新型过滤器箱体的国产化研发

王茂　马宁　杜彦礼

【摘 要】本文针对目前过滤器在线检测技术的国内外发展水平及现状，重点阐述了其国产化研发的重要意义；同时从国产化研发成功后的新型过滤器箱体的“结构及工作原理、主要技术指标、技术创新点及其市场前景预测”四个方面向读者做了详细介绍和阐述。

【关键词】在线检测；新型过滤器箱体；国产化；技术创新

1 过滤器在线检测技术的国内外发展现状

现如今，随着各国核电和核军工事业的发展，对空气过滤器及其配套设备的需求也在不断增加，相应的过滤器在线检测技术也在不断完善和发展。目前，国外厂家已实现满足《ASME AG-1核空气和气体处理规范》设计和制造要求的、带有就地在线检测装置及接口的过滤器箱体的设计、制造及供货。国内过滤器箱体生产厂家虽多，但均无法满足在箱体内部设置气溶胶注入、均流及在线检测，无法实现过滤器箱体与气溶胶发生器、效率检测仪、差压变送器等配套设备的接口安装及配套供货，也即无法满足过滤器箱体在线检测的机、电、仪一体化的要求。

2 新型过滤器箱体国产化研发意义

该新型过滤器箱体是国家十二五重点规划项目“中国散裂中子源”涉放专用通风空调系统的关键设备之一，用于对主装置区内带有感生放射性气溶胶和粉尘的空气进行过滤处理。涉放专用通风空调系统为不间断运行状态，当箱体内的高效过滤器单元需要更换时，切换至备用过滤器箱体。并对更换后过滤器单元进行过滤效率检测，只有检测合格后的HEPA过滤器方可使用。为安全、有效地针对每个过滤器单元进行过滤效率检测，要求在箱体内设置气溶胶的注入、均流以及检测装置。设备的设计制造必须符合《ASME AG-1核空气和气体处理规范》的要求。目前某科研院在“中国散裂中子源”项目中对此模块化在线检测过滤器箱体使用需求一直依赖于国外进口。

国内过滤器箱体生产厂家虽多，但均无法满足在箱体内部设置气溶胶注入、均流及检测的机、电、仪一体化的要求。鉴于此种情况，对此新型过滤器箱体的国产化研发意义重大，一方面会给研发单位带来良好的经济效益，另一方面也将填补国内该项产品的空白，为核心技术国产化做出贡献。

3 新型过滤器箱体的结构及工作原理

新型过滤器箱体设备按功能段可分为预过滤段、前置气溶胶混合段、HEPA过滤段、后置气溶胶混合段四个部分。

其工作原理为：通过在安装与通风净化系统上的过滤器箱体结构上设置的气溶胶注入装置、气溶胶滤前滤后混合均匀装置、气溶胶滤前及滤后的取样装置，与箱体外部的气溶胶发生器、效率检测仪配合使用，来达到过滤器箱体正常通风净化的状态下，及时有效的在线检测箱体内过滤器的效率，实时监测箱体内部过滤器的运行状况是否良好，从而达到在不影响系统正常运行的前提下及时更换过滤器来确保科研人员人生安全与健康、避免放射性废气二次污染室内空气的目的。

4 新型过滤器箱体的主要技术指标

要求满足ASME AG-1-2003中各项相关要求及用户技术规格书中的各项技术指标（包括预过滤器和HEPA过滤器的效率及初阻力、箱体的泄漏试验、气流分布试验、气溶胶混合均匀性试验等）要求。

主要指标具体如下：

（1）过滤器箱体在额定风量下的外泄漏率为零。

（2）箱体内HEPA过滤器排架前后的内泄漏率不大于额定风量的0.001%。

（3）满足气流分布试验平均值的±20%以内的要求。

（4）满足空气-气溶胶混合均匀性试验平均值的±20%以内的要求。

（5）设备外观及外形尺寸、接口尺寸符合相关要求。

5 新型过滤器箱体的技术创新点

新型过滤器箱体与普通的过滤器箱体相比，主要技术创新点如下：

（1）能够满足过滤器箱体的在线检测的各项技术要求，设置了气溶胶注入装置、气溶胶滤前滤后混合均匀装置、气溶胶滤前及滤后的取样装置。其上配置的差压变送器能够实时的将压力远传给控制中心，再加之与外部的气溶胶发生器、效率检测仪配合使用，能够及时有效的检测过滤器的效率，监测箱体内部过滤器的运行状况。若研制成功，此种结构将成为国内首创。

（2）箱体内气溶胶混合装置结构设计完全满足相关标准要求，能够充分有效地实现空气和气溶胶的混合，确保了效率检测所取样品的有效性。与国内之前生产的过滤器箱体相比，此结构也是一个创新。

（3）通过箱体外的操作手柄驱动箱体内部的连杆滑块旋转机构，可以轻松实现在系统需要检测效率时，升起混合装置孔板及筛板，不需要时放倒该孔板及筛板。此种新型的结构设计也是一个创新点。

（4）箱体结构设计的标准化及模块化也是一个创新点。其标准化主要体现在其过滤单元压紧装置及其密封门、气溶胶混合装置、效率检测及试验接口等结构的标准化设计；其模块化主要体现在本次开发样机1FP+1FA的结构可以轻松推广至多个过滤单元并联、多级过滤的不同风量的过滤器箱体的设计中去。

（5）与国内常规的过滤器箱体相比，结构上的其他创新点有：

可以更加方便快捷的实现过滤器更换时的“袋进袋出”功能。过滤器的检修门与壳体之间设置铰链结构，装卸过滤器时无需拿掉密封门，仅需打开门的四个压紧螺栓即可；另一方面使用阻燃型、透明且有足够强度和韧性的专用塑料袋，其上设置有3只专用手套，以便于方便的装卸过滤器。

6 新型过滤器箱体的市场前景预测

据有关调查显示，在国家重点科研项目上，“中国散裂中子源”项目对该“新型过滤器箱体”需求量会很大。另外，随着我国核电技术的发展，核电站核岛中空气净化产品的在线检测需求也在逐年增加，此新型过滤器箱体有望给核电单位和核工业科研院所提供成套的“模块化在线检测过滤器箱体”。经过一定时间的推广和应用，该新型过滤器箱体必将有着良好的市场前景。

[责任编辑：杨玉洁]