Differenzdruckmessungen liefern einen zuverlässigen Messwert für die Leistung eines Schlauchfilters. So wie ein Arzt ein Thermometer verwendet, um Fieber zu messen, kann auch das Wartungspersonal Messgeräte verwenden, um den Druckabfall in einem Schlauchfilter zu messen. Wenn die Differenzdruckwerte zu hoch oder zu niedrig sind, ist dies ein klares Indiz dafür, dass Anpassungen vorgenommen werden müssen.
Anzeichen für einen „kranken“ Schlauchfilter
Zu den Symptomen, die darauf hindeuten, dass ein Schlauchfilter gewartet werden muss, gehören:
- Der Differenzdruck ist zu hoch oder zu niedrig.
- Sichtbarer Staub in Schornsteinemissionen
- Das Impulsstrahl-Reinigungssystem muss Überstunden leisten, wodurch der Druckluftverbrauch steigt.
- Die Menge an Staub, die nach einem Reinigungszyklus in den Trichter fällt, verlangsamt sich oder hört auf.
- Der Stromverbrauch ist niedriger oder höher als normal.
- An den Abholstellen wird kein Staub gesammelt.
Was ist Differenzdruck?
Der Differenzdruck kann uns warnen, wenn der Schlauchfilter Hilfe benötigt. Das kann so einfach sein wie die Anzeige, wann es Zeit für eine Impulsreinigung der Filter ist, oder auch umfangreichere Wartungsarbeiten erfordern, wie beispielsweise den Austausch der Filter. Durch die kontinuierliche Überwachung des Druckabfalls können Probleme frühzeitig erkannt werden, wenn sie noch schneller, einfacher und kostengünstiger zu beheben sind, und die Lebensdauer der Filter verlängert werden.
Der Differenzdruck ist definiert als der Druckabfall, der über die Rohrplatte (die Metallplatte, an der die Beutel aufgehängt sind) gemessen wird, von der verschmutzten Seite der Beutel bis zum Reinluftraum. Um diesen Druckunterschied zu ermitteln, wird der niedrigere Reinluftdruck innerhalb der Beutel vom höheren Schmutzluftdruck außerhalb der Beutel abgezogen (siehe Abbildung).
Schnelle Änderungen des Differenzdrucks können auf physikalische Veränderungen in den Filtern hinweisen. Ein plötzlicher Abfall des Differenzdrucks kann darauf hindeuten, dass ein Filter undicht ist oder gerissen ist. Ein plötzlicher Anstieg des Differenzdrucks kann darauf hindeuten, dass das Reinigungssystem nicht mehr funktioniert, dass eine Materialaustragsvorrichtung nicht mehr richtig arbeitet oder dass Staubpartikel in den Fasern des Filters eingeschlossen sind und durch den Staubreinigungszyklus nicht entfernt werden können (die Filter sind verstopft).
Es läuft alles auf den Staub hinaus
Schlauchfilter funktionieren ähnlich wie Fliegengitter, die verhindern, dass Insekten in einen Raum gelangen. Die in den Schlauchfilter eintretende Luft strömt durch das Filtermedium, das die festen Staubpartikel an der Außenseite des Filterbeutels auffängt. Ein „eingefahrener Beutel” bezeichnet eine Oberfläche aus angesammeltem Staub, die nach der Impulsreinigung zurückbleibt (Staubkuchen). Diese Staubschicht hilft dabei, mehr Staub aufzufangen, da neuer Staub an altem Staub haften bleibt. Tatsächlich bietet die Luftfilterung durch die Kombination aus Staubkuchen und Filtermedium die höchste Partikelabscheidungsleistung. Allerdings gibt es eine praktische Grenze: Ein Schlauchfilter kann nicht gut funktionieren, wenn der Staubkuchen zu schwer ist.
Warum wird der Differenzdruck gemessen?
Der Differenzdruck ist ein Maß für den Widerstand gegen den Luftstrom durch die Filterbeutel. Wenn Luft durch die Staubschicht und das Filtermedium strömt, verliert sie die dynamische oder Geschwindigkeitskomponente des Drucks. Mit zunehmender Staubansammlung auf den Beuteln steigt schließlich der Widerstand gegen den Luftstrom, und der Volumenstrom nimmt ab.
Eine Änderung des Differenzdrucks kann auch Aufschluss über den Zustand der Filterbeutel geben, ob sie in einwandfreiem Zustand sind, sich dem Ende ihrer Lebensdauer nähern oder verstopft sind und daher ausgetauscht werden müssen. Siehe Tabelle 1, wobei „w.g.“ den Druckabfall in Zoll Wassersäule angibt.
| Lebenszyklus eines Filterbeutels | Typischer Differenzdruck |
| Neue Taschen | 0 bis 2 Zoll Wassersäule |
| Gewürzte Beutel | 2 bis 5 Zoll Wassersäule |
| Möglicherweise nähert sich das Ende der Lebensdauer | >6″ w.g. |
Filz- vs. PTFE-Membran-Schlauchfilter
Bei der Neuinstallation weisen Filzfilterbeutel den geringsten Druckabfall auf, da das Medium vor der Einlaufphase durch Staub die größte Durchlässigkeit aufweist. Diese Beutel sind erst dann voll effizient, wenn sie eine Mindeststaubdicke angesammelt haben, was mit einem etwas höheren Druckabfall einhergeht. Mit der Zeit werden einige Staubpartikel in den Fasern des Beutels eingeschlossen, sodass sie durch den Impulsstrahl-Reinigungszyklus nicht mehr entfernt werden können. Mit anderen Worten: Die Beutel werden blind.
Nach der anfänglichen Konditionierungsphase oder Einlaufphase sollte sich der Differenzdruck im Schlauchfilter auf einen konstanten Betriebsbereich stabilisieren, der vom Reinigungszyklus, der Anwendung und dem Gerätetyp abhängt. Dieser Bereich kann verwendet werden, um den zu erwartenden Differenzdruck bei zukünftigen Filterwechseln vorherzusagen.
Im Gegensatz dazu basieren Schlauchfilter mit einer mikroskopisch kleinen PTFE-Membran auf Oberflächenfiltration, um eindringende Partikel zu entfernen. Die PTFE-Membran fungiert als primärer Filterkuchen und sammelt alle Partikel an der Oberfläche, sodass sie nicht in das Filtergewebe eindringen können, was zu einem reduzierten Luftstrom und einer „Verstopfung” des Filters führen kann. Die Membran macht diese Filtertaschen außerdem effizienter und leichter zu reinigen.
Impulsstrahlreinigung
Bei der Impulsstrahlreinigung bläst ein Rückstrom sauberer Druckluft eine Reihe von Beuteln nach außen und löst so den Staubkuchen auf der Oberfläche jedes Beutels. Der gelöste Staub fällt in Trichter unterhalb der Beutel. Während dieses Reinigungszyklus werden die Beutel in der Reihe, die gepulst wird, nicht alle gleichzeitig aufgeblasen, sondern wellenförmig, was die Reinigung verbessert. Die Beutel reagieren auf den anfänglichen Druckluftstoß mit einer blasenartigen Ausdehnung, die sich über die gesamte Länge des Beutels ausbreitet. Um ein erneutes Mitreißen des gepulsten Staubs zu reduzieren, werden benachbarte Beutelreihen nicht nacheinander gepulst. Während des Reinigungsvorgangs bleibt die Filteranlage in Betrieb und die Filtration wird ohne Ausfallzeiten fortgesetzt.
Differenzdruckmessgeräte
Zu den modernen Druckmessgeräten für Schlauchfilter gehören Magnehelic®-Differenzdruckmessgeräte (Abbildung rechts), Photohelic-Schaltmessgeräte oder Halbleiter-Differenzdruckregler. Schlauchfilter mit Magnehelic-Differenzdruckmessgeräten werden nach Zeitablauf gereinigt, und diese Messgeräte verfügen über keine elektronischen Steuerungsfunktionen. Sly verfolgt jedoch die Politik, jedes Schlauchfilterdesign mit einem dieser Messgeräte auszustatten, da sie eine schnelle und bequeme Möglichkeit bieten, den Druck visuell zu überprüfen. Das Manometer zeigt den Luftdruck im Inneren des Schlauchfilters an. Das Bedienpersonal sollte das Manometer regelmäßig überprüfen und den Druck manuell aufzeichnen.
Photohelic-Manometer
Photohelic-Schalter/Messgeräte kombinieren die Funktion eines Magnehelic-Differenzdruckmessgeräts mit Nieder-/Hochdruckschaltern. Zwei fototransistorbetätigte, zweipolige Umschaltrelais dienen zur Einstellung der unteren und oberen Differenzdruck-Sollwerte. Die Sollwerte können miteinander verriegelt werden, um die Steuerung des Impulsstrahl-Filterbeutelreinigungssystems zu ermöglichen. Der Vorteil des Photohelic-Schalters/Manometers besteht darin, dass er das Reinigungssystem automatisch auslöst und es nur bei Bedarf auf der Grundlage eines voreingestellten Differenzdruckwerts betreibt, was zur Senkung der Betriebskosten beiträgt.
Festkörper-Differenzdruckregler
Kompakte Differenzdruckregler in Halbleiterbauweise verfügen über eine Digitalanzeige anstelle einer analogen Skala, wie sie bei Fotohelik-Manometern verwendet wird. Diese Halbleitergeräte lassen sich leicht installieren und ermöglichen eine feine Steuerung der Ober- und Untergrenzen, um eine „bedarfsgerechte“ Reinigung von Schlauchfiltern zu aktivieren. Sly verwendet ein Modul, das in die Timer-Platine des Schlauchfilter-Steuerungssystems eingesteckt wird.
Halbleiter-Regler verwenden ein 4-20-mA-Signal zur Fernüberwachung von Druckdifferenzen. Darüber hinaus senden sie einen Alarm, um Techniker zu benachrichtigen, wenn der Druck außerhalb der voreingestellten Werte liegt.
Schlussfolgerung
Die regelmäßige Protokollierung der Differenzdrücke im Schlauchfilter ist die beste Methode, um die Leistung Ihres Staubfiltersystems zu überwachen, sodass Sie schneller und kostengünstiger Korrekturmaßnahmen ergreifen können. Wenn Sie Hilfe bei der Wiederherstellung der Funktionsfähigkeit Ihres Schlauchfilters benötigen, steht Ihnen Sly, LLC jederzeit zur Verfügung.
Weitere Informationen
Mit 150 Jahren Erfahrung im Bereich Staubabscheidung kann Sly Ihnen dabei helfen, sicherzustellen, dass Ihr Schlauchfilter mit maximaler Effizienz läuft. Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen zur Messung und Protokollierung des Differenzdrucks, um die Leistung Ihres Schlauchfilters zu erhalten und zu schützen.