Filtracja wlotu powietrza odgrywa ważną rolę w ochronie turbin gazowych, sprężarki i inne maszyny rotacyjne przed zanieczyszczeniami unoszącymi się w powietrzu.
Cząsteczki dostające się do maszyny mogą przyczyniać się do zanieczyszczania sprężarki, erozja, zmniejszona wydajność operacyjna i zwiększone wymagania konserwacyjne. Naraz, system filtracji musi zapewniać wymagany przepływ powietrza bez powodowania nadmiernych strat ciśnienia.
ISO 29461-1:2021 zapewnia znormalizowane ramy laboratoryjne do oceny wydajności statycznej poszczególnych elementów filtra wlotu powietrza stosowanych w tych zastosowaniach.
Co robi ISO 29461-1 Okładka?
ISO 29461-1 dotyczy filtrów powietrza cząstek stałych stosowanych w układach wlotu powietrza maszyn rotacyjnych, w tym:
- Stacjonarne turbiny gazowe
- Sprężarki przemysłowe
- Stacjonarne silniki spalinowe
- Wytwarzanie energii i inne przemysłowe systemy wlotu powietrza
Norma obejmuje przede wszystkim statykę indywidualną, lub typu barierowego, elementy filtrujące. Zwykle nie ocenia się wydajności całego systemu filtracji po zainstalowaniu w terenie, chyba że kompletny zespół spełnia wymagania kwalifikacyjne układu badawczego.
ISO 29461-1 stosuje i rozszerza ustalone metody badania filtrów z dwóch innych międzynarodowych serii norm:
- Filtry o niższej wydajności są testowane zgodnie z normą ISO 16890 szereg.
- Filtry EPA i HEPA o wydajności ok 85% lub wyższy przy najbardziej penetrującym rozmiarze cząstek, lub MPPS, są testowane zgodnie z normą ISO 29463 szereg.
ISO 29461-1 dlatego nie należy ich uważać za całkowicie odrębną metodę klasyfikacji filtracji. Łączy ISO 16890 i ISO 29463 procedury testowe ze specyficznymi wymaganiami zastosowań wlotów powietrza do maszyn obrotowych.
Obowiązujący zakres przepływu powietrza
ISO 29461-1 obejmuje elementy filtrujące pracujące przy natężeniu przepływu powietrza od:
0.24 Do 2.36 m³/s, równoważne 850 Do 8,500 m³/h
Ten rozszerzony zakres przepływu powietrza jest ważny, ponieważ przemysłowe filtry wlotu powietrza mogą działać przy wyższych natężeniach przepływu powietrza niż konwencjonalne filtry do wentylacji ogólnej.
Testowanie przy tych natężeniach przepływu powietrza wymaga dokładnej kontroli:
- Stabilność przepływu powietrza
- Dokładność pomiaru przepływu powietrza
- Pomiar spadku ciśnienia
- Stężenie i jednorodność aerozolu
- Próbkowanie w górę i w dół
- Uszczelnienie filtra
- Stabilność strukturalna kanałów i stanowisk testowych
Wybrany przepływ powietrza testowego powinien odpowiadać zamierzonym warunkom pracy i wymaganiom obowiązującej procedury testowej.
Główne parametry wydajności
Dokładny program testu zależy od wydajności filtra, wniosek i wymagany raport. Typowe oceny mogą obejmować następujące elementy.
1. Opór przepływu powietrza
Spadek ciśnienia na filtrze mierzony jest przy określonych natężeniach przepływu powietrza.
Pomiar ten pokazuje, jaki opór stawia filtr w ścieżce zasysania powietrza. Spadek ciśnienia jest szczególnie ważny w zastosowaniach maszyn rotacyjnych, ponieważ może wpływać na ilość powietrza dostępnego dla maszyny i energię potrzebną do przemieszczenia powietrza przez system filtracji.
Testowanie może obejmować:
- Początkowy spadek ciśnienia przy znamionowym przepływie powietrza
- Opór w wielu punktach przepływu powietrza
- Rozwój rezystancji podczas obciążenia pyłem
- Ostateczna rezystancja w określonym punkcie końcowym testu
Pełna krzywa spadku ciśnienia dostarcza bardziej przydatnych informacji niż pojedynczy punkt pomiarowy.
2. Wydajność ułamkowa i wydajność ePM
Do filtrów o niższej wydajności, efektywność cząstek ocenia się za pomocą procedur ISO 16890 szereg.
Wydajność frakcyjną określa się w określonym zakresie wielkości cząstek, porównując stężenia cząstek przed i za filtrem. Wyniki pomiarów są następnie wykorzystywane do obliczenia wydajności cząstek stałych, np:
- ePM1
- ePM2.5
- ePM10
Wyniki te opisują skuteczność filtra dla różnych frakcji cząstek stałych.
Gdzie kondycjonowanie zgodnie z ISO 16890-4 jest wymagane, celem jest określenie minimalnej wydajności frakcyjnej i ocena wpływu mechanizmów filtracji elektrostatycznej. Tego procesu kondycjonowania nie należy mylić z testem wytrzymałości na wysoką wilgotność lub środowisko.
3. Wydajność MPPS dla filtrów EPA i HEPA
Elementów filtrujących o wyższej wydajności nie można oceniać wyłącznie na podstawie ich wydajności ePM.
Do filtrów EPA i HEPA o wydajności 85% lub wyższy w MPPS, ISO 29461-1 odnosi się do ISO 29463 szereg. Filtr jest oceniany na poziomie lub w pobliżu rozmiaru cząstek najbardziej penetrujących, gdzie penetracja jest najwyższa, a skuteczność filtracji najniższa.
W zależności od stosowanej metody badawczej i wymagań dotyczących raportowania, ocena może obejmować:
- Oznaczanie MPPS
- Ogólna wydajność w MPPS
- Ogólna penetracja
- Klasyfikacja filtrów zgodnie z ISO 29463
- Opór przepływu powietrza w określonych warunkach testowych
Przyrządy do pomiaru cząstek i system wytwarzania aerozolu należy dobrać zgodnie z oczekiwaną wydajnością i zakresem wielkości cząstek.
4. Obciążenie pyłem i rozwój odporności
Obciążenie pyłem można wykorzystać do oceny zachowania filtra po wprowadzeniu określonej ilości znormalizowanego pyłu testowego.
W zależności od wybranej procedury, test może ocenić:
- Sprawność grawimetryczna
- Masa przechwyconego pyłu
- Zachowanie zatrzymujące kurz
- Wzrost oporu przepływu powietrza
- Wydajność filtra na określonych etapach ładowania
- Wydajność przy określonym końcowym spadku ciśnienia
Obciążenie pyłem zapewnia standardowe dane porównawcze. Jednakże, nie odtwarza wszystkich warunków występujących w rzeczywistej instalacji turbiny gazowej lub sprężarki.
Skład i stężenie cząstek atmosferycznych, wilgotność, kropelki wody, sól, harmonogram operacyjny, Jakość instalacji i strategia konserwacji mogą mieć wpływ na rzeczywistą wydajność usług.
Z tego powodu, ISO 29461-1 Same wyniki testów nie mogą zostać wykorzystane do obliczenia dokładnej wydajności lub żywotności filtra w terenie.
Typowy proces testowania
Program testowy powinien być zdefiniowany w zależności od typu filtra i wymaganych wyników standardowych. Typowy proces może obejmować:
- Zapisanie identyfikacji filtra, wymiary i znamionowy przepływ powietrza
- Kontrola filtra i jego montaż w części testowej
- Sprawdzenie uszczelnienia pomiędzy filtrem a ramą montażową
- Pomiar początkowego spadku ciśnienia w określonych punktach przepływu powietrza
- Przeprowadzanie badań wydajności cząstkowej zgodnie z normą ISO 16890
- Przeprowadzanie testów wydajności MPPS zgodnie z ISO 29463 kiedy ma to zastosowanie
- W razie potrzeby przeprowadzanie procedur kondycjonowania lub zapylania
- Rejestrowanie rezystancji i innych zmian wydajności na określonych etapach
- Dokonanie niezbędnych obliczeń i klasyfikacji
- Generowanie identyfikowalnego raportu z testu
Nie każdy filtr wymaga każdego testu wymienionego powyżej. Obowiązująca kolejność zależy od wydajności filtra, zamierzone zastosowanie i uzgodniony zakres testów.
ISO 29461-1 i ISO 16890: Jak są powiązane?
ISO 16890 przeznaczony jest do filtrów powietrza stosowanych w wentylacji ogólnej. Jego głównym wynikiem jest klasyfikacja oparta na cząstkach stałych, takie jak ISO ePM1, ISO ePM2.5, ISO ePM10 lub ISO Zgrubne.
ISO 29461-1 przeznaczony jest specjalnie do filtrów wlotu powietrza chroniących maszyny obrotowe. Do filtrów o niższej wydajności, wykorzystuje i rozszerza ISO 16890 procedury uwzględniające zakres przepływu powietrza i wymagania aplikacyjne dotyczące przemysłowej filtracji wlotu powietrza.
Główne różnice można podsumować w następujący sposób:
| Aspekt | ISO 16890 | ISO 29461-1 |
| Główne zastosowanie | Wentylacja ogólna | Wlot powietrza do maszyn obrotowych |
| Podstawowy cel | Klasyfikacja filtrów oparta na cząstkach stałych | Statyczna ocena wydajności w zakresie ochrony maszyn |
| Filtry o niższej wydajności | Testowane bezpośrednio zgodnie z ISO 16890 | ISO 16890 procedury są stosowane i rozszerzane |
| Filtry EPA i HEPA | Poza głównym zakresem klasyfikacji ePM | ISO 29463 stosowane są procedury |
| Zakres przepływu powietrza | 900 Do 5,400 m³/h dla wartości nominalnej 610 × 610 mm stanowisko testowe | 850 Do 8,500 m³/h |
| Główny obiekt testowy | Poszczególne elementy filtrów wentylacji ogólnej | Indywidualne statyczne elementy filtra wlotu powietrza |
| Przewidywanie czasu życia pola | Nie podano bezpośrednio | Nie podano bezpośrednio |
Filtr przeznaczony do układu dolotowego powietrza do turbiny gazowej może zatem wymagać wyników zgodnych z obydwoma normami ISO 16890 i ISO 29461-1.
Aby uzyskać bardziej szczegółowe wyjaśnienie, Widzieć:
ISO 29461-1 vs. ISO 16890: Jaka jest różnica?
Testowanie wielostopniowych systemów filtracji
W układach wlotu powietrza maszyn obrotowych powszechnie stosuje się wiele etapów filtracji, które mogą obejmować:
- Grube filtry wstępne
- Filtry dokładne
- Filtry EPA
- Filtry HEPA
ISO 29461-1 ocenia przede wszystkim poszczególne elementy filtra, a nie cały system zainstalowany w miejscu eksploatacji.
Do układów wielostopniowych wykorzystujących filtry dokładne, skumulowaną efektywność można obliczyć za pomocą metod opisanych w ISO 16890-1. Jednakże, obliczonej sprawności skumulowanej nie należy traktować jako substytutu oceny szczelności instalacji, jakość uszczelnienia lub wydajność całego systemu instalowanego na miejscu.
Wyzwania w testowaniu filtrów wlotu powietrza
Dokładne testowanie przy dużym przepływie powietrza wymaga czegoś więcej niż tylko dużego wentylatora i licznika cząstek.
Kompletny system testowy musi utrzymywać kontrolowane i powtarzalne warunki przez cały czas trwania testu. Ważne względy techniczne obejmują:
- Stabilny przepływ powietrza w szerokim zakresie pracy
- Dokładny pomiar przepływu
- Odpowiednie mieszanie aerozolu przed
- Reprezentatywne pobieranie próbek z góry i z dołu
- Odpowiednie przyrządy do pomiaru cząstek
- Kontrolowane przełączanie pomiędzy pozycjami próbkowania
- Stabilne i powtarzalne podawanie pyłu
- Dokładny pomiar różnicy ciśnień
- Niezawodne uszczelnienie wokół filtrów o różnych rozmiarach
- Pozyskiwanie i obliczanie danych identyfikowalnych
- Prawidłowa sekwencja testów i generowanie raportów
Niezbędna jest także weryfikacja układu pomiarowego. Stężenie tła, instrument zerowy, korelacja w górę i w dół, Opóźnienie pobierania próbek i współczynnik rozcieńczenia mogą mieć wpływ na końcowy wynik wydajności.
Wybór ISO 29461-1 System testowy
Wymagana konfiguracja systemu zależy od więcej niż maksymalnego przepływu powietrza.
Przed wyborem lub zaprojektowaniem systemu testowego, należy zdefiniować następujące informacje:
- Wymiary filtra i sposób montażu
- Znamionowy i maksymalny przepływ powietrza testowego
- Oczekiwana skuteczność filtra
- Wymagany zakres wielkości cząstek
- ISO 16890 wymagania testowe
- ISO 29463 lub EN 1822 wymagania testowe
- Wymagania dotyczące obciążenia pyłem
- Stan końcowego spadku ciśnienia
- Wymagane raporty z testów
- Przyszłe wymagania dotyczące rozbudowy
System zaprojektowany wyłącznie do testowania konwencjonalnych filtrów HVAC może nie zapewniać odpowiedniej wydajności przepływu powietrza, zdolność ciśnieniowa lub zakres pomiaru cząstek wymagany dla kompletnego programu filtrów wlotu powietrza do maszyn rotacyjnych.
Rozwiązania do testowania filtrów wlotu powietrza SCPUR
SCPUR opracowuje zautomatyzowane systemy testowania filtrów do zastosowań w turbinach gazowych i przemysłowych filtrach wlotu powietrza.
Nasze systemy można skonfigurować tak, aby integrowały odpowiednie procedury z:
- ISO 29461-1
- ISO 16890
- ISO 29463
- W 1822
- W 779, gdzie wymagane jest porównanie historyczne
W zależności od zastosowania, system może obejmować kontrolę przepływu powietrza i ciśnienia, pomiar efektywności ułamkowej, Testowanie MPPS, ładowanie pyłu, pomiar grawimetryczny, automatyczne sekwencje testów i generowanie raportów.
Odpowiednia konfiguracja dobierana jest w zależności od wielkości filtra, zakres wydajności, wymagania dotyczące przepływu powietrza i cele testowania.
Wniosek
ISO 29461-1:2021 zapewnia znormalizowaną metodę oceny wydajności statycznej elementów filtrów wlotu powietrza stosowanych do ochrony turbin gazowych, sprężarki i inne maszyny rotacyjne.
Najważniejszą jego cechą jest powiązanie z innymi uznanymi standardami filtracji:
- ISO 16890 stosuje się do filtrów o niższej wydajności.
- ISO 29463 stosuje się do filtrów EPA i HEPA.
- ISO 29461-1 rozszerza te procedury dla zastosowań związanych z wlotem powietrza i natężeniem przepływu powietrza w maszynach rotacyjnych do 8,500 m³/h.
Norma zapewnia kontrolowane i porównywalne dane laboratoryjne dotyczące wydajności, spadek ciśnienia i inne istotne właściwości filtra. Wyniki te potwierdzają rozwój filtrów, porównanie produktów i dobór techniczny, nie należy ich jednak interpretować jako bezpośredniego przewidywania czasu życia pola.
Poszukuję rozwiązania testowego do filtrów wlotu powietrza do turbiny gazowej lub sprężarki?
Skontaktuj się z SCPUR aby omówić wymiary filtra, zakres przepływu powietrza, poziom wydajności i wymagane standardy testowe.
Oficjalne referencje
- ISO 29461-1:2021 — Systemy filtrów wlotu powietrza do maszyn rotacyjnych
- ISO 16890-1 — Klasyfikacja oparta na efektywności cząstek stałych
- ISO 16890-2 — Sprawność ułamkowa i opór przepływu powietrza
- ISO 16890-3 — Sprawność grawimetryczna i obciążenie pyłem
- ISO 16890-4 — Kondycjonowanie i minimalna wydajność frakcyjna
Standardy podlegają okresowym przeglądom i zmianom. Przed testowaniem należy potwierdzić obowiązujące wydanie i pełne wymagania.
