自洁式过滤器的优化与应用

摘要：世林化工空分设备配套空压机进气管前设置自洁式空气过滤器，由于国内生产的滤筒使用寿命短，遇含湿量大的空气时滤纸易黏连，进而影响过滤效率，导致空压机叶轮附带杂物较多，影响叶轮动平衡，导致转子的轴振动加剧、超标，使空压机喘振曲线漂移，且使得压缩机组能耗增加，严重影响了空分设备长周期稳定运行。

关键词：过滤器；空压机；阻力

1、自洁式过滤器技术参数及原理

我车间采用无锡中盛公司生产的KJL2000型滤筒，用进口的RK-300高效抗拉强度大、挺度高的防水型进口滤纸，代替原有国产普通滤纸，并对自洁式过滤器的顺控程序进行优化，调整了吹扫频率和吹扫时间，通过改造，使得过滤器过滤效果明显好转，过滤器不易堵塞，过滤阻力小，也使得过滤器的更换周期缩短。

结构及工作原理： KJL型自洁式过滤器由高效过滤筒、文氏管、自洁喷头、反吹系统、控制系统、净气室和出风口、框架等组成。过滤过程：在压缩机吸气负压作用下，KJL吸入周围的环境空气，当空气穿过高效过滤筒时，粉尘由于重力、静电、接触被阻留在滤筒外表面，净化空气进入净气室然后由出风管送出。自洁过程：当电脑发出指令，电磁阀启动并驱动隔膜阀，瞬间释放一股压力为0.4-0.6mpa脉冲气流，经专用喷头整流喷出，文氏管卷吸，密封、膨胀从滤筒内部均匀的向外冲出将积聚在滤筒外表的粉尘吹落，自洁过程完成。反吹自洁过程是间断的每次仅1～2组处于自洁状态，其余的仍在工作所以KJL具有在线自洁功能以保连续工作。

1.3 KJL过滤器采用的进口RK-300滤纸的优点：

（1）同样大的过滤面积，过滤效率高（比色法90%、重量法99.9%）精度（1um）99.9%，比一般提高5%-10%，在≥2μm时，过滤效率为99.99%；

（2）耐潮湿，可在<85%，短时间（雨雾）<100%相对湿度下正常运行；

（3）阻力损失小，一般初始在150pa以下；

（4）净气室采用优质涂层及不锈钢内衬，以杜绝过滤后的空气受二次污染。外表高防腐船用漆，以保证KJL在室外环境下长期不受腐蚀。

（5）寿命长，在正常工作条件下使用，比原滤筒延长筒寿命12个月以上。

2、自洁式过滤器的作用

空压机等高速运转的机器，对其压缩的原料气要求较高，尘粒、粉尘是影响其长期正常运行的主要因素。高速气流中的粉尘颗粒将使机器主要部件表面产生磨损；粉尘在设备内结垢会影响气流运动，破坏叶轮的动平衡，导致转子的轴振动加剧、超标，使喘振曲线漂移，严重的将导致停机检修；腐蚀性的粉尘还会引起设备的化学腐蚀。而在北方沙漠地带环境里，粉尘大量存在，因此在空压机的进气管前一般均配有各类空气过滤器 ，以清除空气中的尘埃，保证吸入原料气的洁净。

3、过滤器型号的选择

世林化工空分系统采用沈鼓压缩机组制造的MCO1404型空压机+3BCL457型增压机，采用汽轮机一拖二带动，为空分装置的关键设备，空压机设计进气量为174000Nm3/h，进气压力为常压，空压机出口温度为99.7℃，压力0.535MPa。

对平空压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。高速气流中粉尘颗粒（≥4μm）使机器主要部件表面产生磨损。粉尘在设备内结垢会影响气流运动，破坏叶轮的动平衡，导致转子的轴振动加剧超标，使“喘振曲线”漂移，严重的被迫停机检修。腐蚀性的粉尘还会引起设备的化学腐蚀。因此在这些设备的进气管前一般均配有空气过滤器。过滤原理是空气通过各种动植物或化学纤维的织物表面、内层时有重力、惯性扩散、接触阻流、静电吸附等作用使空气中的灰尘滞留在濾料滤纸的外侧（在内部建立了粉尘膜），达到除尘目的。

传统自洁过滤器的过滤材料一般多数是选用木浆纤维纸质的滤纸，这种滤纸是采用多层薄纸复合而成，每层纸的平均微孔大约在20—70μm，微孔交错纵横排列，具有一定透气性。空气通过滤纸在很低的过滤速度下阻力值较小（初阻力一般在100Pa以下），这种滤纸在干燥环境下使用效果比较好。但在连续阴雨大雾天气下空气的相对湿度很大（>96～100%），滤纸在纤维受潮后膨胀，使部分微孔缩小或堵塞。若滤纸已使用一段时间，在滤纸的外表面和纸芯层有粉尘存在，受潮后也会膨胀封堵微孔，使滤纸的透气度大幅下降甚至糊筒。在较低的反吹压力下自洁清灰的效果也大大下降。

在连续阴雨大雾或经常持续沙尘暴天气状况下，自洁式过滤器会经常出现阻力大于1200Pa，甚至会出现严重超标的情况。这种状况的长时间发生会危及设备安全并使空压机运行偏离正常工况，吸入气量减少，运行成本增加，严重的还会造成空压机喘振。

世林化工处于毛乌素沙漠边缘，本地区气候干燥，风沙较大，该地区的沙尘天气日渐增多，恶劣的沙尘暴天气在春秋时常发生，夏季也经常有连续下雨天气出现，使得使用的滤筒效果不佳，阻力长期偏大，天晴时约为250Pa-350Pa，小雨及风沙天为500-700Pa，恶劣天气达到800-1200Pa，甚至超量程1600Pa。经常需要清理，也使得过滤器的寿命大大降低。

结合情况，我们认为使得自洁式过滤器滤筒寿命短的原因主要为滤纸不能满足实际工作环境，因此容易出现滤纸破损，受湿后大量灰尘粘灰等问题。根据情况，并咨询了相关过滤器厂家，我们选择了KJL2000型滤筒，用进口的RK-300高效抗拉强度大、挺度高的防水型进口滤纸，代替原有国产普通滤纸，可解决原国产滤纸容易破损和遇湿后粘灰等问题，提高了过滤器滤筒的寿命，在提高吸附效率的同时也降低了空气进压缩机的阻力。

4、过滤器反吹程序优化措施

优化自洁式空气过滤器的编程控制仪：①增加脉冲宽度；②缩短反吹气间隔时间；③改变编程控制仪控制模式，将编程控制仪选择在定时、定位模式，不选择压差自洁控制方式，可以从整体上控制过滤器阻力。连续大雾天气（或连续湿度≥95%）时，可缩短周期反吹时间。

原设计的反吹程序运行为间隔30秒吹1秒；根据实际应用情况，发现实际气量不足，一排5个过滤器滤筒，只能吹到第3个，第4个基本无明显气量，我们将间隔时间改为45秒时间，已使得气源管道内压力升高，然后加大吹扫时间，较吹扫时间增大至3秒，提高了实际吹扫的效率。

同时在雨雪天气，加大吹扫频率和提高气源压力，以保持吹扫效果。当阻力过高时，还要进行在线滤筒清理。

5、调试及工业应用情况

达到预期的<150Pa的要求，蒸汽流量也比同期有了明显的下降，取得了预期效果。

6、结束语

过滤器阻力的降低，吹扫效果的改善，不仅使得滤筒寿命提高，也对大型压缩机组起到保护作用，防止灰尘、杂质等进入压缩机附在叶轮上，对保证压缩机组安全稳定运行起到重要的作用。

作者简介：李威威（1989年-），男，陕西安康人，2010年毕业于安康职业技术学院小学教育专业，技术员，现从事煤化工项目空分装置的技术管理工作。