НЕЗАДАННЫЕ ВОПРОСЫ | 31.08.2022
Загрязнение всасывающего фильтра вакуумных насосов и воздуходувок. Как и зачем измерять?
Загрязнение всасывающего фильтра вакуумных насосов и воздуходувок. Как и зачем измерять?
Обслуживание фильтра на всасывании - важное дело, которое влияет не только на энергопотребление, но и на безопасность работы вакуумного оборудования в целом.
Практически всегда вакуумные насосы и воздуходувки имеют фильтр на всасывании, как для “полицейской” цели (во избежание попадания непланового мусора), так и в нормальных целях (например, пыльное производство).
Обычно фильтры обслуживаются в соответствии со своим самостоятельно написанным регламентом (замена/продувка в определённый промежуток времени и/или при наступлении какого-либо обстоятельства (общее ТО, не хватает вакуума), т.к. нигде нет указаний как правильно их обслуживать и подразумевается, что это простое дело.
Многие ответят, что ничего страшного в этом нет и это можно определить косвенно – просто не будет хватать производительности в процессе и тогда нужно поменять фильтр. И вообще, часто устанавливается “дифманометр” на фильтр, который показывает загрязнение. Да! Но!
Обычно фильтры обслуживаются в соответствии со своим самостоятельно написанным регламентом (замена/продувка в определённый промежуток времени и/или при наступлении какого-либо обстоятельства (общее ТО, не хватает вакуума), т.к. нигде нет указаний как правильно их обслуживать и подразумевается, что это простое дело.
Многие ответят, что ничего страшного в этом нет и это можно определить косвенно – просто не будет хватать производительности в процессе и тогда нужно поменять фильтр. И вообще, часто устанавливается “дифманометр” на фильтр, который показывает загрязнение. Да! Но!
Рис.1: Роторная воздуходувка с выделенным фильтром на всасывании.
Источник: Busch Vacuum Solutions
Источник: Busch Vacuum Solutions
Теоретический аспект
Своевременное обслуживание фильтра на всасывании может обеспечить экономию на электричестве до 30% и отсутствие критического перегрева для воздуходувок.
Никто не будет спорить, что обслуживание фильтра на всасывании - очень важное дело, которое влияет, как минимум, на энергопотребление (особенно для вакуумных насосов), как максимум – на безопасность работы (особенно для воздуходувок).
Для этого существует прямой метод измерения – разница давления между входом (Pвх) и выходом (Pвых) фильтра. Но чем это измерить и как правильно читать эти показания?
- Кто должен платить за неэффективную работу вакуумного насоса или за последствия пожара при перегреве воздуходувки?
- Как проверить насколько работоспособен фильтр на всасывании в цифрах, а не по ощущениям?
Для этого существует прямой метод измерения – разница давления между входом (Pвх) и выходом (Pвых) фильтра. Но чем это измерить и как правильно читать эти показания?
Рис.2: Последствия загрязнения фильтра роторной воздуходувки и пожар.
Источник: Буш Вакуум Руссиа ООО
Источник: Буш Вакуум Руссиа ООО
Для этого существуют специальные манометры, измеряющие разницу давлений в небольших рамках измерений – т.н. дифференциальные манометры.
Они могут быть как механические (визуальные), так и электронные (для контроллеров). Они показывают достаточно малую величину разницы давлений, обычно не превышающую 0,1 атм. (100мбар).
Но, нужно понимать, как правильно читать эти показания. И здесь кроется небольшой секрет.
Дело в том, что эти показания сильно отличаются при измерении в вакууме и при атмосферном давлении и необходимо делать поправку пропорционально разнице между атмосферным давлением и уровнем вакуума, при котором происходят измерения.
Они могут быть как механические (визуальные), так и электронные (для контроллеров). Они показывают достаточно малую величину разницы давлений, обычно не превышающую 0,1 атм. (100мбар).
Но, нужно понимать, как правильно читать эти показания. И здесь кроется небольшой секрет.
Дело в том, что эти показания сильно отличаются при измерении в вакууме и при атмосферном давлении и необходимо делать поправку пропорционально разнице между атмосферным давлением и уровнем вакуума, при котором происходят измерения.
Рис.3: Манометр степени загрязнения фильтра на всасывании.
Источник: Буш Вакуум Руссиа ООО
Источник: Буш Вакуум Руссиа ООО
Т.е. если не хотите вспоминать школьный курс математики – всегда производите измерения и фиксируйте данные этого прибора при атмосферном давлении, а если нет такой возможности – придётся пересчитывать по формуле: Pзк=Pз*Pi/Po, где:
Pзк – корректированная разница давлений замены фильтра,
Pз – рекомендуемая разница давлений замены фильтра (обычно 40мбар),
Po – атмосферное давление, абсолютное (обычно 1013мбар),
Pi – давление рабочее (вакуум), при котором происходит измерение.
Pзк – корректированная разница давлений замены фильтра,
Pз – рекомендуемая разница давлений замены фильтра (обычно 40мбар),
Po – атмосферное давление, абсолютное (обычно 1013мбар),
Pi – давление рабочее (вакуум), при котором происходит измерение.
Рис.4: Манометр степени загрязнения фильтра на всасывании.
Источник: Busch Vacuum Solutions
Источник: Busch Vacuum Solutions
Практический аспект
ПРИМЕР №1
Пластинчато-роторный вакуумный насос с масляным уплотнением производительностью 1000м3/ч, потребляемая мощность 30кВт, рабочий вакуум при измерении загрязнения фильтра 200мбар абс (минус 0,8бар), установлен бумажный фильтр на всасывании, производителем вакуумных фильтров рекомендовано замена фильтра при достижении перепада давления 40мбар, дифференциальный манометр показывает перепад давления в 15мбар.
На первый взгляд – фильтр пока чистый. Но необходимо пересчитать, сколько реально фильтр даёт перепад в пересчёте на рекомендованное давление: Pзк=40мбар*200мбар/1013мбар≈8мбар.
Т.е. фильтр загрязнён в два раза больше, чем рекомендовано! А сколько просто так тратиться энергии на прохождение через загрязнённый фильтр при сравнении с чистым (обычно Pз<5мбар)?
Посчитаем: разница между чистым фильтром и загрязнённым – 10мбар, пересчитаем на атмосферное давление Pз=Pзк*Po/Pi Pз=10мбар*1013мбар/200мбар=50мбар. Т.е. 5% от атмосферного давления, соответственно 5% энергии тратится на сопротивление фильтру, а именно 1,5кВт/ч, в пересчёте на деньги в России 10руб/ч, а при 2-х сменной работе и 5 рабочих дней в неделю – 3500рублей/месяц. А если таких вакуумных насосов несколько, а если пересчитать, что из-за уменьшенной производительности производится на 5% меньше продукции и т.д.?
На первый взгляд – фильтр пока чистый. Но необходимо пересчитать, сколько реально фильтр даёт перепад в пересчёте на рекомендованное давление: Pзк=40мбар*200мбар/1013мбар≈8мбар.
Т.е. фильтр загрязнён в два раза больше, чем рекомендовано! А сколько просто так тратиться энергии на прохождение через загрязнённый фильтр при сравнении с чистым (обычно Pз<5мбар)?
Посчитаем: разница между чистым фильтром и загрязнённым – 10мбар, пересчитаем на атмосферное давление Pз=Pзк*Po/Pi Pз=10мбар*1013мбар/200мбар=50мбар. Т.е. 5% от атмосферного давления, соответственно 5% энергии тратится на сопротивление фильтру, а именно 1,5кВт/ч, в пересчёте на деньги в России 10руб/ч, а при 2-х сменной работе и 5 рабочих дней в неделю – 3500рублей/месяц. А если таких вакуумных насосов несколько, а если пересчитать, что из-за уменьшенной производительности производится на 5% меньше продукции и т.д.?
Можно очень много денег заработать при своевременном обслуживании фильтра на всасывании.
ПРИМЕР №2
Роторная вакуумная воздуходувка производительностью 500м3/ч, потребляемая мощность 15кВт, рабочий вакуум при измерении загрязнения фильтра 600мбар абс (минус 0,4бар), температура выхлопного газа +115°С, установлен бумажный фильтр на всасывании, производителем вакуумных фильтров рекомендовано замена фильтра при достижении перепада давления 40мбар, дифференциальный манометр показывает перепад давления в 30мбар.
Пересчитаем, сколько реально фильтр даёт перепад давления в пересчёте на рекомендованное давление: Pзк=40мбар*600мбар/1013мбар≈24мбар.
Т.е. фильтр уже достаточно загрязнён! Сколько впустую тратиться – посчитайте сами, а здесь мы обратим внимание на аномально высокую температуру выхлопного газа - +115°С. Почему так много, при условии, что нормальная температура должна быть около +105°С?
Ответ опять кроется сопротивлении фильтра – дополнительные критические +10°С даёт загрязнение фильтра и недостаточность охлаждаемого газа, проходящего через фильтр, что может привести в лучшем случае к выходу воздуходувки из строя, а в худшем – к пожару.
Пересчитаем, сколько реально фильтр даёт перепад давления в пересчёте на рекомендованное давление: Pзк=40мбар*600мбар/1013мбар≈24мбар.
Т.е. фильтр уже достаточно загрязнён! Сколько впустую тратиться – посчитайте сами, а здесь мы обратим внимание на аномально высокую температуру выхлопного газа - +115°С. Почему так много, при условии, что нормальная температура должна быть около +105°С?
Ответ опять кроется сопротивлении фильтра – дополнительные критические +10°С даёт загрязнение фильтра и недостаточность охлаждаемого газа, проходящего через фильтр, что может привести в лучшем случае к выходу воздуходувки из строя, а в худшем – к пожару.
Выводы
Загрязнение входного фильтра вакуумного оборудования очень критично и уметь читать и интерпретировать в нужном формате показания приборов – абсолютно необходимая практика для инженера предприятия, на котором работает это оборудование.
О файлах «Cookie» и метрических системах
Мы используем файлы «Cookie» и метрические системы для сбора и анализа информации о производительности и использовании сайта, а также для улучшения и индивидуальной настройки предоставления информации. Нажимая кнопку «Принять» или продолжая пользоваться сайтом, вы соглашаетесь на обработку файлов «Cookie» и данных метрических систем. Узнать подробнее.
Мы используем файлы «Cookie» и метрические системы для сбора и анализа информации о производительности и использовании сайта, а также для улучшения и индивидуальной настройки предоставления информации. Нажимая кнопку «Принять» или продолжая пользоваться сайтом, вы соглашаетесь на обработку файлов «Cookie» и данных метрических систем. Узнать подробнее.
OK
