اتوماسیون صنعتی

فراتر رفتن از اصول اولیه فیلتراسیون مایع خنک کننده

با انتخاب فیلتر مناسب ، برای اولین بار ، عملکرد سیستم و هزینه های عملیاتی طولانی مدت را بهینه کنید.

وینسنت آماروسا

23 مه 2018

ارائه تصویر از شرکت Eaton Corporation از طریق Getty Images

هرکسی که مجبور به تعویض مبدل حرارتی مسدود شده است ،تجهیزات اتوماسیون صنعتی  کاملاً نیاز به جلوگیری از آلودگی مایع خنک کننده را از جریان فرآیند ریموت کنترلر ساگا درک می کند. این امر تقریباً همیشه بستگی به اجرای یک سری فن آوری های فیلتراسیون م increasinglyثر بین منبع خنک کننده و برنامه نهایی دارد.

اصول فیلتراسیون خنک کننده فرآیند

به عنوان مثال ، سیستم تامین آب خنک کننده از رودخانه یا اقیانوس ، معمولاً شامل میله های ورودی برای جلوگیری از بقایای شناور است. صفحه نمایش 3/8 اینچ تا 3/4 اینچ ؛ یک صافی 1/32 اینچی و یک فیلتر برای به دام انداختن ذرات بزرگتر از 25 میکرون. هنگامی که در حلقه فرآیند قرار دارد ، احتمالاً آب قبل از بازیافت مجدد فیلتر می شود تا رسوب و سایر آلودگی های ناشی از لوله کشی و تجهیزات فرآوری حذف شوند.

مهندسان طراحی کننده آن سیستم فیلتراسیون باید عوامل متعددی را در نظر بگیرند که شامل موارد زیر می شود ، اما به آنها محدود نمی شود:

منبع آب و/یا مایع

منبع ، حجم و ماهیت احتمالاً

آلاینده ها

مواد و فناوری مبدل های حرارتی

فشار و دمای فرآیند

زمان خرابی قابل قبول ، در صورت وجود ، برای فیلتر

نگهداری

سرمایه و هزینه عملیاتی بلند مدت

بدیهی است که هیچ گونه محلول از پیش بسته بندی شده برای همه ، به احتمال زیاد در چنین محیطی موفق نخواهد بود. واقعیت این است که مهندسی یک استراتژی تصفیه برای مایعات خنک کننده فرآیند می تواند به اندازه ایجاد یک محلول فیلتراسیون برای خود محصولات فرآیند چالش برانگیز باشد.

برای شروع ، منبع آب و آلاینده های احتمالی آن بر نوع رسانه مورد استفاده در صافی یا فیلتر تأثیر می گذارد. تجهیزات اتوماسیون صنعتی  به عنوان مثال ماسه به راحتی در یک محیط فیلتر متخلخل به دام می افتد زیرا اندازه و شکل آن تغییر نمی کند. از سوی دیگر ، یک آلاینده آلی مانند کف حوضچه یک چالش کاملاً متفاوت است که بهتر است با محیط های مکانیکی تمیز کار شود.

باران یک عامل پیچیده است که آبهای سطحی را با طیف وسیعی از آلاینده های آلی و معدنی آلوده می کند. هر یک از اینها چالش متفاوتی را ارائه می دهد که باید بر اساس شرایط خاص محلی تعیین و تنظیم شود.

هنگامی که آب در سیستم قرار می گیرد ، احتمالاً برای کاهش خوردگی لوله ها و مبدل های حرارتی تصفیه شیمیایی می شود. بسته به کاربرد ، ممکن است دوباره فیلتر شود تا ذرات زیر 25 میکرون که از طریق سیستم تصفیه اولیه عبور کرده اند ، حذف شود.

در هر صورت ، آب تصفیه شده تمیز و تصفیه شده یک سرمایه گذاری قابل توجه است. به همین دلیل است که تقریباً از طریق مبدل حرارتی ثانویه بازیافت شده و از طریق سیستم فرآیند به گردش در می آید. برای محافظت از این سرمایه گذاری و تجهیزاتی که با آن تعامل دارد ، آب باید یکبار دیگر فیلتر شود تا ذرات جمع آوری شده از لوله ، مبدل های حرارتی یا سایر تجهیزات فرآوری جمع آوری شود.

به جز حذف اولیه آلاینده های درشت ، آب با ترکیبی از صافی ها و فیلترها پردازش می شود. هر دو اساساً عملکرد یکسانی را انجام می دهند ، اما فیلترها ذرات بسیار کوچکتر از صافی ها را حذف می کنند.

"اگر می توانید آن را ببینید ، می توانید آن را صاف کنید ، در غیر این صورت از فیلتر استفاده کنید" یک قاعده رایج است. در عمل ، این بدان معناست که ذرات در محدوده 0.003 اینچ تا 0.004 اینچ (0.07 تا 0.1 میلی متر ، 75 تا 100 میکرون ، 200 تا 150 مش) می توانند به طور م withثر با یک صافی و هر چیزی کوچکتر ، از جمله ذرات تا چند مورد ، برداشته شوند. میکرون ، به فیلتر نیاز دارد.

هم صافی ها و هم فیلترها نیاز به تمیز کردن دوره ای برای از بین بردن تجمع ذرات به دام افتاده در محیط دارند. در یک سیستم اساسی با استفاده از صافی ساده سبد یا فیلتر کیسه ای ، تعمیر و نگهداری می تواند به سادگی خاموش کردن جریان ، حذف دستی سبد و ریختن بقایای به دام افتاده باشد.

بدیهی است ، این بدان معناست که این فرآیند یا در حین صافی و/یا نگهداری فیلتر خاموش می شود یا هنگام دور زدن فیلتر یا صافی محافظت نمی شود. هیچ یک از شرایط مطلوب نیست.

و فراتر

مهم است که تشخیص دهیم که یا صافی یا فیلتر افت فشار و محدودیت جریان ایجاد می کند و هر دو عامل ریموت کنترلر باید در طراحی سیستم لحاظ شوند. افزودن هر دو به عنوان یک تفکر بعدی ممکن است نیاز به افزایش پمپ ها و سایر اجزای سیستم برای حفظ حجم و فشار کافی جریان داشته باشد. هر دو عملکرد سیستم و هزینه های عملیاتی بلند مدت را می توان با انجام اولین بار با یک محلول فیلتراسیون فراتر از اصول اولیه بهینه کرد.

در بسیاری از برنامه ها ، اگر نگوییم بیشتر ، راه حل بهینه یک صافی و/یا فیلتر خود تمیز کننده است که نیازی به خارج از فیلتر برای حذف زباله های انباشته شده را از بین می برد (که به طور قابل توجهی نیاز به نگهداری معمول را افزایش می دهد). این راه حل در دو طرح اساسی ارائه می شود: فیلتر خود تمیز کننده اتوماتیک و فیلتر خود تمیز کننده مکانیکی.

یک اتوماتیکفیلتر خود تمیز کننده از یک بازوی داخلی توخالی چرخان برای جمع آوری زباله های رسوب شده روی محیط فیلتر استفاده می کند. همانطور که ذرات به دام افتاده روی محیط جمع می شوند ، افت فشار روی فیلتر افزایش می یابد تا زمانی که به مقدار از پیش تعیین شده ای برسیم که در آن مرحله دریچه ای باز می شود که اجازه می دهد سیال و بقایای انباشته از فیلتر از طریق بازوی توخالی خارج شوند.

این نوع فیلترها معمولاً در شرایط با حجم زیاد که تلفات سیال تا 5 درصد از کل جریان در هنگام تمیز کردن قابل قبول است ، استفاده می شود. یک فیلتر خود تمیز کننده اتوماتیک معمولاً ذرات بزرگتر از 50 میکرون را حذف می کند و می تواند بارهای باقی مانده تا حدود 200 قسمت در میلیون را تحمل کند.

گزینه دوم طراحی یک فیلتر مکانیکی خود تمیز کننده است که با استفاده از یک دیسک مکانیکی بقایای انباشته را از محیط فیلتر خارج می کند. مانند فیلتر خود تمیز کننده خودکار ، افت فشار تحت نظارت قرار می گیرد و بقایای مواد روی رسانه ایجاد می شود تا دیسک تمیز کننده را با مقدار از پیش تعیین شده فعال کند.

در این نوع فیلترها ، زباله ها در انتهای محفظه فیلتر قرار می گیرند و می توانند بدون قطع جریان از طریق فیلتر خارج شوند. فیلترهای مکانیکی خود تمیزکننده قادر به حذف ذرات کمتر از 10 میکرون در قطر هستند و می توانند بارهای اضافی بیشتری تا حدود 500 قسمت در میلیون و چرخه های تصفیه مکرر را نسبت به فیلترهای اتوماتیک تحمل کنند. آنها همچنین حجم بسیار کمتری از مایعات را هنگام تمیز کردن نسبت به فیلتر اتوماتیک مصرف می کنند.

در جایی که فیلتراسیون دقیق تری لازم است ، طراحان سیستم باید گزینه های دیگری مانند فیلترهای کارتریج را در نظر بگیرند. اینها را می توان در پیکربندی های متعدد محفظه فیلتر نصب کرد که اجازه می دهد کارتریج ها بدون قطع جریان فرآیند تغییر کنند. این رویکرد می تواند زمان خرابی فرایند را تا حد زیادی کاهش دهد ، زیرا در مقایسه با محلول های فیلتراسیون کیسه ای ، نگهداری کمتری مورد نیاز است. هزینه خرید و دفع کارتریج فیلتر نیز باید در نظر گرفته شود.

در حال حاضر باید روشن باشد که انتخاب یک راه حل بهینه فیلتراسیون خنک کننده یک فرآیند ساده نیست. با این وجود ، یک نمونه کار شده از یک برنامه موفق به شما نشان می دهد که چرا ارزش وقت و تلاش زیادی دارد.

Pr0518 Eaton3

صافی های سنتی که از چیلرهای فرایند محافظت می کنند ممکن است با زباله مسدود شوند. تصویر از شرکت Eaton Corporation گرفته شده است

چرا زحمت؟

بافرهای بیولوژیکی مواد اصلی بسیاری از داروهای تجویزی و داروهای رایج بدون نسخه مانند آسپرین هستند و سرد شدن فرآیند یک عنصر کلیدی در تولید آنها است. طی ارتقاء اخیر امکانات ، یکی از بزرگترین تولیدکنندگان کشور جایگزین چیلرهای قدیمی و ناکارآمد شد که خرابی های مکرر را تجربه می کردند و تعمیر آنها بسیار دشوار شده بود.

آنها چیلرهای قدیمی را با مبدل های حرارتی صفحه ای و قاب مدرن جایگزین کردند. اینها کارآمدتر بودند ، اما بیشتر مستعد آلودگی و گرفتگی در مناطق سخت تمیز می شوند ، که به سرعت منجر به تعطیلی مکرر فرآیند می شود.

این راه حل اولیه برنامه ریزی برای تمیز کردن هفتگی توسط یک پیمانکار متخصص بود که مستلزم کل سیستم برای چهار تا پنج ساعت خاموش بود. حتی در آن زمان ، چرخه های تولید زیاد ، آلاینده های اضافی را وارد آب خنک کننده فرایند کرد که منجر به تماس های مکرر با پیمانکار برای نظافت های اضطراری و برنامه ریزی نشده پرهزینه شد.

در مواجهه با خرابی و هزینه های غیرقابل قبول ، مقامات کارخانه با توزیع کننده Eaton خود تماس گرفتند تا تعیین کنند که آیا یک محلول فیلتراسیون خود تمیز کننده می تواند آلودگی ها را به طور موثری فیلتر کرده و چیلرهای جدید آنها را از گرفتگی و وقفه در روند جلوگیری کند. آنچه آنها درخواست کردند راه حلی بود که به طور مداوم خود را تمیز می کرد ، بنابراین آنها مجبور نبودند به طور مداوم روند را زیر نظر داشته باشند و آن را برای نظافت دستی خاموش کنند.

جیم لاگو ، مدیر فروش منطقه ایاتون ، قبل از توصیه یک جفت فیلتر MCS-500 خود تمیز کننده مکانیکی ، ریموت کنترلر عملکرد و نیازها و اهداف مشتری را مرور کرد. این فیلترها دارای رد پای کوچکی هستند که به آنها اجازه می دهد در فضایی تنگ در طبقه دوم کارخانه نصب شوند. لاگو همچنین به جای فیلترهای 60 میکرونی که در حال حاضر نصب شده بودند ، تصفیه 30 میکرون بالاتر را توصیه کرد.

فیلترهای توصیه شده برای رسیدگی به آب شیرین از منابع تصفیه شده طراحی شده اند و به طور خاص برای رفع مشکلات فیلتراسیون آب در برنامه های تولید صنعتی طراحی شده اند. آنها دارای سیستم فعال سازی مغناطیسی هستند که نیاز به آب بندی پویا را برطرف می کند ، دسترسی آسان به تعمیر و نگهداری را فراهم می کند ، نشت احتمالی را کاهش می دهد و بسیاری از قطعات متحرک را برای افزایش عمر فیلتر حذف می کند.

فیلترهای جدید مشتری در بالادست چیلرها نصب شده است تا 100 درصد آب جاری در آنها را فیلتر کند ، تجهیزات اتوماسیون صنعتی این بدان معناست که آلودگی ها قبل از اینکه وارد فرایند شوند از منبع آب فیلتر می شوند. تا به امروز ، فیلترها نیاز به نظافت منظم هفتگی ، هزینه و خرابی مربوط به آن و زمان خرابی برنامه ریزی نشده برای نظافت اضطراری را برطرف کرده اند.

در حال حاضر ، تولید بافر بیولوژیکی بدون وقفه در جریان است و مشتری متقاعد شده است که از آن فراتر می روداصول فیلتراسیون خنک کننده فرآیند برای انتخاب راه حل مناسب فناوری ، در بلندمدت سود قابل توجهی را به همراه دارد.