Узнайте, как выбрать размер, параметры сетки и номинальное давление временного конического фильтра для защиты трубопровода при пусконаладке. Запросите расчет стоимости изготовления по индивидуальному заказу у KAIFIL уже сегодня.
Временный конический сетчатый фильтр — это тип пускового трубопроводного фильтра, изготовленного из нержавеющей стали с конусообразным фильтрующим элементом из тканой проволочной сетки, который зажимается между фланцами, устанавливается в начале новой или отремонтированной линии и демонтируется после полной промывки системы. Обычно он поставляется с номинальным давлением Class 150 или Class 300, оснащается тканой сеткой из нержавеющей стали от 20 mesh (около 840 микрон) до 200 mesh (около 74 микрон) и подбирается так, чтобы скорость потока жидкости через эффективную площадь фильтрации оставалась в пределах отраслевых стандартов от 0.3 до 0.9 m/s. Поскольку временный конический сетчатый фильтр защищает установленные ниже по течению насосы, клапаны, регулирующие штуцеры и контрольно-измерительные приборы от сварочных брызг, окалины, песка и другого строительного мусора, он является одним из самых экономически эффективных способов защиты, которые владелец может использовать при вводе трубопровода в эксплуатацию, а его правильный выбор зависит от трех параметров: размера, размера ячейки mesh и номинального давления.
Каждый новый трубопровод содержит строительный мусор. Брызги сварки, шлак от резки, ржавчина, окалина, абразивная крошка, фрагменты ленты PTFE и посторонние предметы, оставшиеся внутри фланцев, перемещаются с первым потоком. Если этот мусор попадет в крыльчатку насоса, седло регулирующего клапана, расходомер или компрессор, повреждения будут мгновенными и дорогостоящими. Временный конический сетчатый фильтр устанавливается перед наиболее уязвимым оборудованием, чтобы уловить этот мусор до его попадания в систему.
Фильтр устанавливается между двумя стандартными фланцами — без сварки и изменения конструкции линии — с использованием тех же прокладок и болтов, которые уже имеются на соединении. Конус направлен вниз по течению, по направлению потока, поэтому мусор собирается на внутренней поверхности конуса, в то время как кольцевая зона вокруг него остается свободной. После завершения пусконаладки и промывки фланец открывается, фильтр извлекается, а постоянная прокладка устанавливается на место. Общая стоимость устройства обычно составляет лишь малую часть стоимости первого же защищаемого им насоса или клапана, поэтому временные конические сетчатые фильтры являются стандартной практикой в нефтегазовой и нефтехимической промышленности, а также в энергетике и водоочистке.
Стоит подчеркнуть один момент: временный конический сетчатый фильтр не является фильтром тонкой очистки и не предназначен для постоянного нахождения в линии. Его сетка намеренно сделана более грубой по сравнению с требованиями к конечной фильтрации процесса, а допустимый перепад давления измеряется всего в нескольких psi. Это временное защитное устройство, которое улавливает крупный мусор в короткий и грязный период пусконаладочных работ.
Отличительная коническая форма фильтра — это то, что делает его эффективным при промывке. Поскольку конус сужается вниз по течению, сетка обеспечивает большую общую площадь поверхности, занимая при этом небольшую осевую длину между фланцами. Конус с углом при вершине от 15 до 30 градусов сохраняет площадь поверхности сетки достаточно высокой, чтобы фильтр не ограничивал промывочный поток, даже когда часть поверхности конуса уже забита мусором.
Важны два пути распределения нагрузки. При обычной промывке большая часть потока проходит через переднюю часть конуса, поэтому передняя грань выполняет основную работу по фильтрации. По мере накопления мусора эффективная площадь живого сечения уменьшается, а перепад давления на конусе увеличивается. Операторы контролируют перепад давления на фильтре; когда он приближается к расчетному пределу — обычно от 2 до 5 psi в зависимости от системы — фильтр необходимо очистить или заменить. Способность конуса накапливать мусор по всей своей поверхности, а не на плоском диске, — это именно та причина, по которой конические фильтры предпочтительнее плоских дисковых фильтров для пусконаладочных работ: они задерживают больше загрязнений и меньше ограничивают поток.
Расчет размеров временного конического фильтра начинается с диаметра трубопровода, но этим не ограничивается. Основное правило заключается в том, чтобы поддерживать скорость потока через живое сечение сетки в диапазоне от 0,3 до 0,9 м/с (примерно от 1 до 3 футов/с) для жидкостей. При скорости ниже 0,3 м/с площадь сетки становится неэкономично большой; при скорости выше 0,9 м/с даже слабо загрязненная сетка создает избыточный перепад давления, и фильтр начинает работать как дроссельная шайба.
Практическое следствие заключается в том, что фильтр часто выбирают на один типоразмер больше номинального диаметра трубы. Например, для трубопровода DN150 (6 дюймов) с высоким расходом промывочной жидкости может потребоваться конический фильтр DN200 (8 дюймов), поскольку перед оценкой скорости потока к площади сетки необходимо добавить площадь кольцевого зазора между конусом и корпусом фильтра. Общая площадь живого сечения тканой сетки — которая представляет собой коэффициент живого сечения сетки, умноженный на геометрическую площадь фильтрующего элемента, — это именно та величина, которая должна соответствовать ограничению по скорости потока.
Для расчета размеров необходимы три исходных параметра:
Консервативный метод расчета размеров заключается в том, чтобы рассчитать требуемую площадь живого сечения сетки на основе расхода и диапазона скоростей от 0,3 до 0,9 м/с, затем разделить ее на коэффициент живого сечения сетки для получения геометрической площади поверхности конуса и, наконец, убедиться, что выбранный номинальный размер обеспечивает эту площадь. Инженерная команда KAIFIL регулярно выполняет этот расчет для клиентов и предоставляет рабочие размеры вместе с каждым коммерческим предложением, что практически полностью избавляет от необходимости действовать наугад при выборе стартового фильтра.
Выбор сетки для временного конического сетчатого фильтра — это баланс между улавливанием критически важных загрязнений и поддержанием достаточно низкого перепада давления для эффективной промывки. Отправной точкой является защита наиболее чувствительного компонента ниже по потоку — обычно это насос, регулирующий клапан или прибор. Сетка фильтра должна быть более мелкой, чем зазоры этого компонента, но более крупной, чем элементы окончательной фильтрации процесса, поскольку данный фильтр является временным.
Номер сетки (mesh count) и тонкость фильтрации в микронах напрямую связаны. В тканой проволочной сетке номер сетки означает количество отверстий на линейный дюйм, а рейтинг в микронах описывает номинальный размер отверстия. К распространенным вариантам для временных конических сетчатых фильтров относятся:
В таблице ниже приведены общие рекомендации по выбору пусковых фильтров. Обратите внимание, что это лишь отправные точки — окончательный выбор всегда следует проверять на соответствие зазорам оборудования ниже по технологической цепочке и допустимому перепаду давления.
| Область применения / Защищаемое оборудование | Типичный размер сетки | Приблизительная тонкость фильтрации (микроны) | Примечания |
|---|---|---|---|
| Крупные насосы и компрессоры; грубая промывка | 20 mesh | ~840 microns | Максимальное живое сечение; минимальный перепад давления |
| Стандартная защита центробежных насосов | 40 mesh | ~400 microns | Наиболее распространенный стандартный вариант для пуска |
| Регулирующие клапаны и малые технологические насосы | 60 mesh | ~250 microns | Задерживает мелкую окалину и песок |
| Расходомеры и контрольно-измерительные приборы | 100 mesh | ~150 microns | Защищает малые отверстия и датчики |
| Тонкая промывка перед загрузкой катализатора или установкой внутренних элементов с малыми зазорами | 200 mesh | ~74 microns | Проверьте перепад давления перед принятием окончательного решения |
Тип переплетения также имеет значение. Проволочная сетка полотняного переплетения, в которой каждая проволока проходит поочередно над и под поперечными проволоками, обеспечивает максимальную площадь живого сечения для заданного номера сетки и является стандартным выбором для конических фильтров. В случаях, когда требуется дополнительная прочность для предотвращения деформации при высоком перепаде давления, проволочная сетка голландского переплетения — конструкция с более тонкими проволоками основы, плотно прилегающими друг к другу — обеспечивает более плотную и компактную фильтрующую перегородку, хотя и с меньшей площадью живого сечения и более высоким начальным перепадом давления. Для более подробного объяснения взаимосвязи между номером сетки и тонкостью фильтрации в микронах наше руководство по выбору размера ячейки фильтрующей сетки и тонкости фильтрации в микронах подробно описывает расчеты. Если вы еще не знакомы с терминологией, наш глоссарий терминов по проволочным сеткам простым языком объясняет такие понятия, как mesh count, размер ячейки, диаметр проволоки и площадь живого сечения.
Номинальное давление временного конического фильтра определяет максимальное рабочее давление, которое он может безопасно выдерживать, и оно должно соответствовать классу фланца соединения, в котором установлен фильтр, или превышать его. Два наиболее распространенных класса:
Номинальное давление определяется фланцевым кольцом и ступицей фильтра, а не сеткой. Сам фильтрующий элемент представляет собой тонкую тканую сетку, которая сама по себе никогда бы не выдержала полное давление в трубопроводе; прочность фильтра обеспечивается кольцом из нержавеющей стали, установленным во фланцевом соединении, и опорной конструкцией конуса. Две конструктивные особенности защищают сетку во время промывки: конус отформован и поддерживается таким образом, чтобы он не сминался под воздействием перепада давления, а площадь живого сечения достаточно велика, чтобы перепад давления на сетке — реальная нагрузка на сетку — оставался небольшим даже при высоком давлении в линии.
Также необходимо учитывать снижение номинального давления при повышении температуры. Классы давления указываются при стандартной эталонной температуре 38°C, и допустимое рабочее давление снижается по мере роста температуры. Например, при 260°C узел из нержавеющей стали Class 300 сохраняет значительно меньшую часть своего номинального давления при комнатной температуре. Поэтому для пускового фильтра, используемого при продувке паром или горячих пусконаладочных работах, требуется проверка номинальных параметров при фактической температуре промывки, а не только при расчетном давлении.
Выбор материала подчиняется той же логике, что и для постоянных трубопроводов. Аустенитные нержавеющие стали — чаще всего 304L и 316L — обеспечивают коррозионную стойкость и свариваемость, необходимые для большинства химических, нефтехимических и водопроводных систем. В тех случаях, когда рабочая среда агрессивна по отношению к стандартной нержавеющей стали или существует опасность хлоридного коррозионного растрескивания под напряжением, сетка и кольцо могут быть изготовлены из более высоколегированных сплавов. KAIFIL производит конические фильтры из тех же марок проволочной сетки и листового проката, которые используются в других наших фильтрующих изделиях, поэтому прослеживаемость материалов и сертификаты соответствуют остальной части готового комплекта оборудования. Для узлов, которые должны быть интегрированы в более крупную постоянную систему фильтрации, а не демонтироваться после запуска, наши сварные фильтрующие узлы из проволочной сетки демонстрируют те же стандарты изготовления, которые применяются к линейному оборудованию.
После ввода трубопровода в эксплуатацию временный конический фильтр обычно извлекается, а на его место может устанавливаться постоянный корзинчатый фильтр. Важно понимать разницу между ними, поскольку их часто путают и иногда неправильно подбирают при проектировании.
| Критерий | Временный конический фильтр | Корзинчатый фильтр |
|---|---|---|
| Основное назначение | Защита при запуске и промывке | Постоянная защита технологического процесса |
| Установка | Между фланцами; фиксируется стяжными болтами | Фланцевый или приварной линейный корпус |
| Фильтрующий элемент | Конусообразная тканая сетка; одноразовая или заменяемая | Цилиндрическая корзина; очищаемая и многоразовая |
| Типичный размер сетки | от 20 до 200 mesh (от ~840 до ~74 микрон) | от 10 до 500 mesh; подбирается под технологические требования |
| Допустимый перепад давления | Низкий — несколько psi при промывке от загрязнений | Рассчитан на длительную эксплуатацию |
| Демонтаж после запуска | Да — предназначен для извлечения | Нет — остается в эксплуатации |
| Типичная стоимость | Низкая; одноразовый | Выше; постоянное оборудование |
Эти две конструкции дополняют, а не исключают друг друга. Конический фильтр идеален для короткого, «грязного» периода пусконаладки с большим количеством мусора, поскольку он дешев, прост в демонтаже и не требует отдельного корпуса. Корзинчатый фильтр превосходит его в задачах постоянной защиты, так как его можно очищать без разгерметизации линии, и он рассчитан на годы службы. Если вы хотите более подробно сравнить конфигурации фильтров, наша статья о сетчатых корзинчатых фильтрах для пищевой промышленности и производства напитков дает реальное представление о том, как подбираются постоянные корзинчатые конструкции, в то время как логика выбора временных конических фильтров в данном руководстве следует тем же принципам расчета размеров.
Временный конический фильтр защищает трубопровод только в том случае, если он установлен правильно и контролируется в процессе промывки. Несколько практических правил на объекте помогут обеспечить плавный ввод в эксплуатацию и избежать дорогостоящих аварий:
После завершения промывки и подтверждения чистоты трубопровода временный конический фильтр демонтируется, а постоянное соединение восстанавливается. Этот этап демонтажа — именно то, что делает устройство «временным», и именно поэтому его никогда не следует заменять постоянным фильтрующим элементом, который пусконаладочная бригада может забыть извлечь.
В чем разница между временным коническим фильтром и постоянным корзинчатым фильтром? Временный конический фильтр — это недорогое устройство межфланцевого монтажа с конусообразным элементом из тканой сетки, которое устанавливается только на время пусконаладки и промывки трубопровода, после чего демонтируется. Корзинчатый фильтр представляет собой постоянный корпус, устанавливаемый в линию, с очищаемой цилиндрической корзиной, которая остается в эксплуатации для непрерывной защиты технологического процесса. Конический фильтр оптимизирован для улавливания больших объемов строительного мусора за короткий период с минимальным перепадом давления; корзинчатый фильтр оптимизирован для длительной эксплуатации с возможностью очистки.
Какой размер ячейки сетки следует использовать для стартового конического фильтра? Выбирайте сетку с размером ячейки меньше, чем зазоры наиболее чувствительного оборудования ниже по течению, но крупнее, чем у фильтра тонкой очистки на финальной стадии процесса. На практике сетка 20 mesh (~840 микрон) подходит для грубой защиты крупного вращающегося оборудования, сетка 40 mesh (~400 микрон) является стандартным выбором для общей защиты насосов, а сетка от 60 до 100 mesh (от ~250 до ~150 микрон) назначается, когда необходимо защитить регулирующие клапаны или приборы. Поскольку более мелкая сетка увеличивает перепад давления и быстрее забивается во время промывки загрязненной системы, обычно правильным выбором является максимально крупная сетка, обеспечивающая достаточную защиту оборудования.
Как правильно подобрать размер конического фильтра для трубопровода? Подбирайте размер исходя из максимального расхода при промывке, а не только по номинальному диаметру трубопровода. Поддерживайте скорость потока через живое сечение сетки в пределах от 0,3 до 0,9 м/с для жидкостей, что часто означает выбор фильтра на один номинальный размер больше, чем диаметр трубопровода. Разделите требуемую площадь живого сечения на коэффициент живого сечения сетки, чтобы получить площадь поверхности конуса, а затем убедитесь, что доступное давление в системе превышает перепад давления на чистом и загрязненном фильтре.
Какой класс давления мне необходим — Class 150 или Class 300? Класс давления фильтра должен соответствовать классу фланца соединения, в которое он устанавливается. Class 150 подходит для большинства линий воды, вспомогательных сред и технологических линий низкого давления (примерно 19 bar при 38°C), в то время как Class 300 предназначен для работы под более высоким давлением в системах транспортировки углеводородов, химических веществ и пара при пусконаладке (примерно 49 bar при 38°C). Всегда проверяйте номинальное давление при фактической температуре промывки, так как допустимое давление снижается при повышении температуры.
Когда следует демонтировать временный конический фильтр? Как только промывка завершена и подтверждена чистота трубопровода — обычно когда перепад давления на фильтре перестает расти, а количество мусора в отобранной пробе снижается до приемлемого уровня. Это устройство предназначено для демонтажа, и если оставить его на месте, оно может стать постоянным препятствием для потока и забытой ловушкой для мусора.
Выбор правильного размера, параметров сетки и номинального давления для временного конического фильтра сводится к трем цифрам и одной объективной оценке вашего оборудования ниже по потоку — но точность конструктивных деталей важна не меньше. KAIFIL — китайский производитель фильтров из нержавеющей проволочной сетки с многолетним опытом изготовления тканых сеток и готовых сетчатых фильтров. Мы производим временные конические фильтры в конфигурациях Class 150 и Class 300 с сетками полотняного и голландского переплетения, в комплекте с сертификатами на материалы и чертежами с рабочими размерами. Мы регулярно подбираем размеры фильтров для пусконаладочных работ в нефтегазовой и нефтехимической отраслях, а наши изделия из проволочной сетки по индивидуальным чертежам и технические возможности позволяют нам осуществлять производство строго под ваш размер трубы, параметры сетки и спецификацию сплава, вместо того чтобы пытаться адаптировать стандартное изделие из каталога. Свяжитесь с KAIFIL, указав диаметр трубопровода, расход при промывке, перечень оборудования ниже по потоку и класс давления, и наши инженеры подготовят для вас предложение по коническому фильтру с выполненным расчетом размеров, стоимости и технической документацией для вашего следующего пуска трубопровода.
Temporary cone strainers and startup screens made to pipeline size, flange fit and debris load.
Square-opening woven wire mesh for screening, support layers and custom fabricated filter parts.
Dense woven wire mesh for fine filtration and custom screen packs in demanding process lines.
Отправьте чертежи, размеры, требования к материалу, среде или условиям эксплуатации, и мы поможем согласовать правильную спецификацию.
Загруженные файлы включены в запрос. Для больших CAD-пакетов ответьте на письмо подтверждения или отправьте их здесь:
Обычно мы отвечаем в течение 24 рабочих часа.
