Дифференциальное давление: что оно собой представляет и какое имеет значение
Все владельцы и операторы пылесборников стремятся к снижению выбросов, увеличению срока службы фильтров и снижению расхода сжатого воздуха. Однако многим из них не хватает базового понимания дифференциального давления, которое могло бы дать им необходимую информацию для сокращения расходов. В этой статье рассматривается значение дифференциального давления применительно к системам удаления сухой пыли.
Что такое дифференциальное давление?
Дифференциальное давление — это разность давлений на грязной (сторона фильтра или камера с загрязненным воздухом) и чистой (камера с чистым воздухом) сторонах пылесборника. Дифференциальное давление является мерой измерения общего сопротивления потоку воздуха между двумя камерами пылесборника. Как правило, общее сопротивление включает в себя потери в отверстиях трубной решетки, сопротивление чистого фильтрующего материала и сопротивление пыли, скопившейся на фильтрующем материале.
На что указывает дифференциальное давление?
Изменения дифференциального давления указывают на физические изменения в фильтрах. Внезапное снижение дифференциального давления может предупредить об утечке или разрыве фильтра. Внезапный рост дифференциального давления может указывать на нарушение работы системы очистки или выход из строя устройства выгрузки материала.
Постепенное увеличение дифференциального давления может быть связано с дополнительным сопротивлением потоку воздуха через пылесборник из-за скопившейся на фильтрах пыли. Показания сопротивления потоку можно использовать для определения относительного состояния фильтров по мере накопления пыли, чтобы очищать фильтры по необходимости.
Как измеряется дифференциальное давление?
Дифференциальное давление измеряется различными датчиками, в том числе манометрами Magnehelic®, манометрами Photohelic® или цифровыми электронными индикаторами перепада давления. Эти манометры обычно измеряют дифференциальное давление в дюймах водяного столба. Используются и другие единицы измерения, например миллиметры водяного столба, миллиметры ртутного столба, паскали.
Манометры, например Magnehelic, измеряют дифференциальное давление, но не поддерживают электронное управление. Другие манометры, например Photohelic, или цифровые электронные индикаторы перепада давления могут измерять дифференциальное давление и оснащаются выходом для управления очисткой фильтра с учетом дифференциального давления.
Как работает обычная система очистки?
Обычная система очистки фильтров в пылесборниках использует сжатый воздух. Система очистки состоит из воздушного коллектора, установленного на пылесборнике и подключенного к источнику сжатого воздуха. На коллектор установлены диафрагменные клапаны, оснащенные трубками, которые входят в пылесборник и подведены к каждому комплекту фильтров. Внутри каждого диафрагменного клапана установлена резиновая диафрагма, которая поддерживает одинаковое давление с обеих сторон клапана, что позволяет изолировать каждую трубку от коллектора.
На коллектор также установлен корпус с электромагнитными клапанами, число которых обычно совпадает с числом диафрагменных клапанов. Каждый электромагнитный клапан соединен с соответствующим диафрагменным клапаном трубкой, которая обычно имеет диаметр 0,64 см (0,25 дюйма).
Как можно использовать показания дифференциального давления для управления очисткой фильтров?
Измерение дифференциального давления манометром Photohelic или электронными индикаторами перепада давления позволяет использовать уставки низкого и высокого давления для управления циклом очистки. Очистка будет запускаться по достижении уставки высокого дифференциального давления и останавливаться по достижении уставки низкого дифференциального давления.
Например, если уставка высокого давления составляет 102 мм (4 дюйма) водяного столба, а уставка низкого давления — 51 мм (2 дюйма) водяного столба, цикл очистки начнется, когда дифференциальное давление достигнет значения 102 мм (4 дюйма) водяного столба, и завершится по достижении дифференциального давления 51 мм (2 дюйма) водяного столба. Следующий цикл очистки не начнется, пока дифференциальное давление не достигнет 102 мм (4 дюйма) водяного столба.
Очистка с учетом дифференциального давления позволяет сократить расход сжатого воздуха, уменьшить общие выбросы, продлить срок службы электромагнитных и диафрагменных клапанов, а также продлить срок службы фильтра. Если очистка пылесборника будет осуществляться только по достижении уставки высокого давления, потребление дорогостоящего сжатого воздуха значительно упадет по сравнению с непрерывной работой системы очистки. Очистка фильтров по необходимости приводит к увеличению интервала импульсной очистки. Это уменьшает износ фильтром и продлевает срок их службы. Если используются фильтры с эффективной поверхностной фильтрацией, для их очистки с достижением уставки низкого дифференциального давления требуется меньше импульсов. Кроме того при уменьшении частоты импульсов на поверхности фильтра остается слой пыли, который повышает среднюю эффективность фильтрации. Так как фильтр может очищаться при увеличении дифференциального давления из-за чрезмерной пылевой нагрузки, пылесборник дольше работает с более высокой эффективностью.
Контроллер Delta-P Plus® оснащен функцией очистки во время простоя, которая позволяет очищать фильтры после отключения основного вентилятора пылесборника. Можно установить время очистки фильтров, по истечении которого устройство автоматически отключится. Эта функция предотвращает возможность повреждения фильтров и потребления чрезмерного количества сжатого воздуха из-за включения очистки на всю ночь по неосторожности. Чтобы воспользоваться этой функцией, на входе в воздуховод необходимо установить вентиляционную заслонку, которую необходимо закрывать на время очистки в простое. Закрытие вентиляционной заслонки ограничит выход пыли через впускное отверстие при отсутствии тяги вентилятора.
Поскольку каждый вариант применения уникален, настройка управления очисткой зависит от типа пыли, нагрузки на фильтры и времени работы пылесборника в течение суток. Например, очень мелкие частицы пыли одинакового размера (как при лазерной или плазменной резке) создают высокую нагрузку на фильтры. При этом может потребоваться непрерывная очистка для восстановления фильтров при увеличении дифференциального давления. При наличии пыли с более крупными частицами (больше микрона) и широким диапазоном размеров частиц систему можно настроить с уставками низкого и высокого давлений, чтобы очистка пылесборника импульсами сжатого воздуха запускалась по необходимости. Этот режим может быть удобнее для сотрудников, которые должны находиться рядом с пылесборником во время циклов очистки.
Как еще дифференциальное давление влияет на работу?
При выборе вентиляторов в каждом конкретном случае необходимо сделать предположения относительно типичного дифференциального давления (обычно от 102 до 127 мм (от 4 до 5 дюймов) водяного столба). Общие статические требования к вентилятору определяются суммой этого предполагаемого дифференциального давления и любых дополнительных статических потерь в воздуховоде до и после пылесборника. Если расчетные статические потери в воздуховоде составляют 76 мм (3 дюйма) водяного столба, а расчетное дифференциальное давление на фильтрах в конце срока их службы составляет 127 мм (5 дюймов) водяного столба, то можно рекомендовать вентилятор со статическим давлением от 229 до 254 мм (от 9 до 10 дюймов) водяного столба при требуемом потоке воздуха. Это позволит вентилятору преодолевать дифференциальное давление на фильтрах, когда на них образуется слой пыли. Так как статическое сопротивление чистых фильтров будет меньше 127 мм (5 дюймов) водяного столба, рекомендуется установить регулирующую заслонку или частотно-регулируемый привод двигателя, чтобы поддерживать требуемую скорость захвата у колпака, скорость переноса в воздуховодах и расчетный поток к пылесборнику.
Менять фильтры в пылесборнике рекомендуется, когда показания дифференциального давления на фильтрах превысят статическое давление выбранного вентилятора (в данном примере 127 мм (5 дюймов) водяного столба) и очистка фильтров больше не будет снижать дифференциальное давление. Чтобы восстановить расчетный поток в этом случае, потребуется заменить фильтры. Если дифференциальное давление в системе превысит расчетное давление, использованное при выборе вентилятора, давление всасывания засоренного воздушного потока через колпак может понизиться. При этом эффективность пылеулавливания может упасть ниже приемлемого уровня.
Если вентилятор обладает запасом статического давления, рост дифференциального давления может не приводить к незамедлительному появлению проблем с пылеулавливанием. В этом случае можно отложить замену фильтров и увеличить уставки низкого и высокого давлений в системе управления очисткой.
Изучение дифференциального давления даст дополнительные преимущества операторам оборудования независимо от варианта применения и условий использования пылесборников. Операторы оборудования, которые контролируют дифференциальное давление в системе, могут внести свой вклад в повышение прибыли компании.
Magnehelic и Photohelic являются зарегистрированными товарными знаками компании Dwyer Instruments, Inc.
Delta-P Plus является зарегистрированным товарным знаком компании Donaldson Torit.
https://www.donaldson.com/ru-ru/industrial-dust-fume-mist/technical-articles/differential-pressure-what-why-you-should-care/#:~:text=%D0%94%D0%B8%D1%84%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B5%20%D0%B4%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5%20%D1%8F%D0%B2%D0%BB%D1%8F%D0%B5%D1%82%D1%81%D1%8F%20%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B9%20%D0%B8%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D0%BE%D0%B1%D1%89%D0%B5%D0%B3%D0%BE%20%D1%81%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D0%BF%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BA%D1%83,%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D0%B0%20%D0%B8%20%D1%81%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5%20%D0%BF%D1%8B%D0%BB%D0%B8%2C%20%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%BF%D0%B8%D0%B2%D1%88%D0%B5%D0%B9%D1%81%D1%8F%20%D0%BD%D0%B0%20%D1%84%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D1%82%D1%80%D1%83%D1%8E%D1%89%D0%B5%D0%BC%20%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D0%B5.