過濾器選型標準
2015/9/19 16:04:14??????點擊：
1. 過濾器（英文filter）
1.1 根據(jù)過濾器的使用位置以及用途，可以分為兩類：粗過濾器（英文strainer）和精細過濾器粗過濾器，主要應用于泵、流量計、閥門前，以保護設備不受大的金屬顆粒磨碎，其精度基本是幾百微米以上。精細過濾主要是凈化流體，保護工藝安全。其精度范圍基本在1微米到30微米之間。
1.2 按照制造設計要求可以分：壓力容器和非壓力容器。按照壓力容器設計和制造的過濾器殼體執(zhí)行GB150或者ASME標準，非壓力容器執(zhí)行 SH/T3411或HGT 21637標準執(zhí)行。
1.3 根據(jù)使用介質(zhì)可分為：氣體過濾器和液體過濾器，氣體過濾器適用于氣-固分離流域，可用于氣體凈化、分成回收等。液體過濾器適用于液-固分離領(lǐng)域，如潤滑油過濾、石油化工行業(yè)過濾以及污水處理等。
2. 精細過濾器過濾面積：粗過濾器國內(nèi)有三部行業(yè)標準，因此，只要按照標準選型既可滿足要求。精細過濾器的過濾面積計算基本上不用公式計算，選形時主要依據(jù)的是實驗數(shù)據(jù)，因此，過濾器的選擇建議還是讓生產(chǎn)廠家來選。
過濾三大曲線：
流量壓差曲線（ΔP-Q），粒徑與過濾比曲線（μ-β），時間與壓將曲線（T-ΔP）
因此，計算過濾面積時要依據(jù)這三個曲線，其中最主要的的是流量壓差曲線，這個曲線由有實力的過濾器制造廠進行試驗測得。目前最權(quán)威的測試方法是多次通過試驗：ISO 4572 多次通過試驗標準。此試驗臺價格昂貴，目前國內(nèi)僅有2-3臺。目前國內(nèi)的小廠家過濾器公司濾芯檢測是單次通過實驗。
過濾面積計算步驟：
1. 確定過濾精度為25微米的過濾比，如200（過濾效率），確定何時濾材
2.根據(jù)給定壓降0.05MPa，對濾材進行流量壓差測試。得出合適流量（L/min）
3.根據(jù)所得流量，除以試驗濾材的面積，計算流速（L/min.m2）
4. 根據(jù)流速，和實際應用的流量，確定過濾面積，流量/流速=過濾面積
5. 根據(jù)所選用的過濾面積和濾材確定濾芯結(jié)構(gòu)形式，折疊式或圓筒卷繞式
籃式粗過濾器選型計算
粗過濾器工藝計算
6 總則
本工藝計算依據(jù)石油化工管道、泵用過濾器標準計算，參考標準SH/T 3411-1999《石油化工泵用過濾器選用、檢驗及驗收》、HG-T 21637-1991 《化工管道過濾器》。本計算僅適用于過濾器內(nèi)過濾面積及起始壓降計算，過濾器殼體執(zhí)行GB150標準，不在本計算內(nèi)。
2. 過濾面積計算,
依據(jù)SH/T 3411-1999標準，其規(guī)定的有效過濾面積定義為：過濾器內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)開孔總面積減去開孔處濾網(wǎng)占據(jù)面積的凈面積。因此計算有效過濾面積時考慮支撐結(jié)構(gòu)的有效面積以及濾網(wǎng)的有效面積。根據(jù)標準要求，永久性過濾器的有效過濾面積與管道截面積之比不小于1.5。本項目的過濾器按照臨時過濾器要求，有效過濾面積與管道截面積之比取不小于3.0。
2.1管道截面積計算S1：
本項目過濾器進出口管道工程直徑DN200，S1=（0.2/2）2×3.14=0.0314 m2
2.2 過濾器有效過濾面積計算S2：
按照標準要求面積比取3，即S2/ S1=3，即S2= S1×3=0.0314×3=0.0942 m2
2.3 過濾器過濾網(wǎng)面積計算
按照項目要求，過濾網(wǎng)要求0.8mm，表面積0.45m2。本過濾器選擇藍式濾芯的表面積為0.56 m2，濾籃支撐結(jié)構(gòu)開孔率取50%，濾網(wǎng)選24目（可攔截0.785mm以上顆粒），其有效開孔率為56%。因此本項目所選過濾器濾籃的有效過濾面積為S=0.56×0.5×0.56=0.157 m2，有效過濾面大于2.2計算結(jié)果0.0942 m2， 因此在過濾面積上滿足要求。
3. 起始壓降計算
壓降計算按照標準所提供的參考公式計算，其中涉及到的物理量有雷諾數(shù)、當量長度、流體密度、黏度等。
計算公式：
符號說明：
Δp——壓力降（Pa）
λ——摩擦系數(shù)（無因次）
L——當量直管段長度（mm）
D——管道內(nèi)徑（mm）
Re——雷諾數(shù)
ω——流體線速度（m/s）
μ——流體粘度（cP）
ρ——流體密度（kg/m3）
本項目所給定的參數(shù)進行計算如下：
ω=（120644/780）/0.0314/3600=1.37 m/s
=780×200×1.37/0.45=474933
λ=64/ Re=64/474933=0.00014
當量長度L取55×103（當量長度根據(jù)標準?。?/span>
因此 =0.00014×（780/2）×（1.37）2×（55×103/200）=28 Pa
因此過濾器其起始壓差為28 Pa。
由于正常操作過程中，過濾器的壓降受很多因素影響，包括流體中固體顆粒的含量等，因此無法計算過濾器壓降與運行時間關(guān)系。建議更換清洗濾籃時的壓降取0.1～0.2MPa，過濾器濾籃強度設計滿足工藝要求的0.4MPa。
1.1 根據(jù)過濾器的使用位置以及用途，可以分為兩類：粗過濾器（英文strainer）和精細過濾器粗過濾器，主要應用于泵、流量計、閥門前，以保護設備不受大的金屬顆粒磨碎，其精度基本是幾百微米以上。精細過濾主要是凈化流體，保護工藝安全。其精度范圍基本在1微米到30微米之間。
1.2 按照制造設計要求可以分：壓力容器和非壓力容器。按照壓力容器設計和制造的過濾器殼體執(zhí)行GB150或者ASME標準，非壓力容器執(zhí)行 SH/T3411或HGT 21637標準執(zhí)行。
1.3 根據(jù)使用介質(zhì)可分為：氣體過濾器和液體過濾器，氣體過濾器適用于氣-固分離流域，可用于氣體凈化、分成回收等。液體過濾器適用于液-固分離領(lǐng)域，如潤滑油過濾、石油化工行業(yè)過濾以及污水處理等。
2. 精細過濾器過濾面積：粗過濾器國內(nèi)有三部行業(yè)標準，因此，只要按照標準選型既可滿足要求。精細過濾器的過濾面積計算基本上不用公式計算，選形時主要依據(jù)的是實驗數(shù)據(jù)，因此，過濾器的選擇建議還是讓生產(chǎn)廠家來選。
過濾三大曲線：
流量壓差曲線（ΔP-Q），粒徑與過濾比曲線（μ-β），時間與壓將曲線（T-ΔP）
因此，計算過濾面積時要依據(jù)這三個曲線，其中最主要的的是流量壓差曲線，這個曲線由有實力的過濾器制造廠進行試驗測得。目前最權(quán)威的測試方法是多次通過試驗：ISO 4572 多次通過試驗標準。此試驗臺價格昂貴，目前國內(nèi)僅有2-3臺。目前國內(nèi)的小廠家過濾器公司濾芯檢測是單次通過實驗。
過濾面積計算步驟：
1. 確定過濾精度為25微米的過濾比，如200（過濾效率），確定何時濾材
2.根據(jù)給定壓降0.05MPa，對濾材進行流量壓差測試。得出合適流量（L/min）
3.根據(jù)所得流量，除以試驗濾材的面積，計算流速（L/min.m2）
4. 根據(jù)流速，和實際應用的流量，確定過濾面積，流量/流速=過濾面積
5. 根據(jù)所選用的過濾面積和濾材確定濾芯結(jié)構(gòu)形式，折疊式或圓筒卷繞式
籃式粗過濾器選型計算
粗過濾器工藝計算
6 總則
本工藝計算依據(jù)石油化工管道、泵用過濾器標準計算，參考標準SH/T 3411-1999《石油化工泵用過濾器選用、檢驗及驗收》、HG-T 21637-1991 《化工管道過濾器》。本計算僅適用于過濾器內(nèi)過濾面積及起始壓降計算，過濾器殼體執(zhí)行GB150標準，不在本計算內(nèi)。
2. 過濾面積計算,
依據(jù)SH/T 3411-1999標準，其規(guī)定的有效過濾面積定義為：過濾器內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)開孔總面積減去開孔處濾網(wǎng)占據(jù)面積的凈面積。因此計算有效過濾面積時考慮支撐結(jié)構(gòu)的有效面積以及濾網(wǎng)的有效面積。根據(jù)標準要求，永久性過濾器的有效過濾面積與管道截面積之比不小于1.5。本項目的過濾器按照臨時過濾器要求，有效過濾面積與管道截面積之比取不小于3.0。
2.1管道截面積計算S1：
本項目過濾器進出口管道工程直徑DN200，S1=（0.2/2）2×3.14=0.0314 m2
2.2 過濾器有效過濾面積計算S2：
按照標準要求面積比取3，即S2/ S1=3，即S2= S1×3=0.0314×3=0.0942 m2
2.3 過濾器過濾網(wǎng)面積計算
按照項目要求，過濾網(wǎng)要求0.8mm，表面積0.45m2。本過濾器選擇藍式濾芯的表面積為0.56 m2，濾籃支撐結(jié)構(gòu)開孔率取50%，濾網(wǎng)選24目（可攔截0.785mm以上顆粒），其有效開孔率為56%。因此本項目所選過濾器濾籃的有效過濾面積為S=0.56×0.5×0.56=0.157 m2，有效過濾面大于2.2計算結(jié)果0.0942 m2， 因此在過濾面積上滿足要求。
3. 起始壓降計算
壓降計算按照標準所提供的參考公式計算，其中涉及到的物理量有雷諾數(shù)、當量長度、流體密度、黏度等。
計算公式：
符號說明：
Δp——壓力降（Pa）
λ——摩擦系數(shù)（無因次）
L——當量直管段長度（mm）
D——管道內(nèi)徑（mm）
Re——雷諾數(shù)
ω——流體線速度（m/s）
μ——流體粘度（cP）
ρ——流體密度（kg/m3）
本項目所給定的參數(shù)進行計算如下：
ω=（120644/780）/0.0314/3600=1.37 m/s
=780×200×1.37/0.45=474933
λ=64/ Re=64/474933=0.00014
當量長度L取55×103（當量長度根據(jù)標準?。?/span>
因此 =0.00014×（780/2）×（1.37）2×（55×103/200）=28 Pa
因此過濾器其起始壓差為28 Pa。
由于正常操作過程中，過濾器的壓降受很多因素影響，包括流體中固體顆粒的含量等，因此無法計算過濾器壓降與運行時間關(guān)系。建議更換清洗濾籃時的壓降取0.1～0.2MPa，過濾器濾籃強度設計滿足工藝要求的0.4MPa。
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