ГОСТ Р 58499-2019 (ИСО 29461-1:2013) Системы очистки воздуха, подаваемого в роторные установки. Методы испытаний. Часть 1. Статические фильтрующие элементы

Введение

0.1 Фильтры в производстве электроэнергии/применение компрессора

При использовании роторных машин в состав фильтрационной системы, как правило, включен набор фильтрующих элементов, расположенных соответствующим образом. Развитие турбинного оборудования, применяемого для производства энергии или других целей, привело к созданию более сложного оборудования, и поэтому появилась потребность в качественной защите этих систем. Известно, что загрязнение в виде частиц может существенно ухудшить работу силовой установки турбины.

Это явление часто описывают с помощью таких понятий, как "эрозия", "загрязнение" и "горячая коррозия", когда попадание соли и других коррозионных частиц создает потенциальные проблемы. Другие частицы различных веществ могут также приводить к значительному снижению эффективности систем. Необходимо иметь в виду, что устройства воздушного фильтра в таких системах функционируют в различных условиях окружающей среды. Диапазон загрязнения климата и загрязнения частиц очень широк: от пустынь до влажных дождевых лесов и арктических сред. Требования к этим системам фильтров различаются в зависимости от того, где именно они работают.

Настоящий стандарт связывает эффективность фильтрующих систем воздухозаборников со сбором не только тяжелой пыли, но и частиц в диапазоне размеров, который считается проблемной областью для этих систем. При оценке загрязнения турбины следует учитывать наличие, как ультратонких, так и мелких частиц, а также крупных частиц. Как правило, в наружном воздухе ультратонкие и мелкие частицы в диапазоне размеров от 0,01 до 1 мкм составляют более 99% от концентрации веществ и до 90% в поверхностном загрязнении. Большая часть массы, как правило, поступает из более крупных частиц (>1,0 мкм).

Турбокомпрессорные фильтры содержат широкий спектр продуктов, состоящий из фильтров для очень крупных частиц и фильтров для очень мелких субмикронных частиц. Ассортимент продукции представлен системами самоочистки по глубине и поверхности. Фильтры и системы должны работать в широком диапазоне температур и влажности - от очень низкой до очень высокой концентрации пыли и механических нагрузок. Существующие в настоящее время изделия могут быть разных типов и иметь различные функции, такие как сепараторы капель, коалесцирующие продукты, фильтровальные прокладки, металлические фильтры, инерционные фильтры, фильтровальные ячейки, мешочные фильтры, панельный, самоочищаемый и глубинный фильтр, картриджи и плиссированные поверхностные фильтрующие элементы.

В настоящем стандарте установлен способ сравнения этих продуктов и определены критерии, важные для систем впуска воздушного фильтра и защиты рабочих характеристик вращающихся механизмов. Эффективность продуктов, представленных в этом широком диапазоне, должна быть сопоставлена надлежащим образом. Сравнение различных типов фильтров следует проводить с учетом условий эксплуатации, в которых они будут использоваться.

Например, если фильтр или система фильтров предназначены для работы в экстремальной, очень пыльной среде, реальная эффективность частиц таких фильтров не может быть предсказана, потому что пылевая нагрузка фильтра играет важную роль. В следующих стандартах этой серии будет рассмотрена производительность фильтров для очистки и поверхностной загрузки.

0.2 Характеристики фильтрации

В приложениях А и В приведены положения по устранению потенциальных проблем ретракции, выпадения частиц и характеристик нейтрализации заряда в процессе эксплуатации определенных видов сред.

Некоторые типы фильтрующих сред используют электростатические эффекты для достижения высокой эффективности при низкой устойчивости к воздушному потоку. Воздействие таких факторов, как частицы пыли или другие мелкие частицы, может препятствовать данным зарядам, в результате чего ухудшается производительность фильтра. Процедура испытаний, описанная в приложении А, содержит методы идентификации явлений такого рода. Эту процедуру используют для определения наличия зависимости эффективности частиц фильтра от механизма электростатического удаления, по результатам которой получают количественную информацию о важности электростатического удаления. Выбор данной процедуры определен тем, что она хорошо установлена, воспроизводима и относительно быстро и легко может быть выполнена. В идеальном варианте процесса фильтрации каждая частица будет постоянно находиться на фильтрующем волокне начиная с первого контакта, но входящие частицы могут воздействовать на захваченную частицу и вытеснять ее в воздушный поток. Волокна или частицы из самого фильтра также могут быть освобождены в результате воздействия механических сил. С точки зрения пользователя, необходимо также рассмотреть положения, приведенные в приложении В.

Фильтры с низкой начальной или условной эффективностью частиц (<35%) для субмикронных частиц (0,4 мкм), которые не повышают свою эффективность во время операции, как правило, не обеспечивают серьезной защиты для рабочих механизмов при пробоотборе типичных атмосферных аэрозолей, в которых большая часть частиц менее 1,0 мкм. Однако в некоторых случаях с аэрозолями, имеющими доминирующую фракцию крупных частиц, фильтры с низкой эффективностью на субмикронных частицах могут служить защитой на более поздних стадиях фильтрации, а также иметь более высокую среднюю эффективность частиц 0,4 мкм (например, поверхностные загрузочные фильтры) из-за загрузки пыли. Поэтому гравиметрический тест может предоставить некоторую информацию о мощности и гравиметрической эффективности для этих аэрозолей. В общем случае более низкий общий уровень фильтрации, чем 35%, при загрязнении частицами 0,4 мкм не рекомендуется применять для системы воздухозаборного фильтра вращающихся механизмов, когда аэрозольная загрузка фильтров не способствует значительному повышению эффективности во время работы.

0.3 Структура стандартов*

_______________

* См. [1].

Методы и процедуры определения эффективности частиц, падения давления и соответствующие формы отчетов являются одинаковыми для всех типов статического фильтрующего элемента.

Методы испытаний, касающиеся эффективности частиц, падения давления и полученных значений, идентичны для всех фильтров, за исключением характеристик загрузки и процедуры очистки, которые отличаются для очищаемых фильтров поверхностной загрузки. Эти фильтры включают процедуры очистки и имеют разные нагрузочные характеристики, поэтому им требуются соответствующие модифицированные методы испытаний, которые будут определены в части 2 данной серии стандартов.

Часть 3 содержит методы определения механической целостности фильтров в условиях, которые могут возникнуть в ненормальных условиях эксплуатации.

В части 4 описаны методы тестирования установленных фильтров в условиях эксплуатации (тестирование на месте).

Часть 5 охватывает методы испытаний для конкретных требований морского применения и методы определения эффективности удаления морской соли из отдельных фильтров и/или полных фильтрующих систем.

Часть 6 охватывает методы испытаний для очищаемых фильтрующих элементов, за исключением тестирования системы (например, устройство для очистки), как в части 2.

Настоящий стандарт устанавливает методы испытаний для статических фильтрующих блоков, как правило, типа глубинной загрузки (см. 3.43 и 3.44). Все фильтры могут быть протестированы аналогичным образом, что дает сопоставимые результаты. Однако для фильтров поверхностной нагрузки, фильтров обратного импульса, морских фильтров, а также других фильтрующих систем, которые не считаются статическими фильтрами, должна быть применена соответствующая часть данной серии стандартов.

Для многоступенчатых систем, в которых приведен ряд таких компонентов, как оборудование для очистки, фильтры, допускается использование настоящего стандарта, если могут быть выполнены квалификационные требования испытательной установки. В тех случаях, когда это невозможно, можно применять процедуры части 4 (тестирование на месте).

В настоящем стандарте ссылки на международные стандарты заменены ссылками на национальные стандарты.