-
-
Фильтрационное
оборудование -
Ультразвуковые
технологии -
Борьба
с накипью
Разбираемся, как не попасть на ковер к начальнику, как растратчик в особо крупных размерах.
А что, если есть 2 варианта:
1. затраты на обслуживание за 10 лет в 100 раз превысят стоимость приобретаемого оборудования,
2. окупятся за 1 год и не будут требовать затрат в будущем?
Когда тратятся чужие деньги, то, конечно, удобно выбирать только по самому простому параметру – тонкости фильтрации. Выбираете самый дешевый фильтр, и вы - молодец, и тендер выиграло лучшее предложение, и, вроде как, предприятие деньги сэкономило.
Но если вы - собственник, и привыкли считать свои деньги в долгосрочной перспективе, то стоит посчитать, во сколько обойдется эксплуатация оборудования за весь гарантированный срок службы.
Фильтрация жидкостей и газов является одним из самых распространенных технологических процессов практически на всех предприятиях и производствах в мире. При этом опыт человечества в данном вопросе накоплен огромный и уступает, быть может, только опыту по применению колеса.
Различные видов фильтров для очистки воды начали появляться более 4000 лет тому назад в древнем Египте, эстафетную палочку от которого подхватила древняя Эллада, могучая Римская империя. Независимо от них проблему фильтрации решали Китай и Индия. При всей поучительности этих исторических примеров следует отметить тот факт, что процесс совершенствования конструкции фильтров ускорился с началом научно-технического прогресса в 20-м веке. В результате этого появилось большое количество самых разнообразных конструкций для очистки уже не только воды, а и других жидкостей: фильтры cетчатые, дисковые, щелевые, мешочные, насыпные, отстойники и т.д.
При выборе фильтра обычно руководствуются только одним параметром - номинальной тонкостью фильтрации (она означает, что 96% частиц данного размера будут задержаны фильтром). Отметим, что отсутствие проскока крупных частиц обеспечивают фильтроэлементы с отверстиями, имеющими длину и высоту близкие к размеру задерживаемых частиц, например, сетчатые. Такие конструкции как щелевые фильтры и отстойники этого гарантировать не могут, и к ним понятие тонкости фильтрации не применимо. Дополнительные сведения (присоединительный диаметр, тип фильтроэлемента, массу фильтра и т.д.) описывают конструктивные особенности фильтров, но не характеризуют собственно процесс фильтрации.
В данной статье предлагаются критерии для оценки фильтров разных типов при принятии решения о степени их соответствия конкретным требованиям Заказчика. Критерии сформулированы, в первую очередь, для промышленных фильтров, так как известные всем бытовые фильтры функционируют в условиях слабо загрязненной воды, и не применяются для очистки других жидкостей.
Наглядно это можно увидеть на рисунке ниже, на котором отображена зависимость применяемых типов фильтров как от тонкости фильтрации, так и от величины потока загрязнений в жидкости, поступающей на фильтр. Легко видеть, что для бытовых фильтров поток загрязнений не превышает 1 г/час, а для промышленных фильтров он составляет килограммы и даже тонны в час!
Именно величина потока загрязнений, который фильтр должен задерживать, во- многом, и определяет его конструктивные особенности, массу и габариты. Задерживающая способность фильтра характеризуется его грязеемкостью. Этот параметр, хотя и гораздо менее известен Заказчикам, чем тонкость фильтрации, но как мы видим, является второй основной характеристикой фильтра, и можно легко найти ее определения в словарях, справочниках и даже в советском ГОСТе.
Так, в «Политехническом терминологическом толковом словаре» В. Бутакова и И. Фаградянца 2014 года издания грязяемкость фильтра толкуется как «количество взвеси, которое способен задержать фильтр за один цикл своей работы». В свою очередь, в ГОСТе 25151 82 (тематика водоснабжение) грязеемкость фильтра трактуется как «масса загрязняющих веществ, которую способна задержать загрузка фильтра». И наконец, в «Словаре-справочнике терминов нормативно-технической документации» грязеемкость фильтра описывается как «масса твердого загрязнителя, задержанная фильтроэлементом, за время прошедшее до достижения конечного перепада давлений на фильтроэлементе». Все эти определения имеют и нечто общее и нюансы, отличающие каждое из них.
В обобщенном и упрощенном виде грязеемкость определяет следующую способность фильтра: насколько долго он способен задерживать частицы пока его возрастающее гидравлическое сопротивление не повлечет либо повреждение фильтроэлемента либо не приведет к невозможности его регенерации без остановки и демонтажа. И если для бытовых фильтров главным параметром является тонкость фильтрации, то для промышленных фильтров, применяемых для фильтрации сильно загрязненных жидкостей, главным параметром, определяющим его эффективность, является именно его грязеемкость! Более того, без ответа на вопрос, какое количество механических примесей должно быть задержано, невозможно даже предположительно рассматривать какой-либо фильтр в качестве кандидата на применение.
От чего же в итоге зависит грязеемкость фильтра? Всего лишь от двух факторов: площади фильтроэлемента и толщины осадка на нем. В свою очередь толщина осадка определяется макимально допустимым перепадом давления на фильтроэлементе и тонкостью фильтрации. В виде формулы это выглядит так:
G = D × S × h,
где G – это грязеемкость фильтра (в граммах); D – насыпная плотность осадка (в г/см3); S – площадь фильтроэлемента (в см2); h – высота слоя осадка (в см).Важное конструктивное требование к фильтру, заключается в минимальном наборе ограничений по его применению. В этом случае наилучшим пояснением является русская поговорка о ложке дегтя в бочке меда. Самая совершенная конструкция, в самом высокоточном исполнении могут оказаться бесполезными если есть ограничения, не позволяющие их применять в реальных производственных условиях. Такими ограничениями могут оказаться и зачастую оказываются химические составы фильтруемых жидкостей, допустимые температуры при фильтрации, допустимые перепады давления, типы насосов и места их установок. Во всех этих случаях, чем меньше ограничений требует фильтр, тем легче конструктору и технологу встроить этот фильтр в производственно-технологическую линию.
Экономическая эффективность промышленного фильтра определяется не только его ценой и, но и эксплуатационными расходами на всем протяжении жизненного цикла (обычно 10 лет). Эти расходы складываются из затрат на сменные фильтроэлементы, на обслуживающий персонал, на промывочную жидкость и т.д. и могут в итоге в 10 – 100 раз превзойти цену фильтра. В результате, более дорогой фильтр, который за время свой жизни позволил бы сэкономить на эксплуатационных затратах значительно больше своей покупной цены, проигрывает более дешевому конкуренту, в итоге разоряющему своего владельца неучтенными расходами на эксплуатацию.
В качестве наглядной иллюстрации вышеизложенного приведем таблицу, в которой сравниваются данные по фильтру от известного иностранного производителя (Ф1) и по российскому фильтру ФМО (Ф2). В данном примере, хотя один фильтр ФМО и дороже фильтра Ф1 в 4,5 раза, но он заменяет 28 фильтров Ф1, при этом расход промывочной жидкости меньше в 50 раз, а суммарная стоимость оборудования ниже в 6 раз.
В заключение перечислим совокупность критериев, которые необходимо учитывать при выборе фильтра, для обеспечения процесса фильтрации с минимальными издержками:
1) Тонкость фильтрации – размер частиц, которые задерживает фильтр.
2) Грязеемкость – масса частиц, которую задерживает фильтр до останова процесса
фильтрации.
3) Конструктивные и технологические ограничения по применению фильтра.
4) Экономическая эффективность, определяемая его ценой и эксплуатационными
расходами на всем протяжении жизненного цикла.
Мы надеемся, что в настоящей отнюдь не академической статье нам удалось в сжатой и структурированной форме донести до потенциальных заказчиков фильтров, как правильно их оценивать и какие вопросы следует задавать производителям данного оборудования.
Рисунок – Области применения оборудования для очистки воды в зависимости от потока загрязнений на фильтре и от тонкости фильтрации:
1. бытовые одноразовые фильтры;
2. промышленные фильтры со сменными фильтроэлементами, мембраны;
3. промышленные автоматические фильтры ФМО с многократно регенерируемыми
фильтроэлементами;
4. отстойники.
Рекомендуем прочитать про более продвинутые системы:
Фильтры тонкой механической очистки автоматические ФМО...РОТ-А
Автоматические системы непрерывной фильтрации ФМО...РОТ-А-Н