A filtragem da entrada de ar desempenha um papel importante na proteção das turbinas a gás, compressores e outras máquinas rotativas contra contaminação atmosférica.
Partículas que entram na máquina podem contribuir para a obstrução do compressor, erosão, redução da eficiência operacional e aumento dos requisitos de manutenção. Ao mesmo tempo, o sistema de filtragem deve fornecer o fluxo de ar necessário sem criar perda excessiva de pressão.
ISO 29461-1:2021 fornece uma estrutura laboratorial padronizada para avaliar o desempenho estático de elementos filtrantes de entrada de ar individuais usados nessas aplicações.
O que significa ISO 29461-1 Cobrir?
ISO 29461-1 aplica-se a filtros de partículas de ar utilizados nos sistemas de admissão de ar de máquinas rotativas, incluindo:
- Turbinas a gás estacionárias
- Compressores industriais
- Motores estacionários de combustão interna
- Geração de energia e outros sistemas de admissão de ar industrial
O padrão cobre principalmente estática individual, ou tipo barreira, elementos filtrantes. Normalmente não avalia o desempenho de todo um sistema de filtração após a instalação no campo, a menos que o conjunto completo atenda aos requisitos de qualificação do arranjo de teste.
ISO 29461-1 aplica e amplia métodos de teste de filtro estabelecidos de duas outras séries de padrões internacionais:
- Filtros de baixa eficiência são testados de acordo com a ISO 16890 série.
- Filtros EPA e HEPA com eficiência de 85% ou superior no tamanho de partícula mais penetrante, ou MPPS, são testados de acordo com a ISO 29463 série.
ISO 29461-1 portanto, não deve ser considerado um método de classificação de filtração totalmente separado. Ele conecta ISO 16890 e ISO 29463 procedimentos de teste com os requisitos específicos de aplicações de admissão de ar em máquinas rotativas.
Faixa de fluxo de ar aplicável
ISO 29461-1 cobre elementos filtrantes operando em taxas de fluxo de ar de:
0.24 para 2.36 m³/s, equivalente a 850 para 8,500 m³/h
Esta faixa estendida de fluxo de ar é importante porque os filtros de entrada de ar industriais podem operar com taxas de fluxo de ar mais altas do que os filtros de ventilação geral convencionais..
Testar nessas taxas de fluxo de ar requer um controle cuidadoso:
- Estabilidade do fluxo de ar
- Precisão da medição do fluxo de ar
- Medição de queda de pressão
- Concentração e uniformidade do aerossol
- Amostragem a montante e a jusante
- Vedação do filtro
- Estabilidade estrutural de dutos e equipamentos de teste
O fluxo de ar de teste selecionado deve corresponder à condição operacional pretendida e aos requisitos do procedimento de teste aplicável.
Principais parâmetros de desempenho
O programa de teste exato depende da eficiência do filtro, aplicação e relatório necessário. Avaliações típicas podem incluir o seguinte.
1. Resistência ao fluxo de ar
A queda de pressão através do filtro é medida em taxas de fluxo de ar especificadas.
Esta medição mostra quanta resistência o filtro introduz no caminho de entrada de ar. A queda de pressão é particularmente importante em aplicações de máquinas rotativas porque pode afetar a quantidade de ar disponível para a máquina e a energia necessária para mover o ar através do sistema de filtragem.
Os testes podem incluir:
- Queda de pressão inicial no fluxo de ar nominal
- Resistência em vários pontos de fluxo de ar
- Desenvolvimento de resistência durante o carregamento de poeira
- Resistência final no ponto final de teste definido
Uma curva completa de queda de pressão fornece informações mais úteis do que um único ponto de medição.
2. Eficiência fracionária e desempenho do ePM
Para filtros de baixa eficiência, a eficiência das partículas é avaliada usando procedimentos da ISO 16890 série.
A eficiência fracionária é determinada em toda a faixa de tamanho de partícula especificada, comparando as concentrações de partículas a montante e a jusante. Os resultados da medição são então usados para calcular eficiências de partículas, como:
- ePM1
- ePM2.5
- ePM10
Estes resultados descrevem o desempenho do filtro para diferentes frações de material particulado.
Onde o condicionamento de acordo com ISO 16890-4 é necessário, o objetivo é determinar a eficiência fracionária mínima e avaliar a influência dos mecanismos de filtração eletrostática. Este processo de condicionamento não deve ser confundido com um teste de resistência ambiental ou de alta umidade..
3. Eficiência MPPS para filtros EPA e HEPA
Elementos filtrantes de maior eficiência não podem ser avaliados apenas pelo seu desempenho ePM.
Para filtros EPA e HEPA com eficiência de 85% ou superior no MPPS, ISO 29461-1 refere-se à ISO 29463 série. O filtro é avaliado em ou próximo ao seu tamanho de partícula mais penetrante, onde a penetração é mais alta e a eficiência de filtração é mais baixa.
Dependendo do método de teste aplicável e dos requisitos de relatório, a avaliação pode incluir:
- Determinação de MPPS
- Eficiência geral no MPPS
- Penetração geral
- Classificação do filtro de acordo com ISO 29463
- Resistência ao fluxo de ar na condição de teste especificada
Os instrumentos de medição de partículas e sistema de geração de aerossol devem ser selecionados de acordo com a eficiência esperada e faixa granulométrica.
4. Carregamento de poeira e desenvolvimento de resistência
A carga de poeira pode ser usada para avaliar como o filtro se comporta quando uma quantidade definida de poeira de teste padronizada é introduzida.
Dependendo do procedimento selecionado, o teste pode avaliar:
- Eficiência gravimétrica
- Massa de poeira capturada
- Comportamento de retenção de poeira
- Aumento na resistência ao fluxo de ar
- Desempenho do filtro em estágios de carregamento definidos
- Desempenho na queda de pressão final especificada
O carregamento de poeira fornece dados comparativos padronizados. No entanto, não reproduz todas as condições encontradas em uma instalação real de turbina a gás ou compressor.
A composição e concentração das partículas atmosféricas, umidade, gotas de água, sal, cronograma operacional, a qualidade da instalação e a estratégia de manutenção podem influenciar o desempenho real do serviço.
Por esta razão, ISO 29461-1 os resultados dos testes por si só não podem ser usados para calcular a eficiência exata ou a vida útil de um filtro em campo.
Processo de teste típico
Um programa de teste deve ser definido de acordo com o tipo de filtro e os resultados padrão exigidos. Um processo típico pode incluir:
- Registrando a identificação do filtro, dimensões e fluxo de ar nominal
- Inspecionando o filtro e instalando-o na seção de teste
- Verificando a vedação entre o filtro e a estrutura de montagem
- Medir a queda de pressão inicial nos pontos de fluxo de ar especificados
- Realização de testes de eficiência fracionária de acordo com a ISO 16890
- Realização de testes de eficiência MPPS de acordo com ISO 29463 quando aplicável
- Realização de procedimentos de condicionamento ou carregamento de poeira quando necessário
- Registrando resistência e outras alterações de desempenho nos estágios especificados
- Concluindo os cálculos e classificações necessários
- Gerando um relatório de teste rastreável
Nem todo filtro requer todos os testes listados acima. A sequência aplicável depende da eficiência do filtro, aplicação pretendida e escopo de teste acordado.
ISO 29461-1 e ISO 16890: Como eles estão relacionados?
ISO 16890 destina-se a filtros de ar usados em ventilação geral. Seu principal resultado é uma classificação baseada em PM, como ISO ePM1, ISO ePM2.5, ISO ePM10 ou ISO Grosso.
ISO 29461-1 destina-se especificamente a filtros de entrada de ar que protegem máquinas rotativas. Para filtros de baixa eficiência, ele usa e estende ISO 16890 procedimentos para atender à faixa de fluxo de ar e aos requisitos de aplicação da filtragem de entrada de ar industrial.
As principais diferenças podem ser resumidas da seguinte forma:
| Aspecto | ISO 16890 | ISO 29461-1 |
| Aplicação principal | Ventilação geral | Entrada de ar para máquinas rotativas |
| Objetivo principal | Classificação de filtro baseada em PM | Avaliação de desempenho estático para proteção de máquinas |
| Filtros de menor eficiência | Testado diretamente de acordo com ISO 16890 | ISO 16890 procedimentos são aplicados e estendidos |
| Filtros EPA e HEPA | Fora do escopo de classificação principal do ePM | ISO 29463 procedimentos são aplicados |
| Faixa de fluxo de ar | 900 para 5,400 m³/h para um valor nominal 610 × 610 equipamento de teste mm | 850 para 8,500 m³/h |
| Objeto de teste principal | Elementos filtrantes individuais de ventilação geral | Elementos filtrantes individuais de entrada de ar estático |
| Previsão de vida útil do campo | Não fornecido diretamente | Não fornecido diretamente |
Um filtro destinado a um sistema de admissão de ar de turbina a gás pode, portanto, exigir resultados de acordo com a ISO 16890 e ISO 29461-1.
Para uma explicação mais detalhada, ver:
ISO 29461-1 contra. ISO 16890: Qual é a diferença?
Testando Sistemas de Filtragem Multiestágio
Os sistemas de admissão de ar de máquinas rotativas geralmente usam vários estágios de filtração, que pode incluir:
- Pré-filtros grossos
- Filtros finos
- Filtros EPA
- Filtros HEPA
ISO 29461-1 avalia principalmente elementos filtrantes individuais, em vez do sistema completo instalado no local de operação.
Para sistemas multiestágios usando filtros finos, a eficiência cumulativa pode ser calculada usando métodos descritos na ISO 16890-1. No entanto, a eficiência cumulativa calculada não deve ser tratada como um substituto para a avaliação de vazamentos na instalação, qualidade da vedação ou o desempenho do sistema completo instalado em campo.
Desafios nos testes de filtros de admissão de ar
Testes precisos com alto fluxo de ar exigem mais do que um grande ventilador e um contador de partículas.
O sistema de teste completo deve manter condições controladas e repetíveis durante todo o teste. Considerações técnicas importantes incluem:
- Fluxo de ar estável em uma ampla faixa operacional
- Medição precisa de vazão
- Mistura adequada de aerossol a montante
- Amostragem representativa a montante e a jusante
- Instrumentos adequados de medição de partículas
- Troca controlada entre posições de amostragem
- Alimentação de pó estável e repetível
- Medição precisa de pressão diferencial
- Vedação confiável em torno de diferentes tamanhos de filtros
- Aquisição e cálculo de dados rastreáveis
- Sequenciamento correto de testes e geração de relatórios
A verificação do sistema de medição também é essencial. Concentração de fundo, instrumento zero, correlação upstream e downstream, o atraso de amostragem e a taxa de diluição podem influenciar o resultado final da eficiência.
Escolhendo uma ISO 29461-1 Sistema de teste
A configuração necessária do sistema depende de mais do que o fluxo de ar máximo.
Antes de selecionar ou projetar um sistema de teste, as seguintes informações devem ser definidas:
- Dimensões do filtro e método de instalação
- Fluxo de ar de teste nominal e máximo
- Eficiência esperada do filtro
- Faixa de tamanho de partícula necessária
- ISO 16890 requisitos de teste
- ISO 29463 ou EN 1822 requisitos de teste
- Requisitos de carregamento de poeira
- Condição final de queda de pressão
- Relatórios de teste necessários
- Requisitos de expansão futura
Um sistema projetado apenas para testes convencionais de filtros HVAC pode não fornecer a capacidade de fluxo de ar, capacidade de pressão ou faixa de medição de partículas necessária para um programa completo de filtro de entrada de ar para máquinas rotativas.
Soluções de teste de filtro de admissão de ar SCPUR
SCPUR desenvolve sistemas automatizados de teste de filtros para aplicações em turbinas a gás e filtros de admissão de ar industriais.
Nossos sistemas podem ser configurados para integrar procedimentos relevantes de:
- ISO 29461-1
- ISO 16890
- ISO 29463
- EM 1822
- EM 779, onde a comparação histórica é necessária
Dependendo da aplicação, o sistema pode incorporar fluxo de ar e controle de pressão, medição de eficiência fracionária, Teste MPPS, carregamento de poeira, medição gravimétrica, sequências de teste automáticas e geração de relatórios.
A configuração apropriada é selecionada de acordo com o tamanho do filtro, faixa de eficiência, requisitos de fluxo de ar e objetivos de teste.
Conclusão
ISO 29461-1:2021 fornece um método padronizado para avaliar o desempenho estático dos elementos filtrantes de entrada de ar usados para proteger turbinas a gás, compressores e outras máquinas rotativas.
Sua característica mais importante é a conexão com outros padrões de filtração estabelecidos.:
- ISO 16890 é aplicado a filtros de baixa eficiência.
- ISO 29463 é aplicado a filtros EPA e HEPA.
- ISO 29461-1 estende esses procedimentos para aplicações de entrada de ar em máquinas rotativas e taxas de fluxo de ar até 8,500 m³/h.
A norma fornece dados laboratoriais controlados e comparáveis para eficiência, queda de pressão e outras características relevantes do filtro. Esses resultados apoiam o desenvolvimento de filtros, comparação de produtos e seleção técnica, mas não devem ser interpretados como uma previsão direta do tempo de vida em campo.
Procurando uma solução de teste para filtros de entrada de ar de turbinas a gás ou compressores?
Entre em contato com a SCPUR para discutir as dimensões do seu filtro, faixa de fluxo de ar, nível de eficiência e padrões de teste exigidos.
Referências Oficiais
- ISO 29461-1:2021 — Sistemas de filtros de admissão de ar para máquinas rotativas
- ISO 16890-1 — Classificação baseada na eficiência do material particulado
- ISO 16890-2 — Eficiência fracionária e resistência ao fluxo de ar
- ISO 16890-3 — Eficiência gravimétrica e carga de poeira
- ISO 16890-4 — Condicionamento e eficiência fracionária mínima
As normas são revisadas e revisadas periodicamente. A edição aplicável e os requisitos completos devem ser confirmados antes do teste.
