Газови филтри: видове, устройство, предназначение и особености при избора на филтър за газ

Необходимо техническо устройство на газоразпределителната система е газовият филтър – приспособление, изпълняващо функциите на елементарно почистване на работната среда от замърсявания. Но как е устроен и може ли да се мине без него? Точно за това ще говорим в нашата публикация – ще разгледаме конструкционните особености на филтрите, техните разновидности.

Също така ще дадем препоръки за правилния избор на подходящия вариант, изхождайки от особеностите на експлоатация. В допълнение към изложения материал ще подберем илюстративни снимки, схема и тематични видеа.

Конструкция и особености на работа на филтъра

Благодарение на такива елементи като филтрите, инсталирани на линията, се осигурява дългосрочна работа на контролно-измерителната апаратура, спирателната арматура и други значими възли. Поради това оборудването на газовите системи с филтриращи елементи е не просто желателно, а задължително условие, като се имат предвид технологичните особености на ползване на битов газ.

Въпреки видимата външна простота на изпълнение, газовите филтри са доста разнообразни в технико-експлоатационен план. Така на практика се прилагат устройства, които по конструкционно изпълнение условно следва да се подразделят на ъглови и линейни.

На снимката е изобразен филтриращ елемент от ъглов тип, предназначен за транспортиране на газов поток. Това е една от съществуващите вариации в асортимента на устройства от подобен род

Освен това разликите в конструкциите на филтрите за газ се проявяват още и по посока на движение на газовия поток през прибора. Съответно съществуват два вида изпълнение: правоточен и с промяна на посоката.

Традиционно корпусната част на газовите филтри се изработва от метали – чугун, стомана, алуминий, и тук също следва да се разгледа разнообразието от конструкции на корпуса.

Накрая, газовите филтри се разделят още и по такъв критерий като материал на филтрация:

• мрежест;
• касетен;

За първия вариант характерно е метална мрежа, изплетена от тънка тел.

Във втория случай обикновено става дума за специални напълнени касети, където се използва тънка капронова нишка или конски косъм. Тези материали допълнително се импрегнират със специално (висциново) масло.

Висциновото масло е продукт, традиционно използван за обработка на касетни филтърни елементи с цел осигуряване на ефективност на действие. Прилага се не само за устройства за филтрация на природен газ, но и в други системи.

Филтърният материал, използван в конструкцията на филтрите за газ, трябва да притежава съответните химико-физични свойства, да осигурява физическа устойчивост спрямо работната среда. Всички тези нюанси се вземат предвид по време на разработка и проектиране.

Как е устроен филтърът за газ отвътре?

Независимо от разнообразието на изпълнение на газовите филтри, практически всички имат сходна вътрешна технологична система, с изключение на някои отделни детайли.

На картинката по-долу са представени схеми на типични газови филтри, доста широко използвани при експлоатация на газови мрежи.

Вътрешно устройство на газов филтър на примера на две широко разпространени устройства – мрежесто и касетно: 1 – капак; 2 – корпусна част; 3 – телена мрежа; 4, 5 – касета, напълнена с конски косъм или копринена нишка; 6 – тръба (изход).

Следва да се отбележат някои тънкости на вътрешното конструктивно изпълнение. Например, на металните мрежести филтри е присъщ факторът за усилване на степента на финост на очистване поради натрупване на замърсяване. В същото време, съответно, се намалява пропускателната способност на филтърния елемент. Особено изразен е този ефект при многослойните конструкции.

При касетните системи, където като филтърен елемент се използва конски косъм, напротив, степента на финост на очистване отслабва. Това е свързано с това, че преминаващият поток газ в процеса на експлоатация на устройството постепенно отнася част от филтърния материал под формата на малки частици.

Поради това, с цел намаляване на количеството на отнасяните частици и поддържане на ефективна филтрация, се стреми да се подбира оптималната скорост на движение на работната среда при експлоатация на филтри от касетен тип.

Разлики в наляганията и принцип на работа

Като цяло, граничните допустими стойности на падовете на налягане при използване на газови филтри трябва да съставляват 5 000 Pa (за елементи от мрежест тип) и 10 000 Pa (за елементи от касетен тип).

Съответно, в момента на начало на експлоатация на всеки тип газов филтър, тези параметри трябва да съответстват на цифрите:

• 2 000 – 2 500 Pa (за елементи от мрежест тип);
• 4 000 – 5 000 Pa (за елементи от касетен тип).

Работата на филтърния мрежест механизъм да се опише не е сложно: битовият газ, преминаващ през системата от тръбопроводи, среща на пътя си филтър и влиза във вътрешността на устройството през входната тръба.

Прониквайки през металната мрежа, битовият газ се пречиства от чуждо съдържание и след това преминава към изходния патрубок.

Линеен касетен филтър за битов газ и сменяема касета в случай на пълна повреда на филтриращия материал на касетата, която е в експлоатация с филтъра

Задържаните от мрежата отпадъци падат в долната част на корпуса на мрежестия филтър (при някои конструкции) или се почистват принудително. При обслужване натрупаните в областта на дъното отпадъци се извличат през отвор, който по време на работа на филтъра остава затворен с тапа.

Малко по-„изтънчено“ работи касетният филтриращ елемент, като се вземат предвид особеностите на използвания материал. Вътре във филтъра по хода на работната среда е разположена касета, пълна с косъм. Допълнително пред нея е монтиран отбойник – метална плоча, която предпазва касетата от повреда от големи чужди тела с твърда структура.

Устройството на такава касета е просто – това е обикновено правоъгълна (тръбна) рамка, чиито външни части са покрити с телена мрежа. Вътрешната област на рамката е запълнена с нишковиден капронов или естествен (конски косъм) материал. При запълване плътно набиват еднороден материал и добавят допълнителна смазка.

Газът, преминаващ през такава касета, се пречиства от чуждо съдържание и попада върху перфорирана метална решетка. Това е още един компонент на касетния филтър, който предпазва от внасяне в системата на частици от филтриращия материал.

При запушване касетата се изважда по време на техническо обслужване и се почиства/промива със специални разтворители.

Контрол на оптималния пад на налягане

Практически всички конструкции на газови филтри осигуряват контрол на пада на работното налягане. Някои конструкции (обикновено от остарял образец) за такива цели са оборудвани с шуцери, където се предвижда свързване на индикатор.

Една от конструкциите на газов филтър, където се използва индикатор за пад на налягане. За неговото свързване в корпуса на уреда са предвидени шуцери

Други, по-съвременни изделия, се оборудват директно с индикаторен елемент. Такъв елемент е вграден в корпусната част на уреда и представлява информационна скала, обикновено разделена на цветни зони (зелена и червена). Срещат се индикатори с една и две стрелки.

Вариант #1 — индикатор с една показалка

При условия на нормална работа на газовия филтър стрелката на индикатора се намира в областта на зеления цвят, което визуално показва оптималното ниво на пад на налягане.

Ако стрелката на индикатора се премести в областта на скалата, оцветена в червено, този фактор сигнализира, че филтърът е запушен.

При такива индикатори за разлика в налягането, първостепенното внимание на обслужващия персонал се отделя именно на червения сегмент на скалата и на съответния показалец. Когато червената стрелка присъства в областта на червения сегмент, филтърът подлежи на профилактично обслужване с последващо почистване или подмяна на филтруващия материал.

Вариант #2 — индикатор с две стрелки

За такъв вариант на изпълнение контролната скала е разделена на два сегмента, оцветени в черно и червено. Показателните елементи (стрелки) също съответстват на цветовете на сегментите.

Областта с черен цвят е предназначена за контрол на разликата в налягането в текущия момент. Областта с червен цвят се използва за контрол на разликата в моментите на максимална консумация.

Вграден индикатор, който отчита нивото на разликата в налягането с две стрелки на два сегмента: 1 – текущо ниво на разликата; 2 – достигнато ниво на разликата при максимална консумация; 3 – точка на ръчно нулиране на червения показалец (при техническо обслужване)

Особеността на такива индикатори е, че ако показалецът на черния сегмент на скалата има способност да се връща към началната точка, показалецът на червения сегмент не притежава такава способност.

Ако с червения показалец се отчита прекалено висока разлика, стрелката (червена) се спира безвъзвратно на достигнатата отметка. Връщането към нулевата отметка е възможно само ръчно при обслужване.

Особености при избора на филтър за газ

При избора на подходящ газов филтър трябва да се вземат предвид следните особености:

• диаметърът на тръбопровода, където се предвижда монтажът;
• разходът на газ (изчислен параметър);
• налягане – необходимо е да се знае стойността на абсолютното налягане на входа на филтруващото устройство;
• плътност – желателно е да има данни относно плътността на газовата среда.

Филтруващите устройства на различни производители се различават по външен вид и характеристики. Независимо от това, всеки продукт се маркира по подходящ начин. Маркировката позволява да се избере филтър, като се вземат предвид основните критерии.

Маркировка на филтър за газ от серия «ФН»: 1 – маркер на серията; 2 – монтажни размери (в инчове); 3 – работно налягане (номинал), бар; 4 – клас на изпълнение на устройството; 5 – наличие (отсъствие) на вграден индикатор; 6 – материал на корпуса на устройството

За да се осигури достатъчна степен на пречистване от филтруващия елемент, обикновено при избора се взема предвид ограничението на скоростта на потока на средата, преминаваща през филтруващото устройство.

Параметърът на скоростта, като правило, се определя от параметъра на максимално допустимата разлика в налягането. Ако филтърът е в чисто състояние, тогава разликата се допуска на ниво не повече от 50% от максимално допустимата стойност.

Обикновено, за да се избере точно филтър за газова тръба, е удобно да се използват специални таблици. Ако достъпът до таблиците е невъзможен или се изисква уникално подбиране, логично е да се използва изчислителна формула, показана по-долу на фигурата.

Изчислителна формула за подбор на газов филтър: Qm – пропускателна способност на устройството, м³/ч; P – стойност на налягането на входа, kPa; Pm – стойност на налягането на филтъра, kPa; p – стойност на плътността на газовата среда

Традиционно изборът на газов филтър се съпоставя с диаметъра на линейния тръбопровод, на който се предполага монтажът на устройството. При това пропускателната способност на уреда се свързва с параметрите на разхода на газовия разпределителен пункт – ориентират се към аналогична стойност или по-висока.

Изводи и полезно видео по темата

Видеоклип за газовите филтри, техните особености и необходимостта от тяхното използване:

Експлоатацията на газовите магистрали без използване на филтри ще бъде малоефективна и непрактична. При такива условия на работа съществува риск от бърз изход от строя на технологичното оборудване, което се отразява на икономическата страна на експлоатацията на системите. Разбира се, липсата на филтри се отразява на степента на безопасност на работата на оборудването.

Искате ли да допълните изложеният по-горе материал с интересни факти? Или имате останали въпроси по темата на статията? Задайте ги на нашите експерти и на други посетители на сайта, пишете своите забележки и съвети – блокът за обратна връзка е разположен по-долу.