La filtrazione dell'aria in ingresso svolge un ruolo importante nella protezione delle turbine a gas, compressori e altri macchinari rotanti dalla contaminazione aerea.
Le particelle che entrano nella macchina possono contribuire all'imbrattamento del compressore, erosione, ridotta efficienza operativa e maggiori esigenze di manutenzione. Allo stesso tempo, il sistema di filtrazione deve fornire la portata d'aria richiesta senza creare eccessive perdite di carico.
ISO 29461-1:2021 fornisce un quadro di laboratorio standardizzato per valutare le prestazioni statiche dei singoli elementi filtranti di aspirazione dell'aria utilizzati in queste applicazioni.
What Does ISO 29461-1 Copertina?
ISO 29461-1 si applica ai filtri dell'aria antiparticolato utilizzati nei sistemi di aspirazione dell'aria delle macchine rotanti, compreso:
- Turbine a gas stazionarie
- Compressori industriali
- Motori stazionari a combustione interna
- Sistemi di produzione di energia e altri sistemi di aspirazione dell'aria industriale
Lo standard riguarda principalmente la statica individuale, o di tipo barriera, elementi filtranti. Normalmente non valuta le prestazioni di un intero sistema di filtrazione dopo l'installazione sul campo, a meno che l'insieme completo non soddisfi i requisiti di qualificazione della disposizione di prova.
ISO 29461-1 applica ed estende metodi di prova dei filtri consolidati da altre due serie di standard internazionali:
- Lower-efficiency filters are tested according to the ISO 16890 serie.
- EPA E HEPA filters with an efficiency of 85% o superiore alla dimensione delle particelle più penetranti, O MPPS, are tested according to the ISO 29463 serie.
ISO 29461-1 pertanto non deve essere considerato un metodo di classificazione della filtrazione completamente separato. It connects ISO 16890 E ISO 29463 procedure di prova con i requisiti specifici delle applicazioni di aspirazione dell'aria delle macchine rotanti.
Intervallo del flusso d'aria applicabile
ISO 29461-1 copre gli elementi filtranti che funzionano a portate d'aria da:
0.24 A 2.36 m³/s, equivalente a 850 A 8,500 m³/h
Questo intervallo di flusso d'aria esteso è importante perché i filtri di aspirazione dell'aria industriali possono funzionare a portate d'aria più elevate rispetto ai filtri di ventilazione generale convenzionali.
I test a queste portate d'aria richiedono un attento controllo:
- Stabilità del flusso d'aria
- Precisione della misurazione del flusso d'aria
- Misurazione della caduta di pressione
- Concentrazione e uniformità dell'aerosol
- Campionamento a monte e a valle
- Sigillatura del filtro
- Stabilità strutturale di condotte e banchi prova
Il flusso d'aria di prova selezionato deve corrispondere alla condizione operativa prevista e ai requisiti della procedura di prova applicabile.
Principali parametri prestazionali
L'esatto programma di test dipende dall'efficienza del filtro, domanda e relazione richiesta. Le valutazioni tipiche possono includere quanto segue.
1. Resistenza al flusso d'aria
La caduta di pressione attraverso il filtro viene misurata a portate d'aria specificate.
Questa misurazione mostra quanta resistenza il filtro introduce nel percorso di aspirazione dell'aria. La caduta di pressione è particolarmente importante nelle applicazioni con macchinari rotanti perché può influenzare la quantità di aria disponibile per la macchina e l'energia richiesta per spostare l'aria attraverso il sistema di filtraggio.
I test possono includere:
- Caduta di pressione iniziale alla portata d'aria nominale
- Resistenza in più punti del flusso d'aria
- Sviluppo della resistenza durante il caricamento della polvere
- Resistenza finale al punto finale del test definito
Una curva completa della caduta di pressione fornisce informazioni più utili di un singolo punto di misurazione.
2. Efficienza frazionaria e prestazioni ePM
Per filtri a bassa efficienza, particle efficiency is evaluated using procedures from the ISO 16890 serie.
L'efficienza frazionaria viene determinata nell'intervallo di dimensioni delle particelle specificato confrontando le concentrazioni di particelle a monte e a valle. I risultati della misurazione vengono quindi utilizzati per calcolare l'efficienza del particolato come ad esempio:
- ePM1
- ePM2.5
- ePM10
Questi risultati descrivono le prestazioni del filtro per diverse frazioni di particolato.
Where conditioning according to ISO 16890-4 è obbligatorio, lo scopo è determinare l'efficienza frazionaria minima e valutare l'influenza dei meccanismi di filtrazione elettrostatica. Questo processo di condizionamento non deve essere confuso con un test di resistenza ambientale o ad alta umidità.
3. MPPS Efficiency for EPA E HEPA Filtri
Gli elementi filtranti ad alta efficienza non possono essere valutati solo in base alle loro prestazioni ePM.
For EPA E HEPA filters with an efficiency of 85% or higher at MPPS, ISO 29461-1 refers to the ISO 29463 serie. Il filtro viene valutato in corrispondenza o attorno alla sua dimensione delle particelle più penetranti, dove la penetrazione è massima e l’efficienza di filtrazione è minima.
A seconda del metodo di prova applicabile e dei requisiti di reporting, la valutazione può includere:
- Determination of MPPS
- Overall efficiency at MPPS
- Penetrazione complessiva
- Filter classification according to ISO 29463
- Resistenza al flusso d'aria nelle condizioni di prova specificate
Gli strumenti di misurazione delle particelle e il sistema di generazione dell'aerosol devono essere selezionati in base all'efficienza prevista e all'intervallo di dimensioni delle particelle.
4. Carico di polvere e sviluppo della resistenza
Il carico di polvere può essere utilizzato per valutare come si comporta il filtro quando viene introdotta una quantità definita di polvere di prova standardizzata.
A seconda della procedura selezionata, il test può valutare:
- Efficienza gravimetrica
- Massa di polvere catturata
- Comportamento nel trattenere la polvere
- Aumento della resistenza al flusso d'aria
- Filtra le prestazioni in fasi di caricamento definite
- Prestazioni alla caduta di pressione finale specificata
Il carico di polvere fornisce dati comparativi standardizzati. Tuttavia, non riproduce tutte le condizioni riscontrate in una turbina a gas o in un compressore reale.
La composizione e la concentrazione delle particelle atmosferiche, umidità, gocce d'acqua, sale, programma operativo, la qualità dell'installazione e la strategia di manutenzione possono influenzare le prestazioni effettive del servizio.
Per questo motivo, ISO 29461-1 i soli risultati dei test non possono essere utilizzati per calcolare l’esatta efficienza o la durata di servizio di un filtro sul campo.
Tipico processo di test
Un programma di test dovrebbe essere definito in base al tipo di filtro e ai risultati standard richiesti. Un processo tipico può includere:
- Registrazione dell'identificazione del filtro, dimensioni e portata d'aria nominale
- Ispezione del filtro e installazione nella sezione di prova
- Verifica della tenuta tra il filtro e il telaio di montaggio
- Misurazione della caduta di pressione iniziale nei punti del flusso d'aria specificati
- Performing fractional-efficiency testing according to ISO 16890
- Performing MPPS efficiency testing according to ISO 29463 quando applicabile
- Condurre procedure di condizionamento o caricamento delle polveri quando richiesto
- Registrazione della resistenza e di altri cambiamenti prestazionali nelle fasi specificate
- Completare i calcoli e le classificazioni richieste
- Generazione di un rapporto di prova tracciabile
Non tutti i filtri richiedono tutti i test sopra elencati. La sequenza applicabile dipende dall'efficienza del filtro, applicazione prevista e ambito di prova concordato.
ISO 29461-1 E ISO 16890: Come sono correlati?
ISO 16890 è destinato ai filtri dell'aria utilizzati nella ventilazione generale. Il suo risultato principale è una classificazione basata su PM, such as ISO ePM1, ISO ePM2.5, ISO ePM10 O ISO Coarse.
ISO 29461-1 è destinato specificamente ai filtri di aspirazione dell'aria che proteggono le macchine rotanti. Per filtri a bassa efficienza, it uses and extends ISO 16890 procedure per affrontare la gamma del flusso d'aria e i requisiti applicativi della filtrazione dell'aspirazione dell'aria industriale.
Le principali differenze possono essere riassunte come segue:
| Aspetto | ISO 16890 | ISO 29461-1 |
| Applicazione principale | Ventilazione generale | Aspirazione aria macchine rotanti |
| Scopo primario | Classificazione dei filtri basata su PM | Valutazione delle prestazioni statiche per la protezione dei macchinari |
| Filtri a bassa efficienza | Tested directly according to ISO 16890 | ISO 16890 le procedure vengono applicate ed estese |
| EPA E HEPA filtri | Al di fuori dell'ambito principale della classificazione ePM | ISO 29463 vengono applicate le procedure |
| Gamma del flusso d'aria | 900 A 5,400 m³/h for a nominal 610 × 610 banco di prova da mm | 850 A 8,500 m³/h |
| Oggetto principale del test | Elementi filtranti individuali per la ventilazione generale | Elementi filtranti statici individuali per la presa d'aria |
| Previsione della durata del campo | Non fornito direttamente | Non fornito direttamente |
A filter intended for a gas turbine air intake system may therefore require results according to both ISO 16890 E ISO 29461-1.
Per una spiegazione più dettagliata, Vedere:
ISO 29461-1 contro. ISO 16890: Qual è la differenza?
Test di sistemi di filtrazione multistadio
I sistemi di aspirazione dell'aria delle macchine rotanti utilizzano comunemente più stadi di filtrazione, che può includere:
- Prefiltri grossolani
- Filtri fini
- EPA filtri
- HEPA filtri
ISO 29461-1 valuta principalmente i singoli elementi filtranti piuttosto che il sistema completo installato nel sito operativo.
Per sistemi multistadio che utilizzano filtri fini, cumulative efficiency can be calculated using methods described in ISO 16890-1. Tuttavia, l’efficienza cumulativa calcolata non deve essere trattata come un sostituto della valutazione delle perdite dell’impianto, qualità della sigillatura o prestazioni dell'intero sistema installato sul campo.
Sfide nei test sui filtri di aspirazione dell'aria
Test accurati con un flusso d'aria elevato richiedono più di una grande ventola e un contatore di particelle.
Il sistema di test completo deve mantenere condizioni controllate e ripetibili durante tutta la prova. Importanti considerazioni tecniche includono:
- Flusso d'aria stabile su un ampio intervallo operativo
- Misurazione accurata del flusso
- Adeguata miscelazione dell'aerosol a monte
- Campionamento rappresentativo a monte e a valle
- Strumenti idonei per la misurazione delle particelle
- Commutazione controllata tra le posizioni di campionamento
- Alimentazione polvere stabile e ripetibile
- Misurazione accurata della pressione differenziale
- Sigillatura affidabile attorno a filtri di diverse dimensioni
- Acquisizione e calcolo dei dati tracciabili
- Correggere la sequenza dei test e la generazione dei report
Anche la verifica del sistema di misurazione è essenziale. Concentrazione di fondo, zero dello strumento, correlazione a monte e a valle, il ritardo del campionamento e il rapporto di diluizione possono influenzare il risultato finale dell'efficienza.
Choosing an ISO 29461-1 Sistema di prova
La configurazione del sistema richiesta dipende da qualcosa di più del flusso d'aria massimo.
Prima di selezionare o progettare un sistema di prova, è necessario definire le seguenti informazioni:
- Filtra dimensioni e metodo di installazione
- Flusso d'aria di prova nominale e massimo
- Efficienza prevista del filtro
- Intervallo di dimensioni delle particelle richieste
- ISO 16890 requisiti di prova
- ISO 29463 O EN 1822 requisiti di prova
- Requisiti di carico della polvere
- Condizione finale di caduta di pressione
- Rapporti di prova richiesti
- Requisiti di espansione futura
A system designed only for conventional HVAC filter testing may not provide the airflow capacity, capacità di pressione o intervallo di misurazione delle particelle richiesti per un programma completo di filtri di aspirazione dell'aria per macchine rotanti.
SCPUR Air Intake Filter Testing Solutions
SCPUR develops automated filter test systems for gas turbine and industrial air intake filter applications.
I nostri sistemi possono essere configurati per integrare le procedure pertinenti da:
- ISO 29461-1
- ISO 16890
- ISO 29463
- EN 1822
- EN 779, dove è richiesto il confronto storico
A seconda dell'applicazione, il sistema può incorporare il controllo del flusso d'aria e della pressione, misurazione dell’efficienza frazionaria, MPPS test, caricamento della polvere, misurazione gravimetrica, sequenze di test automatiche e generazione di report.
La configurazione appropriata viene selezionata in base alla dimensione del filtro, gamma di efficienza, requisiti di flusso d'aria e obiettivi del test.
Conclusione
ISO 29461-1:2021 fornisce un metodo standardizzato per valutare le prestazioni statiche degli elementi filtranti di aspirazione dell'aria utilizzati per proteggere le turbine a gas, compressori e altre macchine rotanti.
La sua caratteristica più importante è la connessione con altri standard di filtrazione stabiliti:
- ISO 16890 viene applicato ai filtri con efficienza inferiore.
- ISO 29463 is applied to EPA E HEPA filtri.
- ISO 29461-1 estende queste procedure per applicazioni di aspirazione dell'aria di macchine rotanti e portate d'aria fino a 8,500 m³/h.
Lo standard fornisce dati di laboratorio controllati e comparabili per l'efficienza, caduta di pressione e altre caratteristiche rilevanti del filtro. Questi risultati supportano lo sviluppo del filtro, confronto dei prodotti e selezione tecnica, ma non dovrebbero essere interpretati come una previsione diretta della durata del campo.
Alla ricerca di una soluzione di prova per i filtri di aspirazione dell'aria di turbine a gas o compressori?
Contact SCPUR per discutere le dimensioni del filtro, intervallo del flusso d'aria, livello di efficienza e standard di prova richiesti.
Riferimenti ufficiali
- ISO 29461-1:2021 — Sistemi di filtraggio dell'aria aspirata per macchine rotanti
- ISO 16890-1 — Classificazione basata sull'efficienza del particolato
- ISO 16890-2 — Efficienza frazionaria e resistenza al flusso d'aria
- ISO 16890-3 — Efficienza gravimetrica e carico di polvere
- ISO 16890-4 — Condizionamento ed efficienza frazionata minima
Gli standard vengono periodicamente rivisti e aggiornati. L'edizione applicabile e i requisiti completi devono essere confermati prima del test.
