فراتر رفتن از اصول اوليه فيلتراسيون مايع خنك كننده
با انتخاب فيلتر مناسب ، براي اولين بار ، عملكرد سيستم و هزينه هاي عملياتي طولاني مدت را بهينه كنيد.

وينسنت آماروسا
23 مه 2018

ارائه تصوير از شركت Eaton Corporation از طريق Getty Images
هركسي كه مجبور به تعويض مبدل حرارتي مسدود شده است ، كاملاً نياز به جلوگيري از آلودگي مايع خنك كننده را از جريان فرآيند درك مي كند. اين امر تقريباً هميشه بستگي به اجراي يك سري فن آوري هاي فيلتراسيون م increasinglyثر بين منبع خنك كننده و برنامه نهايي دارد.

اصول فيلتراسيون خنك كننده فرآيند
به عنوان مثال ، سيستم تامين آب خنك كننده از رودخانه يا اقيانوس ، معمولاً پي ال سي دلتا  شامل ميله هاي ورودي براي جلوگيري از بقاياي شناور است. صفحه نمايش 3/8 اينچ تا 3/4 اينچ ؛ يك صافي 1/32 اينچي و يك فيلتر براي به دام انداختن ذرات بزرگتر از 25 ميكرون. هنگامي كه در حلقه فرآيند قرار دارد ، احتمالاً آب قبل از بازيافت مجدد فيلتر مي شود تا رسوب و ساير آلودگي هاي ناشي از لوله كشي و تجهيزات فرآوري حذف شوند.

مهندسان طراحي كننده آن سيستم فيلتراسيون بايد عوامل متعددي را در نظر بگيرند كه شامل موارد زير مي شود ، اما به آنها محدود نمي شود:
منبع آب و/يا مايع
منبع ، حجم و ماهيت احتمالاً
آلاينده ها
مواد و فناوري مبدل هاي حرارتي
فشار و دماي فرآيند
زمان خرابي قابل قبول ، در صورت وجود ، براي فيلتر
نگهداري
سرمايه و هزينه عملياتي بلند مدت
بديهي است كه هيچ گونه محلول از پيش بسته بندي شده براي همه ، به احتمال زياد در چنين محيطي موفق نخواهد بود. واقعيت اين است كه مهندسي يك استراتژي تصفيه براي مايعات خنك كننده فرآيند مي تواند به اندازه ايجاد يك محلول فيلتراسيون براي خود محصولات فرآيند چالش برانگيز باشد.

براي شروع ، منبع آب و آلاينده هاي احتمالي آن بر نوع رسانه مورد استفاده در صافي يا فيلتر تأثير مي گذارد. به عنوان مثال ماسه به راحتي در يك محيط فيلتر متخلخل به دام مي افتد زيرا اندازه و شكل آن تغيير نمي كند. از سوي ديگر ، يك آلاينده آلي مانند كف حوضچه يك چالش كاملاً متفاوت است كه بهتر است با محيط هاي مكانيكي تميز كار شود.

باران يك عامل پيچيده است كه آبهاي سطحي را با طيف وسيعي از آلاينده هاي آلي و معدني آلوده مي كند. هر يك از اينها چالش متفاوتي را ارائه مي دهد كه بايد بر اساس شرايط خاص محلي تعيين و تنظيم شود.

هنگامي كه آب در سيستم قرار مي گيرد ، احتمالاً براي كاهش خوردگي لوله ها و مبدل هاي حرارتي تصفيه شيميايي مي شود. بسته به كاربرد ، ممكن است دوباره فيلتر شود تا ذرات زير 25 ميكرون كه از طريق سيستم تصفيه اوليه عبور كرده اند ، حذف شود.

در هر صورت ،پي ال سي جهت  آب تصفيه شده تميز و تصفيه شده يك سرمايه گذاري قابل توجه است. به همين دليل است كه تقريباً از طريق مبدل حرارتي ثانويه بازيافت شده و از طريق سيستم فرآيند به گردش در مي آيد. براي محافظت از اين سرمايه گذاري و تجهيزاتي كه با آن تعامل دارد ، آب بايد يكبار ديگر فيلتر شود تا ذرات جمع آوري شده از لوله ، مبدل هاي حرارتي يا ساير تجهيزات فرآوري جمع آوري شود.

به جز حذف اوليه آلاينده هاي درشت ، آب با تركيبي از صافي ها و فيلترها پردازش مي شود. هر دو اساساً عملكرد يكساني را انجام مي دهند ، اما فيلترها ذرات بسيار كوچكتر از صافي ها را حذف مي كنند.

"اگر مي توانيد آن را ببينيد ، مي توانيد آن را صاف كنيد ، در غير اين صورت از فيلتر استفاده كنيد" يك قاعده رايج است. در عمل ، اين بدان معناست كه ذرات در محدوده 0.003 اينچ تا 0.004 اينچ (0.07 تا 0.1 ميلي متر ، 75 تا 100 ميكرون ، 200 تا 150 مش) مي توانند به طور م withثر با يك صافي و هر چيزي كوچكتر ، از جمله ذرات تا چند مورد ، برداشته شوند. ميكرون ، به فيلتر نياز دارد.

هم صافي ها و هم فيلترها نياز به تميز كردن دوره اي براي از بين بردن تجمع ذرات به دام افتاده در محيط دارند. در يك سيستم اساسي با استفاده از صافي ساده سبد يا فيلتر كيسه اي ، تعمير و نگهداري مي تواند به سادگي خاموش كردن جريان ، حذف دستي سبد و ريختن بقاياي به دام افتاده باشد.

بديهي است ، اين بدان معناست كه اين فرآيند يا در حين صافي و/يا نگهداري فيلتر خاموش مي شود يا در حالي كه فيلتر يا صافي دور زده مي شود محافظت نمي شود. هيچ يك از شرايط مطلوب نيست.

و فراتر
مهم است كه تشخيص دهيم كه يا صافي يا فيلتر افت فشار و محدوديت جريان ايجاد مي كند و هر دو پي ال سي دلتا  عامل بايد در طراحي سيستم لحاظ شوند. افزودن هر دو به عنوان يك تفكر بعدي ممكن است نياز به افزايش پمپ ها و ساير اجزاي سيستم براي حفظ حجم و فشار كافي جريان داشته باشد. هر دو عملكرد سيستم و هزينه هاي عملياتي بلند مدت را مي توان با انجام اولين بار با يك محلول فيلتراسيون فراتر از اصول اوليه بهينه كرد.

در بسياري از برنامه ها ، اگر نگوييم بيشتر ، راه حل بهينه يك صافي و/يا فيلتر خود تميز كننده است كه نيازي به خارج از فيلتر براي حذف زباله هاي انباشته شده را از بين مي برد (كه به طور قابل توجهي نياز به نگهداري معمول را افزايش مي دهد). اين راه حل در دو طرح اساسي ارائه مي شود: فيلتر خود تميز كننده اتوماتيك و فيلتر خود تميز كننده مكانيكي.

يك اتوماتيك

فيلتر خود تميز كننده از يك بازوي داخلي توخالي چرخان براي جمع آوري زباله هاي رسوب شده روي محيط فيلتر استفاده مي كند. همانطور كه ذرات به دام افتاده روي محيط جمع مي شوند ، افت فشار روي فيلتر افزايش مي يابد تا زماني كه به مقدار از پيش تعيين شده اي برسيم كه در آن مرحله دريچه اي باز مي شود كه اجازه مي دهد سيال و بقاياي انباشته از فيلتر از طريق بازوي توخالي خارج شوند.

اين نوع فيلترها معمولاً در شرايط با حجم زياد كه تلفات سيال تا 5 درصد از كل جريان در هنگام تميز كردن قابل قبول است ، استفاده مي شود. يك فيلتر خود تميز كننده اتوماتيك معمولاً ذرات بزرگتر از 50 ميكرون را حذف مي كند و مي تواند بارهاي باقي مانده تا حدود 200 قسمت در ميليون را تحمل كند.

گزينه دوم طراحي يك فيلتر مكانيكي خود تميز كننده است كه با استفاده از يك ديسك مكانيكي بقاياي انباشته را از محيط فيلتر خارج مي كند. مانند فيلتر خود تميز كننده خودكار ، افت فشار تحت نظارت قرار مي گيرد و بقاياي مواد روي رسانه ايجاد مي شود تا ديسك تميز كننده را با مقدار از پيش تعيين شده فعال كند.

در اين نوع فيلترها ، زباله ها در انتهاي محفظه فيلتر قرار مي گيرند و مي توانند بدون قطع جريان از طريق فيلتر خارج شوند. فيلترهاي مكانيكي خود تميز كننده قادر به حذف ذرات با قطر كمتر از 10 ميكرون هستند و مي توانند بارهاي اضافي بيشتري تا حدود 500 قسمت در ميليون و چرخه هاي تصفيه مكرر را نسبت به فيلترهاي اتوماتيك تحمل كنند. آنها همچنين حجم بسيار كمتري از مايعات را هنگام تميز كردن نسبت به فيلتر اتوماتيك مصرف مي كنند.

در جايي كه فيلتراسيون دقيق تري لازم است ، طراحان سيستم بايد گزينه هاي ديگري مانند فيلترهاي كارتريج را در نظر بگيرند. اينها را مي توان در پيكربندي هاي متعدد محفظه فيلتر نصب كرد كه اجازه مي دهد كارتريج ها بدون قطع جريان فرآيند تغيير كنند. اين رويكرد مي تواند زمان خرابي فرايند را تا حد زيادي كاهش دهد ، زيرا در مقايسه با محلول هاي فيلتراسيون كيسه اي ، نگهداري كمتري مورد نياز است. هزينه خريد و دفع كارتريج فيلتر نيز بايد در نظر گرفته شود.

در حال حاضر بايد روشن باشد كه انتخاب يك راه حل بهينه فيلتراسيون خنك كننده يك فرآيند ساده نيست. با اين وجود ، يك نمونه كار شده از يك برنامه موفق به شما نشان مي دهد كه چرا ارزش وقت و تلاش زيادي دارد.

Pr0518 Eaton3
صافي هاي سنتي كه از چيلرهاي فرايند محافظت مي كنند ممكن است با زباله مسدود شوند. تصوير از شركت Eaton Corporation گرفته شده است

چرا زحمت؟
بافرهاي بيولوژيكي مواد اصلي بسياري از داروهاي تجويزي و داروهاي رايج بدون نسخه مانند آسپرين هستند و سرد شدن فرآيند يك عنصر كليدي در توليد آنها است. يكي از بزرگترين توليدكنندگان كشور در طول ارتقاء اخير امكانات خود جايگزين چيلرهاي قديمي و ناكارآمد شد كه خرابي هاي مكرر را تجربه مي كردند و تعمير آنها بسيار دشوار شده بود.

آنها چيلرهاي قديمي را با مبدل هاي حرارتي صفحه اي و قاب مدرن جايگزين كردند. اينها كارآمدتر بودند ، اما بيشتر مستعد آلودگي و گرفتگي در مناطق سخت تميز مي شوند ، كه به سرعت منجر به تعطيلي مكرر فرآيند مي شود.

اين راه حل اوليه برنامه ريزي براي تميز كردن هفتگي توسط يك پيمانكار متخصص بود كه مستلزم كل سيستم براي چهار تا پنج ساعت خاموش بود. حتي در آن زمان ، چرخه هاي توليد زياد ، آلاينده هاي اضافي را وارد آب خنك كننده فرايند كرد كه منجر به تماس هاي مكرر با پيمانكار براي نظافت هاي اضطراري و برنامه ريزي نشده پرهزينه شد.

در مواجهه با خرابي و هزينه هاي غيرقابل قبول ، مقامات كارخانه با توزيع كننده Eaton خود تماس گرفتند تا  پي ال سي دلتا  تعيين كنند كه آيا يك محلول فيلتراسيون خود تميز كننده مي تواند آلودگي ها را به طور موثري فيلتر كرده و چيلرهاي جديد آنها را از گرفتگي و وقفه در روند جلوگيري كند. آنچه آنها درخواست كردند راه حلي بود كه به طور مداوم خود را تميز مي كرد ، بنابراين آنها مجبور نبودند به طور مداوم روند را زير نظر داشته باشند و آن را براي نظافت دستي خاموش كنند.

جيم لاگو ، مدير فروش منطقه اياتون ، قبل از توصيه يك جفت فيلتر مكانيكي خود تميز كننده MCS-500 ، عملكرد و نيازها و اهداف مشتري را مرور كرد. اين فيلترها داراي رد پاي كوچكي هستند كه به آنها اجازه مي دهد در فضايي تنگ در طبقه دوم كارخانه نصب شوند. لاگو همچنين به جاي فيلترهاي 60 ميكروني كه در حال حاضر نصب شده بودند ، تصفيه 30 ميكرون بالاتر را توصيه كرد.

فيلترهاي توصيه شده براي رسيدگي به آب شيرين از منابع تصفيه شده طراحي شده اند و به طور خاص براي رفع مشكلات فيلتراسيون آب در برنامه هاي توليد صنعتي طراحي شده اند. آنها داراي سيستم فعال سازي مغناطيسي هستند كه نياز به آب بندي پويا را برطرف مي كند ، دسترسي آسان به تعمير و نگهداري را فراهم مي كند ، نشت هاي احتمالي را كاهش مي دهد و بسياري از قطعات متحرك را براي افزايش عمر فيلتر حذف مي كند.

فيلترهاي جديد مشتري در بالادست چيلرها نصب شده است تا 100 درصد آب جاري پي ال سي دلتا  در آنها را فيلتر كند ، اين بدان معناست كه آلاينده ها قبل از اينكه وارد فرايند شوند از منبع آب فيلتر مي شوند. تا به امروز ، فيلترها نياز به نظافت منظم هفتگي ، هزينه و خرابي مربوط به آن و زمان خرابي برنامه ريزي نشده براي نظافت اضطراري را برطرف كرده اند.

در حال حاضر ، توليد بافر بيولوژيكي بدون وقفه در جريان است و مشتري متقاعد شده است كه از آن فراتر مي روداصول فيلتراسيون خنك كننده فرآيند براي انتخاب راه حل مناسب فناوري ، در بلندمدت سود قابل توجهي را به همراه دارد.