În condițiile modernizării producției și creșterii competitivității acesteia în industrie, echipamentele scumpe de înaltă performanță sunt din ce în ce mai utilizate. Pentru a prelungi serviciul și pentru a crește resursele, devine foarte important să rezolvăm problema de filtrare a diferitelor medii. Și aici, înainte de organizațiile de proiectare și de exploatare, există o problemă de alegere corectă a echipamentului de filtrare.
Recent, s-au răspândit noi materiale de filtrare și tehnologii de filtrare. dezvoltate pe baza lor:
- Aspectul grilajelor fasonate, neizolate, cu un profil în formă de pană, a condus la crearea de filtre automate;
- Apariția materialelor de filtrare sintetice (polimerice) de cost redus a dus la dezvoltarea cartușelor de filtrare cu elemente de filtrare de unică folosință;
- Aspectul elementelor de filtru din inox de primăvară a dus la crearea unor filtre regenerate și la temperaturi ridicate.
Toate aceste tipuri de filtre au avantajele și dezavantajele lor. Prin urmare, de multe ori, de economisire a costurilor de capital, puteți pierde foarte mult în operaționale.
În acest articol, luăm în considerare 4 tipuri diferite de filtre și condițiile de aplicare a acestora, luând în considerare contaminarea mediului filtrat, rata de filtrare, capacitatea de murdărie a cartușelor de filtrare și filtrul însuși și condițiile de funcționare, luând în considerare componenta economică.
Să luăm în considerare 4 scheme tehnologice în care se folosesc alternativ filtre cu următorii parametri:
- productivitate 200 m 3 / oră;
- finețea filtrării de 100 μm;
- presiune de 10 kg / cm2.
Densitatea medie a contaminanților este de 1,5 g / cm3.
Granulometria mediului care trebuie filtrat: particule ≤ 100 μm - 10%; particule ≥ 100 μm -90%
La utilizarea echipamentului de filtrare, rolul important îl joacă indicatorul, cum ar fi capacitatea de namol - masa poluanților pe care filtrul poate să o dețină. La determinarea capacității de namol, trebuie avut în vedere că, în cazul nostru, din 100% dintre contaminanții filtrați:
- aproximativ 30% sunt depuse pe fundul filtrului (ulterior spălate în canal);
- aproximativ 60% sunt reținute pe suprafețele filtrului;
- restul de 10% din particule au o dimensiune mai mică de 100 pm și, prin urmare, nu sunt reținute de suprafața filtrului.
Pe baza ratei recomandate de filtrare a fluidului de 0,2-0,4 m / s, se calculează zona de filtrare și se selectează dimensiunea filtrului în condițiile noastre, luând în considerare aceeași capacitate de namol. Suprafața medie de filtrare Sobshch va fi de 1,5 m2 cu o suprafață efectivă Sef = 40%.
Atunci când se calculează consumul de noroi, luăm grosimea maximă a stratului de contaminare cu t = 0.5 cm, simplificând astfel capacitatea noroiului conform formulei:
G = Sobt ∙ t ∙ p = 1,5 m 2 ∙ 0,005 m ∙ 1500 kg / m 3 = 11,25 kg
Capacitatea de murdărie a unui singur filtru la max ΔP = 1,5 kg / cm 2:
ΣG = 18 kg, în cazul în care 30% (6 kg) este sedimentul de fund, 60% (12 kg) sunt depunerile filtrată pe suprafața de filtrat.
Atunci când se calculează capacitatea de nămol, presupunem că cartușele de unică folosință, de regulă, au o capacitate de namol de 1,5 ori mai mare datorită caracteristicilor structurale.
Plecând de la condiția de continuitate a filtrării, luăm în considerare următoarele scheme:
Schema 1. Două filtre cu lichid de drenaj al ochiurilor
Filtrul de lichid de scurgere a ochiurilor (FSSJ) este un aparat vertical montat pe trei suporturi de sprijin. Fitingurile de admisie și evacuare ale mediului sunt amplasate pe aceeași linie și permit ca filtrul să fie integrat în conducta existentă. Elementul de filtrare este un cadru de sprijin cu o plasă de filtru întinsă peste el. Mediul contaminat curge prin conducta de ramificație a duzei de admisie în cavitatea interioară a elementului de filtrare.
Când trece prin elementul de filtrare, particulele solide sunt reținute pe suprafața grilajului de filtrare. Unele impurități și contaminanți se încadrează în zona inferioară a corpului, în timp ce concentrația acestora crește odată cu trecerea timpului. Lichidul curățat de elementul de filtrare este extras din carcasa filtrului prin racordul de evacuare. Regenerarea rețelei de filtrare se realizează mecanic prin demontarea elementului de filtrare și prin curățarea suprafeței acestuia.
- prețul de cumpărare - 200 mii de ruble.
- Diametrul carcasei - Dy = 600 mm
- aria de filtrare -1,5 m 2
- capacitatea de namol a unui filtru la max ΔP = 1,5 kg / cm 2. G = 18 kg.
Schema 2. Un filtru automat cu fantă
Filtru cu fantă automată spălare inversă cu jet (FSCHA) este un aparat vertical în care carcasa între plăcile tubulare superioare și inferioare în cercuri concentrice montate elemente filtrante - cilindrice cu fante grilaj cu suprafața de lucru interioară.
fluid contaminat intră prin duza de intrare în cavitatea interioară a elementelor de filtrare. Cu trecerea mediului de lucru prin impuritatile mecanice grilajul crestate sunt reținute pe o suprafață interioară a elementelor de filtrare. fluidul de lucru purificat din carcasa filtrului prin tetina de evacuare intră în conductă. După pornirea motorului de viteze de regenerare începe să se rotească elementele de filtrare cu tambur. La combinarea elementului filtrant cu o țeavă de spălare se deschide poarta disc backwash și impurități mecanice din interiorul elementelor de filtrare se îndepărtează prin curgerea inversă a duzei de evacuare a fluidului purificat. Periodic retrospălare proces implementat restaurări slit grătare și reduce căderea de presiune în aparatul de la intrare și ieșire. Capacitatea de a reglementa in sine permite filtrului să funcționeze pentru o lungă perioadă de timp, cu o simplă întreținere și costuri reduse de operare.
- prețul de achiziție este de 600 de mii de ruble.
- Diametrul carcasei - Dy = 400 mm
- Zona de filtrare la Sef este de 10%: Sobsch = 2,4 m 2
- capacitatea de namol a unui filtru la max ΔP = 1,5 kg / cm 2. G = 18 kg.
Schema 3. Două filtre sunt regenerabile
Filtrul regenerat FR este proiectat pentru curățarea lichidelor de impurități mecanice cu dimensiunea particulelor de la 20 la 100 microni. Principalul avantaj al acestui filtru este posibilitatea de regenerare rapidă prin intermediul dispozitivului de reglare a gazului pentru împiedicarea înapoi a elementului de filtrare cu arc FEC cu abur, aer sau gaz inert. Regenerarea are loc fără dezasamblarea filtrului și necesită un timp minim.
- prețul de cumpărare este de 350 de mii de ruble.
- Diametrul carcasei Dy = 800 mm
- Zona de filtrare la Sef este de 24%: Sobsch = 2,4 m 2
- capacitatea de namol a unui filtru la max ΔP = 1,5 kg / cm 2. G = 18 kg.
Schema 4. Două cartușe de filtrare
Filtrul pentru cartușe (FC) este un aparat vertical, montat pe trei stâlpi de susținere. Elementele de filtrare sunt țesute cartușe, combinate într-o singură casetă, instalate între inelele de susținere, împărțind astfel volumul interior al carcasei în două cavități - pentru mediu contaminat și purificat.
Mediul contaminat intră prin conducta de ramificație a duzei de admisie, devine pe suprafața exterioară a elementelor de filtrare. Impuritățile mecanice sunt reținute de cartușe, iar lichidul purificat este extras din carcasa filtrului prin racordul de evacuare. Cartușele de filtrare nu sunt regenerabile și trebuie înlocuite dacă sunt contaminate.
- prețul de cumpărare - 200 mii de ruble. În filtru există 20 de cartușe de filtrare adânci de unică folosință cu un diametru de 63 mm și o lungime de 1000 mm la un preț de 800 de ruble. pe unitate
- Diametrul carcasei - Dy = 600 mm
- Zona de filtrare - 4,2 m 2
- Capacitatea de noroi a unui cartuș filtrant adânc la ΔР = 1,5 kg / cm2 este Gπ1 = 1,8 kg. Capacitatea de murdărie a unui filtru la maxim ΔP = 1,5 kg / cm2 - ΣG - 42 kg = 6 kg. - sediment + Gp = 36 kg - depuneri filtrată pe cartușe de filtrare profunde.
În funcție de echipamentul disponibil, vom calcula ciclul de filtrare (timpul de funcționare în ore înainte de regenerare) a filtrului cu contaminare diferită a lichidului filtrat.
Craig - numărul de servicii tehnice (regenerări) pe an.
- Gn - capacitatea de nămol a suprafeței filtrate, mg
- Debitul Q, l / h
- Kpr este un coeficient care ia în considerare procentul de particule care trec prin suprafața de filtrare (Kp = 0,9)
- Kf este un coeficient care ia în considerare numărul de particule reținute de suprafața de filtrare (Kf = 0,6)
- J - cantitate de impurități mecanice, mg / l
Datele sunt rezumate în tabelul 1.
Costurile anuale de operare - un indicator al gradului de eficiență economică și tehnică a mașinilor și a echipamentelor, luând în considerare costurile directe pe unitate de timp pentru amortizare, costurile forței de muncă, combustibil, întreținerea și repararea de depozitare, dobânda pe credit, taxe, costurile de asigurare, cheltuielile generale și alte cheltuieli , asociat cu funcționarea sa.
Proprietățile economice ale unui obiect, precum și caracteristicile sale fizice (greutate, dimensiuni, durata de viata si altele asemenea. D.), trebuie să depindă numai de parametrii tehnici și structurale ale obiectului și să fie constantă sau relativ constantă pe durata de viață a obiectului. Acest criteriu este criteriul costurilor anuale de funcționare (GEZ). Pentru orice mașină, acest criteriu este determinat de formula:
- Agase - costuri anuale de exploatare, ruble / an
- Arf = (Сн / час ∙ Тф + Срасх) Crege - costuri anuale pentru regenerarea filtrului
- СЗ - preț de cumpărare. freca.
- H = 10 - durata medie de funcționare, ani
- SN / oră - costul unei ore standard, frecați
- Тф - intensitatea forței de muncă a întreținerii filtrului, oră
- Craig - numărul de regenerări pe an
- Срасх - costul consumabilelor, frecati.
În același timp, cel mai important factor care afectează costurile de operare este TF - efortul de întreținere a filtrelor. Tf arată câte ore este necesar pentru a menține filtrul pentru a-și restabili capacitatea de filtrare.
TFSZH = 2 persoane ∙ 1,5 ore = 3 ore
TFFSA = 4 servicii pe an ∙ 2 persoane ∙ 8 ore = 64 de ore pe an
TFF = 2 persoane ∙ 0,5 ore = 1 oră
TFP = 2 persoane ∙ 1 oră = 2 ore
Astfel, costurile anuale de întreținere ale filtrului pentru a-și restabili capacitatea de filtrare vor fi:
unde Срасх - costul garniturilor.
În cazul în care Срасх - costul de garnituri
unde Scartr = 800 rub - costul unui element de filtru de unică folosință, N = 20 - numărul elementelor de filtrare.
Frecvența întreținerii filtrelor depinde direct de contaminarea fluidului de proces. De exemplu, atunci când filtrarea apei recirculate la o instalație metalurgică, filtrul automat a fost clătit printr-o presiune diferențială P = 1 kg / cm2 cel puțin o dată pe oră. Astfel, au avut loc 24 de regenerări pe zi.
Proprietățile economice ale oricărei instalații ar trebui să depindă de parametrii tehnici și de proiectare ai instalației în sine și să fie relativ constante pe întreaga durată de viață a instalației.
Eficiența economică a utilizării diferitelor tipuri de filtre depinde de contaminarea mediului filtrat, se filtrează și capacitatea de contaminanți, respectiv, frecvența și complexitatea serviciului. Graficul și tabelul de mai jos arată dependența eficienței filtrului de acești parametri.
Trimiteți-le prietenilor: