Vorteile eines kompletten Filteraustauschs bei Entstaubungsanlagen

Von Ted Henderson, Anwendungsingenieur bei Donaldson Torit

Sparen Sie Geld, indem Sie alle Ihre Filter gleichzeitig austauschen

Eine ordnungsgemäße Wartung Ihrer Entstaubungsanlage ist wichtig, um die Filterlebensdauer zu verlängern und sicherzustellen, dass der Kollektor so wenig Energie wie möglich verbraucht. Besitzer und Betreiber von Entstaubungsanlagen gehen manchmal davon aus, dass sie sparsam sind, indem sie einen einzelnen beschädigten Filter anstelle aller Filter ersetzen. Während diese einfachere und schnellere Lösung als die ökonomische Wahl erscheinen mag, kann sie tatsächlich zu häufigeren Filterwechseln, mehr Ausfallzeiten und höheren Stromrechnungen führen – was mehr Kosten bedeutet.

Die Wichtigkeit eines korrekten Luft-zu-Medien-Verhältnisses

Entstaubungsanlagen werden auf der Basis einer Reihe von Variablen dimensioniert, einschließlich der spezifischen Partikel, die der Kollektor voraussichtlich aus einem Luftstrom entfernen wird, sowie des Gesamtluftvolumens. Die Filtrationsgeschwindigkeit oder das Luft-zu-Medien-Verhältnis (AMR) ist das Verhältnis des gefilterten Luftvolumens zur Gesamtfilterfläche, die im Kollektor verfügbar ist. Im Allgemeinen ist die empfohlene Filtrationsgeschwindigkeit umso geringer, je kleiner die zu filternden Partikel sind. Dies ist zum Teil der Fall, weil kleinere Partikel spezifische Probleme für die Filtration darstellen.

Erstens sind kleinere Partikel viel dichter zusammengedrängt, da sie sich auf der Filteroberfläche aufstauen und weniger freien Raum für die Luft lassen, die den gesammelten Staub durchströmt. Dies erhöht die Druckbeständigkeit und die erforderliche Filterreinigungsfrequenz. Eine niedrigere Filtrationsgeschwindigkeit ermöglicht es den Partikeln, sich mit mehr offenem Raum zwischen den abgeschiedenen Partikeln aufzubauen, wodurch der Widerstand und die Reinigungsfrequenz verringert wird. Zweitens haben kleinere Partikel ein viel größeres Potenzial, die äußeren Fasern eines Filters zu durchdringen, wodurch sie in das Filtermedium eingeschlossen werden können. Dieses Phänomen der Tiefenbelastung ist sehr schwierig – wenn nicht gar unmöglich – rückgängig zu machen und wird letzten Endes einen permanenten Druckanstieg in den Medien erzeugen und diese müssen ersetzt werden. Eine niedrigere Filtrationsgeschwindigkeit reduziert die verfügbare Energie, um kleine Partikel in das Medium zu transportieren, was zu einer geringeren Tiefenbelastung und einer längeren Filterlebensdauer führt.

Beachten Sie, dass die Ansammlung von Partikeln (oder Staub) auf der Oberfläche der Filter die Öffnungen für den Luftstrom durch das Filtermedium einschränkt. Ein Teil dieser Einschränkung wird als eine Erhöhung des Widerstands beobachtet, der mit einer effektiven periodischen Reinigung bewältigt werden kann, aber schließlich erfahren selbst ausgezeichnete Oberflächenfiltrationsfilter eine langfristige Zunahme des Widerstands oder Druckverlusts.

Dieser unvermeidliche Anstieg des Druckverlusts wird typischerweise während des Entwurfs betrachtet, wenn ein Lüfter dimensioniert wird. Die Lüfterauswahl muss den endgültigen Druckverlust über die Filter genau so voraussehen, wie sie ersetzt werden, um sicherzustellen, dass der Lüfter während der gesamten Lebensdauer der Filter ein ausrechendes Luftvolumen bereitstellen kann. Dies bedeutet normalerweise, dass die Lüfter eine statische Kapazität von vier bis sechs zusätzlichen Zoll aufweisen, um den eventuellen Anstieg des Druckverlusts über die gesamte Lebensdauer der Filter zu berücksichtigen.

Um sicherzustellen, dass der Filter nicht zu viel Luft ansaugt, wenn die Filter sauber sind und nicht ihren endgültigen statischen Widerstand aufweisen, sollte der Konstrukteur einen Dämpfer oder andere Mittel zur Steuerung des Luftstroms einschließen. Eine Technik beinhaltet die Verwendung eines Luftstromreglers in Kombination mit einem Frequenzumrichter (VFD), um die Lüfterdrehzahl so einzustellen, dass die Luftmenge auf Konstruktionsebene gesteuert wird, während der Widerstand über die Filter gering ist.

Warum ist also ein Teilfilterwechsel eine schlechte Idee?

Der Teilfilteraustausch ist nicht ideal, weil der Widerstand über alle Filter in einer Entstaubungsanlage während des Betriebs gleichförmig ist, aber wenn ein einzelner neuer Filter installiert ist, hat er viel weniger Widerstand als die anderen schmutzigen Filter. In der Tat zeigen neue Filter oft einen Widerstand von weniger als einem Zoll bei der Entwurfsströmung, während bewährte Filter oft den drei- bis vierfachen Widerstand haben. Wenn ein einzelner neuer Filter in der Entstaubungsanlage mit anderen Filtern installiert wird, die einen vorhandenen Widerstand aufgrund von Staub aufweisen, erfährt der neue Filter eine signifikante Luftstromzunahme, bis der Widerstand über dem neuen Filter dem Widerstand über den schmutzigen Filtern entspricht.

Anstelle des neuen Filters, der einen proportionalen Prozentsatz der Entwurfsströmung handhabt, steigt der Luftstrom deutlich über den Entwurfsstrom an, und infolgedessen erfährt der neue Filter eine sofortige Tiefenbelastung, eine radikal reduzierte Filterlebensdauer und der Kollektor läuft bei einem höheren Druckverlust.

Diese Reduzierung der Filterlebensdauer für den ersetzten Filter wirkt sich auf alle Filter aus, kann zu mehr Filterkäufen führen und erzeugt mit Sicherheit mehr Ausfallzeiten. Darüber hinaus erhöht der Betrieb eines Kollektors bei einem höheren Druckverlust den Druckluftverbrauch und erfordert mehr Energie, um den Luftstrom durch die Entstaubungsanlage aufrechtzuerhalten.

Vorteile eines kompletten Filterwechsels

Ein vollständiger Filterwechsel ermöglicht einen gleichmäßigen Druckverlust über alle Filter in der Entstaubungsanlage. Dadurch können alle Filter eine proportionale Menge des Luftvolumens tragen, wodurch der Druckverlust minimiert wird. Ein gleichmäßiger Druckverlust durch einen vollständigen Filterwechsel ermöglicht es dem Betreiber auch, die Filtrationsgeschwindigkeit durch alle Filter zu steuern. Dies spart Druckluft und verlängert die Lebensdauer der Filter durch Minimierung der Filterreinigung. Der Entwurfsluftstrom kann zudem leichter aufrechterhalten werden, so dass die richtige AMR beibehalten wird und die Tiefenbelastung des Filtermediums minimiert wird. Eine geringere Tiefenbelastung führt zu einer längeren Filterlebensdauer und spart auf lange Sicht Geld.

Denken Sie auch an die Wahrscheinlichkeit, dass der beschädigte ausgewechselte Filter nicht der einzige beschädigte Filter im Kollektor ist. Wenn dieser einzelne Filter ersetzt wird, bleiben andere teilweise beschädigte Filter in Betrieb, nur damit sie in den nächsten Tagen oder Wochen ausfallen. Ein verzögerter Austausch älterer Filter bedeutet, dass die Betreiber mehrere Filterausfälle mit zunehmender Geschwindigkeit abschalten und untersuchen müssen. Dies erhöht die Ausfallzeit, erhöht die Arbeitskosten und zwingt den Kollektor, für einen längeren Zeitraum mit dem erhöhten Druckverlust von verstopften und beschädigten Filtern zu arbeiten, was wiederum die Betriebskosten erhöht.

Fazit: Wenn Sie einen beschädigten Filter in Ihrem Kollektor entdecken, beachten Sie das relative Alter der Filter und die potenziellen Vorteile der Verringerung des Betriebsdruckverlusts des Kollektors durch einen neuen Satz Filter. Ziehen Sie die Möglichkeit in Betracht, zusätzliche ungeplante Ausfallzeiten und Wartungskosten zu vermeiden, und denken Sie daran, dass das Ersetzen aller Filter, die sich abnutzen, eine bessere Investition darstellt als das bloße Ersetzen der bereits ausgefallenen Filter.