Plynové filtre: druhy, konštrukcia, účel a vlastnosti výberu filtra pre plyn

Nevyhnutným technickým zariadením plynárenskej distribučnej sústavy je plynový filter – zariadenie, ktoré plní funkcie základného čistenia pracovného média od nečistôt. Ale ako je skonštruovaný a možno sa zaobísť bez neho? Práve o tom si povieme v našej publikácii – pozrieme sa na konštrukčné vlastnosti filtrov, ich odrody.

Taktiež uvedieme odporúčania pre správny výber vhodného variantu na základe vlastností prevádzky. Ako doplnok k uvedenému materiálu vyberieme názorné fotografie, schémy a tematické videá.

Konštrukcia a vlastnosti práce filtra

Vďaka takým prvkom, ako sú filtre inštalované na linke, sa zabezpečuje dlhodobá prevádzka kontrolno-meracej aparatúry, uzatváracích armatúr a ďalších významných uzlov. Preto je vybavenie plynových systémov filtračnými prvkami nielen žiaduce, ale aj nevyhnutnou podmienkou, berúc do úvahy technologické vlastnosti používania domáceho plynu.

Napriek viditeľnej vonkajšej jednoduchosti prevedenia sú plynové filtre pomerne rozmanité v technicko-prevádzkovom pláne. Takže v praxi sa používajú zariadenia, ktoré by sa podľa konštrukčného prevedenia mali podmienečne deliť na rohové a lineárne.

Na fotografii je zobrazený filtračný prvok rohového typu, určený na transport plynového prúdu. Je to jedna z existujúcich variácií sortimentu zariadení tohto druhu.

Okrem toho sa rozdiely v konštrukciách plynových filtrov prejavujú aj podľa smeru pohybu plynového prúdu cez zariadenie. V súlade s tým existujú dva druhy prevedenia: priamoprúdový a otočný.

Tradične je korpusová časť plynových filtrov vyhotovená z kovov – liatiny, ocele, hliníka, a tu je tiež potrebné zvážiť rozmanitosť konštrukcií korpusu.

Nakoniec sa plynové filtre delia aj podľa takého kritéria, ako je materiál filtrácie:

• sietkový;
• kazetový.

Pre prvý variant je charakteristická kovová sieťka, spletená z tenkého drôtu.

V druhom prípade ide spravidla o špeciálne plnené kazety, kde sa používa tenká kaprónová niť alebo konská srsť. Tieto materiály sú dodatočne impregnované špeciálnym (viscínovým) olejom.

Viscínový olej je produkt tradične používaný na spracovanie kazetových filtračných prvkov s cieľom zabezpečenia účinnosti. Používa sa nielen pre zariadenia na filtráciu zemného plynu, ale aj v iných systémoch.

Filtračný materiál používaný v konštrukcii filtrov pre plyn musí mať zodpovedajúce chemicko-fyzikálne vlastnosti, zabezpečovať fyzikálnu odolnosť voči pracovnému prostrediu. Všetky tieto nuansy sú zohľadnené počas vývoja a projektovania.

Ako je filter plynu skonštruovaný zvnútra?

Bez ohľadu na rozmanitosť vyhotovení plynových filtrov, prakticky všetky majú podobný vnútorný technologický systém, s výnimkou niektorých jednotlivých detailov.

Na obrázku nižšie sú znázornené schémy typických plynových filtrov, ktoré sú pomerne široko používané pri prevádzke plynových sietí.

Vnútorné usporiadanie plynového filtra na príklade dvoch široko rozšírených zariadení – sieťového a kazetového: 1 – veko; 2 – teleso; 3 – drôtená sieťka; 4, 5 – kazeta, plnená konskou srsťou alebo hodvábnou niťou; 6 – hrdlo (výstup)

Treba si všimnúť niektoré jemnosti vnútorného konštrukčného vyhotovenia. Napríklad, kovovým sieťovým filtrom je vlastný faktor zosilnenia stupňa jemnosti čistenia v dôsledku nahromadenia nečistôt. Zároveň sa primerane znižuje priepustnosť filtračného prvku. Tento efekt je obzvlášť výrazný pri viacvrstvových konštrukciách.

U kazetových systémov, kde sa ako filtračný prvok používa konská srsť, naopak, stupeň jemnosti čistenia slabne. Súvisí to s tým, že prechádzajúci prúd plynu počas prevádzky zariadenia postupne odnáša časť filtračného materiálu vo forme jemných častíc.

Preto sa s cieľom zníženia množstva odnášaných častíc a udržania účinnej filtrácie snažia vyberať optimálnu rýchlosť pohybu pracovného prostredia pri prevádzke filtrov kazetového typu.

Tlakové rozdiely a princíp práce

Celkovo, hraničné prípustné hodnoty tlakových rozdielov pri použití plynových filtrov by mali byť 5 000 Pa (pre prvky sieťového typu) a 10 000 Pa (pre prvky kazetového typu).

Zodpovedajúcim spôsobom, na začiatku prevádzky akéhokoľvek typu plynového filtra, tieto parametre by mali zodpovedať hodnotám:

• 2 000 – 2 500 Pa (pre prvky sieťového typu);
• 4 000 – 5 000 Pa (pre prvky kazetového typu).

Práca filtračného sieťového mechanizmu sa opíše jednoducho: domový plyn, prechádzajúci systémom potrubí, stretne na ceste filter a prechádza dovnútra zariadenia cez vstupné hrdlo.

Prenikajúc cez kovovú sieťku sa domový plyn čistí od cudzích nečistôt a ďalej prechádza k výstupnému hrdlu.

Lineárny kazetový filter domového plynu a výmenná kazeta pre prípad úplného zlyhania filtračného materiálu kazety, ktorá je v prevádzke s filtrom.

Zachytený odpad sieťkou padá do spodnej oblasti telesa sitového filtra (v niektorých konštrukciách) alebo je násilne vyčistený. Pri údržbe sa nahromadený odpad v oblasti dna vyberie cez otvor, ktorý je počas činnosti filtra uzavretý zátkou.

O niečo „dômyselnejšie“ funguje kazetový filtračný prvok, vzhľadom na vlastnosti použitého materiálu. Vo vnútri filtra je pozdĺž pracovného média umiestnená kazeta naplnená vlasmi. Dodatočne je pred ňou nainštalovaný odrazový štít – kovová doska, ktorá chráni kazetu pred poškodením veľkými cudzími telesami tvrdej štruktúry.

Konštrukcia takejto kazety je jednoduchá – je to zvyčajne obdĺžnikový (rúrkový) rám, ktorého vonkajšie časti sú uzavreté drôtenou sieťkou. Vnútorná oblasť rámu je vyplnená vláknitým kaprónovým alebo prírodným (konský vlas) materiálom. Pri plnení sa hutne napcháva homogénny materiál a pridáva sa dodatočné mazivo.

Plyn prechádzajúci cez takúto kazetu sa čistí od cudzieho obsahu a narazí na perforovanú kovovú mriežku. To je ďalší komponent kazetového filtra, ktorý zabraňuje úniku častíc filtračného materiálu do systému.

V prípade znečistenia sa kazeta vyberie v rámci údržby a čistí/premýva špeciálnymi rozpúšťadlami.

Kontrola optimálneho tlakového rozdielu

Prakticky všetky konštrukcie plynových filtrov zabezpečujú kontrolu tlakového rozdielu prevádzkového tlaku. Niektoré konštrukcie (zvyčajne staršieho typu) sú na tieto účely vybavené hrdlami, kde sa plánuje pripojenie indikátora.

Jedna z konštrukcií plynového filtra, kde sa používa indikátor tlakového rozdielu. Pre jeho pripojenie sú v tele prístroja k dispozícii hrdlá.

Iné, modernejšie výrobky sú vybavené indikátorovým prvkom priamo. Takýto prvok je zabudovaný do telesnej časti prístroja a predstavuje informačnú stupnicu, spravidla rozdelenú farebnými zónami (zelenou a červenou). Existujú indikátory s jedným a dvoma ukazovateľmi.

Variant #1 – indikátor s jedným ukazovateľom

Za podmienok normálnej prevádzky plynového filtra sa ukazovateľ indikátora nachádza v oblasti zelenej farby, čo názorne ukazuje optimálnu úroveň tlakového rozdielu.

Ak sa však šípka indikátora presunie do oblasti stupnice, ktorá je sfarbená na červeno, tento faktor signalizuje, že filter je znečistený.

Na takýchto indikátoroch rozdielu tlaku sa primárna pozornosť obslužného personálu venuje práve červenému segmentu stupnice a príslušnej ručičke. Keď sa červená ručička nachádza v oblasti červeného segmentu, filter podlieha preventívnej údržbe s následným čistením alebo výmenou filtračného materiálu.

Variant #2 – indikátor s dvoma šípkami

Pre tento variant prevedenia je kontrolná stupnica rozdelená na dva segmenty, zafarbené na čierno a červeno. Ukazovacie prvky (ručičky) tiež zodpovedajú farbám segmentov.

Oblasť čiernej farby je určená na kontrolu rozdielu tlakov v aktuálnom čase. Oblasť červenej farby sa používa na kontrolu rozdielu v momentoch maximálnej spotreby.

Vstavaný indikátor, ktorý zaznamenáva úroveň rozdielu tlakov dvoma ručičkami na dvoch segmentoch: 1 – aktuálna úroveň rozdielu; 2 – dosiahnutá úroveň rozdielu pri maximálnej spotrebe; 3 – bod resetu červeného ukazovateľa manuálne (pri údržbe)

Charakteristickým rysom takýchto indikátorov je, že ak má ukazovateľ čierneho segmentu stupnice schopnosť vrátiť sa k začiatku merania, ukazovateľ červeného segmentu touto schopnosťou nedisponuje.

Ak červený ukazovateľ zaznamená zvýšený rozdiel, ručička (červenej farby) sa nenávratne zastaví na dosiahnutej hodnote. Návrat na nulovú hodnotu je možný len manuálne pri údržbe.

Vlastnosti výberu filtra pre plyn

Pri výbere vhodného plynového filtra je potrebné zohľadniť nasledujúce špecifiká:

• priemer potrubia, kde sa predpokladá inštalácia;
• prietok plynu (výpočtový parameter);
• tlak – je potrebné poznať hodnotu absolútneho tlaku na vstupe filtračného zariadenia;
• hustota – je žiaduce mať údaje o hustote plynného prostredia.

Filtračné zariadenia rôznych výrobcov sa líšia vzhľadom a vlastnosťami. Napriek tomu je každý výrobok príslušne označený. Označenie umožňuje vybrať filter s ohľadom na základné kritériá.

Označenie na plynovom filtri série «FN»: 1 – značka série; 2 – montážne rozmery (v palcoch); 3 – pracovný tlak (nominál), bar; 4 – trieda prevedenia zariadenia; 5 – prítomnosť (neprítomnosť) vstavaného indikátora; 6 – materiál telesa zariadenia

Aby sa dodržala dostatočná miera čistenia filtračným prvkom, pri výbere sa zvyčajne zohľadňuje obmedzenie rýchlosti prúdenia média, ktoré prechádza cez filtračné zariadenie.

Parameter rýchlosti sa spravidla určuje parametrom maximálneho prípustného rozdielu tlakov. Ak je filter v čistom stave, rozdiel je prípustný na úrovni najviac 50 % z maximálnej prípustnej hodnoty.

Zvyčajne, na presný výber filtra na plynové potrubie je vhodné použiť špeciálne tabuľky. Ak však nie je prístup k tabuľkám alebo je potrebný jedinečný výber, je logické použiť výpočtový vzorec uvedený nižšie na obrázku.

Výpočtový vzorec na výber plynového filtra: Qm – priepustnosť zariadenia, m³/h; P – hodnota tlaku na vstupe, kPa; Pm – hodnota tlaku na filtri, kPa; p – hodnota hustoty plynného prostredia

Tradične sa výber plynového filtra porovnáva s priemerom lineárneho potrubia, na ktorom je plánovaná inštalácia zariadenia. Pri tom sa priepustnosť prístroja spája s parametrami prietoku na plynárenskom distribučnom bode — orientujú sa na podobnú alebo vyššiu hodnotu.

Závery a užitočné video k téme

Video o plynových filtroch, ich vlastnostiach a potrebe ich používania:

Prevádzka plynových potrubí bez použitia filtrov bude málo efektívna a nepraktická. Pri takýchto pracovných podmienkach existuje riziko rýchleho zlyhania technologického zariadenia, čo sa odráža na ekonomickej stránke prevádzky systémov. Samozrejme, absencia filtrov vplýva na stupeň bezpečnosti práce zariadenia.

Chcete doplniť uvedený materiál o zaujímavé fakty? Alebo máte otázky k téme článku? Položte ich našim expertom a ostatným návštevníkom stránky, napíšte svoje pripomienky a rady – blok spätnej väzby sa nachádza nižšie.