Tìm hiểu cách chọn kích thước, kích thước lưới và cấp áp suất của bộ lọc hình nón tạm thời để bảo vệ khi khởi động đường ống. Yêu cầu báo giá tùy chỉnh từ KAIFIL ngay hôm nay.
Một bộ lọc hình nón tạm thời là một loại bộ lọc đường ống chạy thử được chế tạo từ thép không gỉ với bộ phận lưới dây dệt hình nón được kẹp giữa các mặt bích, được lắp đặt khi bắt đầu vận hành đường ống mới hoặc đường ống vừa sửa chữa, và được tháo ra sau khi hệ thống đã được súc rửa sạch. Thiết bị này thường được cung cấp với các cấp áp suất Class 150 hoặc Class 300, được trang bị lưới thép không gỉ dệt từ 20 mesh (khoảng 840 micron) đến 200 mesh (khoảng 74 micron), và được tính toán kích thước sao cho vận tốc chất lưu qua diện tích lưới lọc hiệu dụng nằm trong phạm vi hướng dẫn của ngành sản xuất bộ lọc là từ 0,3 đến 0,9 m/s. Vì bộ lọc hình nón tạm thời bảo vệ các máy bơm, van, lỗ tiết lưu điều khiển và thiết bị đo lường ở phía hạ nguồn khỏi xỉ hàn, vảy bám, cát và các mảnh vụn thi công khác, đây là một trong những giải pháp bảo hiểm hiệu quả nhất về chi phí mà chủ đầu tư có thể lắp đặt trong quá trình chạy thử đường ống — và việc lựa chọn chính xác thiết bị này phụ thuộc vào ba thông số: kích thước, chỉ số mesh và cấp áp suất.
Mọi đường ống mới đều chứa các mảnh vụn thi công. Xỉ hàn, xỉ cắt, vảy gỉ, hạt mài, các mảnh băng keo PTFE và vật thể lạ còn sót lại bên trong mặt bích đều sẽ di chuyển theo dòng chảy đầu tiên. Nếu những mảnh vụn đó lọt vào cánh bơm, đế van điều khiển, lưu lượng kế hoặc máy nén, hư hại sẽ xảy ra ngay lập tức và rất tốn kém. Bộ lọc hình nón tạm thời được đặt ở phía thượng nguồn của các thiết bị dễ bị tổn thương nhất để giữ lại các mảnh vụn này trước khi chúng tiếp cận thiết bị.
Bộ lọc được lắp giữa hai mặt bích tiêu chuẩn — không cần hàn, không cần sửa đổi đường ống — sử dụng chính các gioăng và bu-lông đã có sẵn tại mối nối. Đầu nón hướng về phía hạ nguồn, theo chiều dòng chảy, nhờ đó các mảnh vụn sẽ tích tụ ở bề mặt bên trong của hình nón trong khi vùng vành khuyên xung quanh nó vẫn thông thoáng. Khi quá trình khởi động và súc rửa hoàn tất, mặt bích được mở ra, bộ lọc được nhấc ra ngoài và gioăng cố định được lắp lại. Tổng chi phí của thiết bị này thường chỉ bằng một phần nhỏ so với chiếc máy bơm hoặc van đầu tiên mà nó bảo vệ, đó là lý do tại sao bộ lọc hình nón tạm thời là một giải pháp tiêu chuẩn trong ngành công nghiệp dầu khí và hóa dầu, cũng như trong ngành điện và xử lý nước.
Một điểm cần nhấn mạnh: bộ lọc hình nón tạm thời không phải là một bộ lọc tinh và không được thiết kế để duy trì lâu dài trên đường ống. Lưới lọc của nó được cố ý thiết kế thô hơn so với nhu cầu lọc cuối cùng của quy trình, và mức sụt áp cho phép chỉ được tính bằng vài psi. Đây là một thiết bị tạm thời giúp giữ lại các mảnh vụn lớn trong giai đoạn chạy thử ngắn ngủi và nhiều tạp chất.
Hình dạng nón đặc trưng của bộ lọc chính là yếu tố giúp nó hoạt động hiệu quả trong ứng dụng súc rửa. Do hình nón thuôn nhỏ về phía hạ nguồn, lưới lọc mang lại diện tích bề mặt tổng thể lớn trong khi chỉ chiếm một chiều dài trục nhỏ giữa các mặt bích. Một hình nón có góc đỉnh từ 15 đến 30 độ giúp giữ cho diện tích bề mặt lưới lọc đủ lớn để bộ lọc không làm nghẹt dòng súc rửa, ngay cả khi một phần bề mặt hình nón đã bám đầy mảnh vụn.
Có hai hướng dòng chảy chịu tải quan trọng. Trong quá trình súc rửa thông thường, hầu hết dòng chảy đi qua phần phía trước của hình nón, do đó mặt trước thực hiện phần lớn công việc lọc. Khi các mảnh vụn tích tụ, diện tích mở hiệu dụng giảm dần và độ sụt áp qua hình nón tăng lên. Người vận hành sẽ giám sát chênh áp qua bộ lọc; khi chênh áp tiến gần đến giới hạn thiết kế — thường là 2 đến 5 psi tùy thuộc vào hệ thống — bộ lọc phải được làm sạch hoặc thay thế. Khả năng tích tụ mảnh vụn trên toàn bộ bề mặt của hình nón thay vì trên một đĩa phẳng chính là lý do tại sao bộ lọc hình nón được ưa chuộng hơn bộ lọc đĩa phẳng trong quá trình chạy thử: chúng giữ được nhiều chất bẩn hơn và ít gây cản trở dòng chảy hơn.
Việc tính toán kích thước bộ lọc hình nón tạm thời bắt đầu từ kích thước đường ống, nhưng không chỉ dừng lại ở đó. Nguyên tắc chủ đạo là giữ cho vận tốc dòng chảy qua diện tích mở của lưới lọc trong khoảng từ 0.3 đến 0.9 m/s (khoảng 1 đến 3 ft/s) đối với chất lỏng. Dưới mức khoảng 0.3 m/s, diện tích lưới lọc sẽ lớn đến mức không kinh tế; trên mức khoảng 0.9 m/s, ngay cả một lưới lọc chịu tải nhẹ cũng tạo ra độ sụt áp quá mức và bộ lọc sẽ bắt đầu hoạt động như một đĩa tiết lưu.
Hệ quả thực tế là bộ lọc thường có kích thước lớn hơn một cấp so với kích thước đường ống danh nghĩa. Ví dụ, một đường ống DN150 (6-inch) chạy lưu lượng súc rửa cao có thể cần một bộ lọc hình nón DN200 (8-inch), bởi vì diện tích hình vành khuyên giữa hình nón và thân bộ lọc phải được cộng vào diện tích lưới lọc trước khi có thể đánh giá vận tốc. Tổng diện tích mở của lưới dệt — bằng tỷ lệ diện tích mở của lưới nhân với diện tích bề mặt hình học của lưới lọc — là con số phải đáp ứng giới hạn vận tốc.
Ba thông số đầu vào cần thiết để tính toán kích thước:
Quy trình tính toán kích thước thận trọng là tính toán diện tích mở cần thiết của lưới lọc từ lưu lượng và dải vận tốc từ 0.3 đến 0.9 m/s, sau đó chia cho tỷ lệ diện tích mở của lưới để có được diện tích bề mặt hình học của hình nón, và cuối cùng là xác minh xem kích thước danh nghĩa được chọn có đáp ứng diện tích đó hay không. Đội ngũ kỹ thuật của KAIFIL thường xuyên thực hiện phép tính này cho khách hàng và cung cấp các kích thước làm việc kèm theo mỗi bản báo giá, giúp loại bỏ hầu hết các phỏng đoán khi lựa chọn bộ lọc khởi động.
Việc lựa chọn lưới lọc cho bộ lọc hình nón tạm thời là sự cân bằng giữa việc giữ lại các tạp chất quan trọng và giữ cho độ sụt áp đủ thấp để quá trình xả rửa hoạt động hiệu quả. Điểm bắt đầu là bảo vệ bộ phận hạ nguồn nhạy cảm nhất — thường là bơm, van điều khiển hoặc thiết bị đo. Lưới lọc phải mịn hơn các khe hở của bộ phận đó, nhưng thô hơn hệ thống lọc quy trình cuối cùng, vì đây là bộ lọc tạm thời.
Chỉ số mesh và cấp độ lọc micron có liên quan trực tiếp với nhau. Trong lưới dây dệt, chỉ số mesh là số lỗ trên mỗi inch tuyến tính, và cấp độ lọc micron mô tả kích thước lỗ lọc danh nghĩa. Các lựa chọn phổ biến cho bộ lọc hình nón tạm thời bao gồm:
Bảng dưới đây tóm tắt hướng dẫn lựa chọn bộ lọc khởi động điển hình. Lưu ý rằng đây chỉ là các điểm xuất phát — lựa chọn cuối cùng luôn cần được đối chiếu với khe hở của các bộ phận phía hạ nguồn và độ sụt áp cho phép.
| Ứng dụng / Thiết bị được bảo vệ | Cỡ lưới điển hình | Cấp độ lọc micron xấp xỉ | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| Bơm và máy nén lớn; sục rửa thô | 20 mesh | ~840 microns | Diện tích mở tối đa; độ sụt áp thấp nhất |
| Bảo vệ bơm ly tâm tiêu chuẩn | 40 mesh | ~400 microns | Lựa chọn mặc định phổ biến nhất khi khởi động |
| Van điều khiển và bơm quy trình nhỏ | 60 mesh | ~250 microns | Giữ lại cặn mịn và cát |
| Đồng hồ đo lưu lượng và thiết bị đo | 100 mesh | ~150 microns | Bảo vệ các lỗ nhỏ và cảm biến |
| Sục rửa mịn trước khi nạp chất xúc tác hoặc các bộ phận bên trong có khe hở hẹp | 200 mesh | ~74 microns | Kiểm tra độ sụt áp trước khi quyết định |
Cấu trúc dệt cũng rất quan trọng. Lưới dây kim loại dệt trơn, trong đó mỗi sợi dây lần lượt đi qua phía trên và phía dưới các sợi dây ngang, mang lại diện tích mở cao nhất cho một mật độ lưới nhất định và là lựa chọn tiêu chuẩn cho lưới lọc hình nón. Khi cần thêm độ bền để chống biến dạng dưới áp suất chênh lệch cao, Lưới dây kim loại dệt Hà Lan — một cấu trúc với các sợi dây dọc mịn hơn được xếp khít nhau — mang lại một lưới lọc chặt hơn, dày đặc hơn, mặc dù có diện tích mở thấp hơn và độ sụt áp sạch cao hơn. Để có giải thích chi tiết hơn về mối quan hệ giữa mật độ lưới và cấp độ lọc micron, hướng dẫn của chúng tôi hướng dẫn cách chọn kích thước lưới lọc và cấp độ lọc micron hướng dẫn chi tiết các phép tính toán. Nếu bạn chưa quen với các thuật ngữ này, bảng thuật ngữ lưới kim loại của chúng tôi sẽ định nghĩa số mắt lưới, kích thước lỗ lưới, đường kính sợi và diện tích mở bằng ngôn ngữ dễ hiểu.
Cấp áp suất của bộ lọc hình nón tạm thời xác định áp suất làm việc tối đa mà thiết bị có thể chịu đựng một cách an toàn, và nó phải tương thích hoặc vượt quá cấp mặt bích của mối nối nơi lắp đặt bộ lọc. Hai cấp phổ biến nhất là:
Cấp áp suất này được quyết định bởi vòng mặt bích và cổ (hub) của bộ lọc, chứ không phải bởi lưới lọc. Bản thân lưới lọc là một thành phần dệt mỏng không thể tự mình chịu được toàn bộ áp suất đường ống; độ bền của bộ lọc đến từ vòng thép không gỉ nằm trong mối nối mặt bích và cấu trúc đỡ của hình nón. Hai chi tiết thiết kế giúp bảo vệ lưới lọc trong quá trình sục rửa: hình nón được định hình và nâng đỡ để không bị móp méo dưới áp suất chênh lệch, và diện tích mở đủ lớn để độ chênh áp qua lưới lọc — tải trọng thực tế tác động lên lưới — luôn ở mức nhỏ ngay cả khi áp suất đường ống cao.
Việc giảm cấp áp suất theo nhiệt độ cũng phải được xem xét. Các cấp áp suất được báo giá ở nhiệt độ tham chiếu tiêu chuẩn là 38°C, và áp suất làm việc cho phép sẽ giảm khi nhiệt độ tăng lên. Ví dụ, ở 260°C, một cụm bộ lọc bằng thép không gỉ Class 300 giữ lại ít hơn đáng kể so với cấp định mức ở nhiệt độ phòng. Do đó, một bộ lọc khởi động được sử dụng trong dịch vụ thổi hơi hoặc chạy thử nóng cần phải được kiểm tra cấp áp suất ở nhiệt độ sục rửa thực tế, chứ không chỉ ở áp suất thiết kế.
Việc lựa chọn vật liệu tuân theo cùng một nguyên lý như đường ống cố định. Thép không gỉ Austenitic — phổ biến nhất là 304L and 316L — mang lại khả năng chống ăn mòn và tính hàn cần thiết cho phần lớn các ứng dụng hóa chất, hóa dầu và nước. Ở những nơi chất lưu có tính ăn mòn đối với thép không gỉ tiêu chuẩn, hoặc nơi đáng lo ngại về ăn mòn do ứng suất clorua, lưới lọc và vòng mặt bích có thể được cung cấp bằng các hợp kim cao cấp hơn. KAIFIL sản xuất các bộ lọc hình nón từ cùng loại lưới kim loại và mác tấm kim loại được sử dụng trong các sản phẩm bộ lọc khác của chúng tôi, vì vậy khả năng truy xuất nguồn gốc vật liệu và các chứng nhận sẽ đồng bộ với phần còn lại của gói sản phẩm gia công. Đối với các cụm bộ lọc phải tích hợp vào một hệ thống lưới lọc cố định lớn hơn thay vì bị tháo ra sau khi khởi động, sản phẩm của chúng tôi cụm bộ lọc lưới kim loại hàn thể hiện cùng một tiêu chuẩn chế tạo được áp dụng cho vận hành trên đường ống.
Sau khi đường ống được đưa vào vận hành, bộ lọc hình nón tạm thời thường được tháo ra và bộ lọc dạng giỏ cố định có thể được lắp vào. Việc hiểu rõ sự khác biệt là rất quan trọng vì hai loại này thường bị nhầm lẫn và đôi khi bị chỉ định sai quy cách.
| Tiêu chí | Bộ lọc hình nón tạm thời | Bộ lọc dạng giỏ |
|---|---|---|
| Chức năng chính | Bảo vệ khi khởi động và súc rửa | Bảo vệ quy trình cố định |
| Lắp đặt | Giữa các mặt bích; được giữ bằng bu lông liên kết | Vỏ bộ lọc lắp bích hoặc hàn trực tiếp trên đường ống |
| Lưới lọc | Lưới dệt hình nón; sử dụng một lần hoặc có thể thay thế | Giỏ hình trụ; có thể làm sạch và tái sử dụng |
| Kích thước lưới tiêu biểu | 20 đến 200 mesh (~840 đến ~74 micron) | 10 đến 500 mesh; được lựa chọn theo nhu cầu quy trình |
| Tổn thất áp suất cho phép | Thấp — một vài psi trong quá trình súc rửa chất bẩn | Được tính toán kích thước cho vận hành lâu dài |
| Tháo bỏ sau khi khởi động | Có — được thiết kế để tháo rời | Không — tiếp tục vận hành |
| Chi phí tiêu biểu | Thấp; sử dụng một lần | Cao hơn; tài sản cố định |
Hai thiết kế này bổ trợ cho nhau chứ không cạnh tranh nhau. Bộ lọc hình nón chiếm ưu thế trong giai đoạn vận hành thử nghiệm ngắn, nhiều chất bẩn và cặn bã vì nó rẻ, dễ tháo lắp và không cần vỏ bộ lọc riêng biệt. Bộ lọc dạng giỏ chiếm ưu thế trong việc bảo vệ liên tục vì nó có thể được làm sạch mà không cần mở đường ống và được chế tạo để sử dụng trong nhiều năm. Nếu bạn đang so sánh sâu hơn về các cấu hình bộ lọc, bài viết của chúng tôi về giỏ lọc lưới thép trong chế biến thực phẩm và đồ uống sẽ cung cấp cái nhìn thực tế về cách chỉ định các thiết kế giỏ cố định — trong khi logic lựa chọn cho bộ lọc hình nón tạm thời trong hướng dẫn này tuân theo cùng một nguyên tắc tính toán kích thước.
Bộ lọc hình nón tạm thời chỉ bảo vệ đường ống nếu được lắp đặt đúng cách và được giám sát thực tế trong quá trình súc rửa. Một vài phương pháp thực hành tại hiện trường sẽ quyết định sự khác biệt giữa quá trình vận hành thử nghiệm suôn sẻ và một thất bại tốn kém, đáng tiếc:
Sau khi quá trình sục rửa hoàn tất và đường ống được xác nhận là đã sạch, bộ lọc hình nón tạm thời sẽ được tháo ra và mối nối cố định được khôi phục. Bước tháo dỡ này chính là yếu tố làm cho thiết bị này mang tính "tạm thời" — và đó cũng là lý do tại sao không bao giờ được thay thế thiết bị này bằng một phần tử lọc cố định mà đội ngũ chạy thử có thể quên thu hồi.
Sự khác biệt giữa bộ lọc hình nón tạm thời và bộ lọc dạng giỏ cố định là gì? Bộ lọc hình nón tạm thời là một thiết bị lắp mặt bích có chi phí thấp với phần tử lưới dệt hình nón, chỉ được lắp đặt trong quá trình khởi động và sục rửa đường ống, sau đó được tháo ra. Bộ lọc dạng giỏ là một thân bộ lọc lắp trực tiếp trên đường ống cố định với một giỏ lọc hình trụ có thể làm sạch, duy trì hoạt động để bảo vệ quy trình liên tục. Bộ lọc hình nón được tối ưu hóa để giữ lại lượng lớn mảnh vụn thi công trong thời gian ngắn với độ sụt áp tối thiểu; bộ lọc dạng giỏ được tối ưu hóa cho hoạt động lâu dài, có thể làm sạch.
Tôi nên sử dụng kích thước lưới (mesh) nào cho bộ lọc hình nón khởi động? Hãy chọn lưới mịn hơn khe hở của thiết bị hạ nguồn nhạy cảm nhất, nhưng thô hơn bộ lọc quy trình cuối cùng. Trong thực tế, 20 mesh (~840 micron) phù hợp để bảo vệ thô cho các thiết bị quay lớn, 40 mesh (~400 micron) là lựa chọn mặc định phổ biến để bảo vệ bơm nói chung, và 60 đến 100 mesh (~250 đến ~150 micron) được chỉ định khi cần bảo vệ các van điều khiển hoặc thiết bị đo. Vì lưới mịn hơn sẽ làm tăng độ sụt áp và nhanh tắc nghẽn hơn trong quá trình sục rửa bẩn, nên lưới thô nhất có khả năng bảo vệ thiết bị thường là lựa chọn đúng đắn.
Làm thế nào để tôi tính toán kích thước bộ lọc hình nón cho đường ống của mình? Hãy tính toán kích thước dựa trên lưu lượng sục rửa tối đa, chứ không chỉ dựa vào kích thước đường ống danh nghĩa. Giữ vận tốc dòng chảy qua diện tích mở của lưới lọc trong khoảng từ 0,3 đến 0,9 m/s đối với chất lỏng, điều này thường đồng nghĩa với việc chọn bộ lọc có kích thước danh nghĩa lớn hơn một cấp so với đường ống. Chia diện tích mở yêu cầu cho tỷ lệ diện tích mở của lưới để có được diện tích bề mặt hình nón, sau đó xác nhận áp suất hệ thống hiện có vượt quá độ sụt áp khi sạch và khi bẩn của bộ lọc.
Tôi cần cấp áp suất nào — Class 150 hay Class 300? Hãy khớp cấp áp suất của bộ lọc với cấp mặt bích của mối nối nơi nó được lắp đặt. Class 150 phù hợp với hầu hết các đường ống nước, hệ thống phụ trợ và quy trình áp suất thấp (khoảng 19 bar ở 38°C), trong khi Class 300 đáp ứng dịch vụ khởi động hơi nước, hóa chất và hydrocarbon áp suất cao hơn (khoảng 49 bar ở 38°C). Luôn kiểm tra định mức ở nhiệt độ sục rửa thực tế, vì áp suất cho phép sẽ giảm khi nhiệt độ tăng.
Khi nào nên tháo bộ lọc hình nón tạm thời? Ngay sau khi quá trình sục rửa hoàn tất và đường ống được xác nhận là đã sạch — thường là khi độ chênh áp qua bộ lọc ngừng tăng và mảnh vụn trong mẫu thu thập giảm xuống mức chấp nhận được. Thiết bị này được thiết kế để tháo rời, và việc để nguyên vị trí có nguy cơ biến nó thành một điểm cản trở dòng chảy cố định và một bẫy chứa mảnh vụn bị lãng quên.
Việc lựa chọn kích thước, lưới lọc và cấp áp suất phù hợp cho bộ lọc hình nón tạm thời phụ thuộc vào ba con số và một đánh giá chính xác về thiết bị hạ nguồn của bạn — nhưng việc đảm bảo chính xác các chi tiết gia công cũng quan trọng không kém. KAIFIL là nhà sản xuất bộ lọc lưới thép không gỉ của Trung Quốc với hàng thập kỷ kinh nghiệm về lưới dệt và bộ lọc gia công, và chúng tôi sản xuất các bộ lọc hình nón tạm thời theo cấu hình Class 150 và Class 300 với lưới lọc dệt trơn và dệt Hà Lan, hoàn chỉnh với chứng nhận vật liệu và bản vẽ kích thước thực tế. Chúng tôi thường xuyên tính toán kích thước bộ lọc cho các dự án khởi động ngành dầu khí và hóa dầu, và các bộ phận gia công lưới thép theo yêu cầu cho phép chúng tôi chế tạo theo đúng kích thước đường ống, lưới lọc và quy cách hợp kim của bạn thay vì bắt buộc phải sử dụng một bộ phận có sẵn trong danh mục sản phẩm. Hãy liên hệ với KAIFIL cùng với kích thước đường ống, lưu lượng xả rửa, danh sách thiết bị hạ nguồn và cấp áp suất của bạn, các kỹ sư của chúng tôi sẽ phản hồi bằng một đề xuất bộ lọc hình nón được tính toán kích thước, báo giá và cung cấp tài liệu đầy đủ cho lần khởi động đường ống tiếp theo của bạn.
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.
Hãy gửi bản vẽ, kích thước, vật liệu, môi trường hoặc điều kiện vận hành, chúng tôi sẽ hỗ trợ xác nhận thông số kỹ thuật phù hợp.
Các tệp tham chiếu đã tải lên được đính kèm cùng yêu cầu. Đối với các tệp CAD lớn hơn, vui lòng phản hồi email xác nhận hoặc gửi tại đây:
Đội ngũ của chúng tôi thường phản hồi trong vòng 24 giờ làm việc.
