过滤器是天然气调压橇必备设备,其作用是保障流量计等设备的正常使用并确保其计量精度。在滤芯的失效形式中最常见的为堵塞失效,即污物微粒堵塞了滤芯滤材中的微孔结构而产生的失效。由于滤芯的特殊结构形式,使用常规机械清洗与压力吹洗无法达到良好的清洗效果甚至会损坏滤芯。滤芯一旦失效,目前普遍做法就是更换滤芯。市面上1个G3滤芯价格为1700元左右,如果气质含尘量大,1个调压橇1天就需要更换1个滤芯,每月仅更换滤芯的耗材成本就达到5万多元,这给企业带来很大的经济负担。为了实现降本增效的目标,尝试采用超声波清洗工艺对滤芯进行清洗再利用。超声波清洗的主要作用机理是超声空化作用。空化气泡的爆破会减小污垢与被清洗物之间的黏着力,气泡的振动及声波冲击加速污垢进一步脱离被清洗物表面,从而达到迅速且高效的清洗效果。
图1 滤芯试验台
1 试验条件及内容
1.1 试验装置
试验采用AF3000空气滤清器性能试验台(图1),额定流量2500m3/h。为了模拟滤芯真实工作环境,根据原过滤器尺寸参数制作工装。试验采用绝对滤清器法,大气压力102.3kPa,环境温度1.4℃,相对温度71.6%。
1.2 试验用滤芯参数
试验采用某调压橇实际使用的G3滤芯,选取2个因阻力过大更换下的滤芯和1个未经使用的全新滤芯,尺寸为252mm×138 mm×320 mm,过滤面积为8500cm2,过滤精度为20μm,滤网材质为金属丝网。
1.3 试验内容
根据试验滤芯特点结合试验台试验能力,设置额定试验流量为2500m3/h,最大试验流量 (额定流量的110%) 为2750m3/h,以及90%、80%、70%、60%、50%、40%额定流量工况进行流量-阻力试验。1#滤芯经过超声波清洗工艺清洗 (清洗工艺参数为:超声波清洗机功率6kW,金属清洗剂,清洗剂质量分数3%~5%,清洗液温度40℃),2#滤芯未经过任何清洗,3#滤芯是未经使用的全新滤芯,采用3个滤芯进行流量-阻力对比试验。
2结论
(1) 通过流量-阻力试验发现,经过超声波清洗能够有效洗掉滤芯内部的污垢,滤芯阻力比未清洗滤芯降低90.86%。
(2)经过超声波清洗后的滤芯必须经过充分吹干后使用,其寿命可达与新滤芯相当水平。
(3)采用超声波清洗工艺对滤芯进行清洗可节约滤芯成本62.76%。