1. 管道过滤器的作用及适用范围
管道过滤器是输送介质管道上不可缺少的一种装置,是清除流体中固体杂质的管道附件,用以保护工艺设备与特殊管件(如压缩机、泵、燃油喷嘴、疏水阀等),防止杂物进入设备、管件损坏部件或堵塞管件影响正常生产运行,起到稳定工艺过程、保障安全生产的作用。当流体流过安装有一定规格滤网的滤筒后,其杂质被阻挡,当需要清洗时,只要将可拆卸的滤筒取出,处理后重新装入即可。
2. 管道过滤器的分类
①. 按用途分类
a. 永久性过滤器
与所保护的设备一同投入正常运行,满足工艺系统专业工程设计的要求。永久性过滤器的器体材料应相当于同一用途的管道材料。永久性过滤器按结构形式可分为网式、线隙式、烧结式、磁滤式等。网式永久性过滤器滤网的有效面积不得小于操作管道横截面积的3倍。
b. 临时性过滤器
仅在开工试运转或停车较久后开车时使用,初始操作完毕后可拆除。临时性过滤器滤网的有效面积不得小于操作管道横截面积的2倍,临时性过滤器材料,一般采用碳钢,如物料有严格要求,可考虑选用特殊材质。临时性过滤器按结构可分为平板型、篮式、T形、Y形等。平板(多孔)型通常用于离心泵的吸入管道上,篮式、T形、Y形通常用于往复式压缩机或油类等黏度较大的液体的吸入管道上。临时性过滤器一般选用100孔/c㎡的滤网。
②. 按结构分类
a. 网式过滤器
网式过滤器在化工装置中应用较为普遍,可作为临时性过滤器或永久性过滤器设于离心泵、齿轮泵、螺杆泵、蒸汽往复泵及工业炉燃料喷嘴之前。用于泵前的网孔数一般为144~256孔/c㎡,按泵和喷嘴产品资料要求来定。网孔数最大可达400孔/c㎡。网式过滤器有SY型、ST型、SC型、SD型等,其外壳可以是铸铁、碳钢、低合金钢、不锈钢或其他材料,滤网可分为铜丝网或不锈钢丝网。特殊情况还可与制造厂商定材质。
b. 蓝式过滤器
蓝式过滤器用于油或其他液体管道上,过滤管道里的杂物,过滤孔面积比通径管面积大于2~3倍,远远超过Y形、T形过滤器过滤面积,见图2.176。滤网结构与其他过滤网不一样,因形状像篮子,故名篮式过滤器。篮式过滤器主要由接管、筒体、滤篮、法兰、法兰盖及紧固件等组成。安装在管道上能除去流体中的较大固体杂质。
c. T形过滤器
T形过滤器外形上像字母“T”,因此,称为T形过滤器。T形过滤器是除去液体中少量固体颗粒的小型设备,可保护设备的正常工作。当流体进入通过置有一定规格滤网的滤筒后,其杂质被阻挡,而清洁的滤液则由过滤器出口排出,当需要清洗时,只要将可拆卸的滤筒取出,处理后重新装入即可。T形过滤器见图2.177。
原则上过滤器的进、出口通径不应小于相配套的泵的进口通径,一般与进口管路口径一致。过滤器的材质一般选择与所连接的工艺管道材质相同,对于不同的服役条件可考虑选择铸铁、碳钢、低合金钢或不锈钢材质的过滤器。
T形过滤器适合物料:化工、石油化工生产中的弱腐蚀性物料,如水、氨、油品、烃类等;化工生产的腐蚀性物料,如烧碱、纯碱、浓稀硫酸、碳酸、醋酸等;制冷中的低温物料,如液甲烷、液氨、液氧及各种制冷剂;轻工食品、制药生产中有卫生要求的物料,如啤酒、饮料、乳制品、粮浆医药用品等。
d. Y形过滤器
Y形过滤器(图2.178)属于管道粗过滤器系列,一端是使液态流体等流质经过,一端是沉淀废弃物、杂质,可用于气体或其他介质大颗粒物过滤,安装在管道上能除去流体中的较大固体杂质,使机器设备(包括压缩机、泵等)、仪表能正常工作和运转,达到稳定工艺过程,保障安全生产。
Y形过滤器的进、出口通径不应小于相配套的泵的进口通径,一般与进口管路口径一致。Y形过滤器孔目数的选择,主要考虑需拦截的杂质粒径,依据介质流程工艺要求而定。各种规格丝网可拦截的粒径尺寸可以查标准规范上的“滤网规格”进行选用。过滤器的材质一般选择与所连接的工艺管道材质相同,对于不同的服役条件可考虑选择铸铁、碳钢、低合金钢或不锈钢等材质的过滤器。
Y形过滤器适合物料:化工、石油化工生产中的弱腐蚀性物料,如水、氨、油品、烃类等;化工生产的腐蚀性物料,如烧碱、纯碱、浓稀硫酸、碳酸、醋酸、酯酸等;制冷中的低温物料,如液甲烷、液氨、液氧及各种制冷剂;轻工食品、制药生产中有卫生要求的物料,如啤酒、饮料、乳制品、粮浆医药用品等。
Y形过滤器可以水平安装或垂直向下安装,见图2.179。
e. 锥形过滤器
锥形过滤器(cone strainer),顾名思义其外形为锥体,属于管道粗过滤系列。如图2.180(a)所示,锥形过滤器分为:尖底锥形过滤器、平底锥形过滤器。其形式简单,作用是去除管道内介质中的杂质,使设备正常工作及运转,达到稳定的工艺过程,保证设备安全生产。
其原理为流体进入滤筒后,其杂质被阻拦,而清洁的流体流出出口,当需要清洗时,只需卸下锥形滤筒,清洗后装入即可。锥形过滤器特点:主要用于管线开车之前,安装在管道两法兰之间,设备简单、可靠、方便,适用广泛。
适用范围:石化生产过程中弱腐蚀性物质,化工生产中腐蚀性物料,制冷中的低温物料,轻工食品、制药生产中有卫生要求的物料。
锥形过滤器的安装方向如图2.180(b)所示。锥形过滤器本体由两部分组成:一是带孔钢板体(perforated plate),二是金属丝网(wire mesh),如果金属丝网放在带孔钢板体的外面,则流向应该是由外向内;如果金属丝网放在带孔钢板体里面,则流向是由内向外。图2.180(c)所示的是锥形过滤器的布置。
工程应用:锥形过滤器安装方向的选用
一种安装方式是锥形过滤器的锥形尖朝着流体来的方向,另一种是流体相反,锥形尖顺着流体来的方向,如图2.180(b)所示,不同的安装方向,锥形过滤器金属丝网的位置不同,安装配管设计时,需注意。
锥形过滤器如作为永久过滤器,应该是液体含有少量固体物,锥形尖朝着流体来的方向安装不易堵塞,开车周期可以长一些。对于临时过滤器相反安装也可以,便于收集安装时产生的杂物,而且是临时。
3. 管道过滤器的选用要求
①. 对于凝固点较高、黏度较大、含悬浮物较多、停输时需经常吹扫的介质,宜选用卧式安装的反冲洗过滤器。
②. 对固体杂质含量较多、黏度较大的介质,宜选用篮式过滤器。
③. 对易燃、易爆、有毒的介质,宜采用对焊连接的过滤器,当直径小于DN40时,宜采用承插焊连接的过滤器。
④. 介质流向有90°变化处宜选用折流式T形过滤器。
⑤. 设置在泵入口管道上的临时性过滤器,宜选用锥形过滤器。
⑥. 管道直径小于DN400时,宜选用Y形及T形过滤器;管道直径大于或等于DN400时,宜选用篮式过滤器。
4. 管道过滤器的布置
①. 机泵入口均应安装过滤器。过滤器的安装位置应靠近被保护的设备。
②. 折流式(角式)T形过滤器必须安装在管道90°拐弯的场合。直通式T形过滤器必须安装在管道的直管上,安装在立管上时,应考虑方便滤网的抽出;安装在水平管时,滤网抽出方向应向下。Y形过滤器安装在水平管道上时,滤网抽出方向应向下,并应考虑Y形过滤器抽芯的空间。
③. 安装在立管上的泵入口过滤器,为降低泵入口阀门的高度,可采用异径过滤器。Y形过滤器安装在介质自下向上的垂直管道上时,应选用反流式。
④. 压缩机入口管道上应装过滤器或可拆卸短节,以便开车前安装临时过滤器和清扫管道。
⑤. 过滤器上下游可根据工艺生产的需要设置压差计或压力表,以判断堵塞情况,并应按工艺需要配置反吹清洗管道。
⑥. 管道配管时应考虑永久和临时过滤器的安装和拆除。
⑦. 管道过滤器对管道设计要求。装有过滤器的管道在工作时可分为间断操作与连续操作。间断操作时,在过滤器前后设置切断阀,以便清理过滤器。连续操作时,对永久性过滤器需设置并联的两套过滤器,分别在过滤器前、后设置切断阀(线隙式过滤器除外)。
各形式过滤器的主要结构及特性比较,如表2.41所示。
工程应用:过滤器抽芯空间不够的解决方案(图2.181)
如图2.181(a)所示,某泵入口管线,Y形过滤器放置水平管,由于设计失误,造成Y形过滤器距离地面偏近,Y形过滤器抽芯空间不足。
如图2.181(b)所示,泵入口管线,为了避免Y形过滤器抽芯空间问题,安装在了立管上,造成Y形过滤器前的闸阀手柄偏高,不宜操作。
如图2.181(c)所示,为了避免Y形过滤器抽芯空间问题,Y形过滤器采用了水平布置,造成Y形过滤器过滤效果降低。
如图2.181(d)所示,Y形过滤器采用了向下或者倾斜角度布置,既解决了抽芯问题,又考虑了Y形过滤器过滤效果问题。
如图2.181(e)所示,为了解决Y形过滤器抽芯空间问题,过滤器抽芯空间位置挖了一个地沟。