασέτα χειρίζεται αποτελεσματικά περίπου 4 m³/h.

Εάν η ίδια ροή κατανέμεται σε δέκα φυσίγγια, η ροή ανά φυσίγγιο μειώνεται σε περίπου 2 m³/h.

Η χαμηλότερη ταχύτητα ροής συνήθως μειώνει την πτώση πίεσης και μπορεί να βελτιώσει την απόδοση συγκράτησης βρωμιάς. Σε εφαρμογές με υψηλό φορτίο σωματιδίων, αυτό μπορεί να επεκτείνει σημαντικά το διάστημα αντικατάστασης της κασέτας.

Ωστόσο, η αύξηση της ποσότητας φυσιγγίων απαιτεί επίσης μεγαλύτερο περίβλημα και υψηλότερη αρχική επένδυση. Ο καλός σχεδιασμός του συστήματος φίλτρου περιλαμβάνει επομένως την εξισορρόπηση του κόστους κεφαλαίου έναντι της κατανάλωσης κασετών, της συχνότητας συντήρησης και του χρόνου διακοπής λειτουργίας.

Η διαφορική πίεση μπορεί επίσης να βοηθήσει στη διάγνωση προβλημάτων διαδικασίας.

Για παράδειγμα, εάν τα φυσίγγια διαρκούν κανονικά τέσσερις εβδομάδες αλλά ξαφνικά φτάσουν στην πίεση αντικατάστασης μέσα σε τρεις ημέρες, η αντικατάσταση των δοχείων από μόνη της μπορεί να μην λύσει το πραγματικό πρόβλημα.

Οι πιθανές αιτίες μπορεί να περιλαμβάνουν:

• Ενεργός άνθρακας που διαφεύγει από ένα δοχείο άνθρακα ανάντη
• Μη φυσιολογικό ίζημα που εισέρχεται στην παροχή νερού
• Αστοχία φίλτρου προεπεξεργασίας
• Μόλυνση διεργασιών
• Λανθασμένη λειτουργία βαλβίδας
• Ξαφνική αύξηση της ροής παραγωγής
• Χρησιμοποιώντας μικρότερη βαθμολογία micron από ό,τι χρειάζεται

Σε τέτοιες περιπτώσεις, η κασέτα φίλτρου συμπεριφέρεται σαν συσκευή έγκαιρης προειδοποίησης.

Η παρακολούθηση του ρυθμού αύξησης της διαφορικής πίεσης μπορεί να παρέχει πολύτιμες πληροφορίες για την κατάσταση ολόκληρου του συστήματος φιλτραρίσματος.

Μια επαγγελματική στρατηγική αντικατάστασης φυσιγγίων θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη περισσότερο από τον χρόνο λειτουργίας.

Οι χρήσιμοι δείκτες περιλαμβάνουν τη διαφορική πίεση, τον πραγματικό ρυθμό ροής, την ποιότητα του προϊόντος, τις μικροβιολογικές απαιτήσεις, την ακεραιότητα του φυσιγγίου, το χρονοδιάγραμμα παραγωγής και τη μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση που καθορίζεται από τον κατασκευαστή.

Για το φιλτράρισμα μη κρίσιμων σωματιδίων, η διαφορική πίεση και η ροή είναι συχνά οι κύριοι δείκτες.

Για εφαρμογές φαρμακευτικών προϊόντων, τροφίμων και ποτών και υψηλής καθαρότητας, οι αποφάσεις αντικατάστασης μπορεί επίσης να εξαρτώνται από τους κύκλους υγιεινής, τα αρχεία παρτίδων, τις απαιτήσεις επικύρωσης ή τον μικροβιακό έλεγχο.

Η πολύ νωρίς αντικατάσταση κασετών σπαταλά τη χωρητικότητα του φίλτρου και αυξάνει το λειτουργικό κόστος. Η πολύ καθυστερημένη αντικατάστασή τους μπορεί να μειώσει τη ροή παραγωγής, να αυξήσει την κατανάλωση ενέργειας ή να καταστρέψει το στοιχείο φίλτρου.

Η πιο οικονομική προσέγγιση είναι να κατανοήσουμε πώς συμπεριφέρεται το φίλτρο υπό πραγματικές συνθήκες λειτουργίας και να δημιουργήσουμε ένα σημείο αντικατάστασης με βάση μετρήσιμα δεδομένα.