Les mesures de pression différentielle fournissent une mesure fiable des performances d'un filtre à manches. Tout comme un médecin utilise un thermomètre pour vérifier la température d'un patient, le personnel de maintenance peut utiliser des jauges pour mesurer la chute de pression dans un filtre à manches. Lorsque les mesures de pression différentielle sont trop élevées ou trop basses, cela indique clairement qu'il est temps de procéder à des réglages.
Signes d'un filtre à manches « malade »
Les symptômes indiquant qu'un filtre à manches nécessite une attention particulière sont les suivants :
- La pression différentielle est trop élevée ou trop faible.
- Poussières visibles dans les émissions des cheminées
- Le système de nettoyage à jet pulsé doit fonctionner en heures supplémentaires, ce qui augmente la consommation d'air comprimé.
- La quantité de poussière tombant dans la trémie après un cycle de nettoyage ralentit ou s'arrête.
- La consommation électrique est inférieure ou supérieure à la normale.
- La poussière n'est pas collectée aux points de ramassage.
Qu'est-ce que la pression différentielle ?
La pression différentielle peut nous avertir lorsque le filtre à manches a besoin d'aide. Elle peut simplement indiquer qu'il est temps de nettoyer les filtres par impulsions ou qu'un entretien plus approfondi est nécessaire, comme le remplacement des filtres. La surveillance continue de la chute de pression permet de détecter les problèmes à un stade précoce, lorsqu'ils sont plus rapides, plus faciles et moins coûteux à résoudre, et contribue à prolonger la durée de vie des manches.
La pression différentielle est définie comme la chute de pression mesurée à travers la plaque tubulaire (la plaque métallique à laquelle les sacs sont suspendus), entre le côté sale des sacs et la chambre à air propre. Pour calculer cette différence de pression, on soustrait la pression d'air propre inférieure à l'intérieur des sacs de la pression d'air sale supérieure à l'extérieur des sacs (voir image).
Des changements rapides de la pression différentielle peuvent indiquer des changements physiques dans les filtres. Une chute soudaine de la pression différentielle peut indiquer qu'une fuite ou une rupture du filtre s'est produite. Une augmentation soudaine de la pression différentielle peut indiquer que le système de nettoyage a cessé de fonctionner, qu'un dispositif de décharge de matière ne fonctionne plus correctement ou que des particules de poussière ont été entraînées dans les fibres du filtre et ne peuvent être éliminées par le cycle de nettoyage de la poussière (les filtres sont obstrués).
Tout se résume à la poussière
Les filtres à manches agissent un peu comme des moustiquaires qui empêchent les insectes d'entrer dans une pièce. L'air entrant passe à travers le média filtrant, qui capture les particules de poussière solides à l'extérieur du sac filtrant. Un sac usagé fait référence à une surface de poussière accumulée qui reste après le nettoyage par impulsions (gâteau de poussière). Cette couche de poussière aide à capturer davantage de poussière, car la nouvelle poussière adhère à l'ancienne. En fait, la filtration de l'air grâce à la combinaison du gâteau de poussière et du média filtrant offre la plus grande efficacité d'élimination des particules. Cependant, il existe une limite pratique : un filtre à manches ne peut pas fonctionner correctement lorsque le gâteau de poussière est trop lourd.
Pourquoi mesurer la pression différentielle ?
La pression différentielle est une mesure de la résistance au flux d'air à travers les sacs filtrants. Lorsque l'air traverse la couche de poussière et le média filtrant, il perd la composante dynamique ou vitesse de la pression. Finalement, à mesure que la poussière s'accumule sur les sacs, la résistance au flux d'air augmente et le débit volumétrique diminue.
Une variation de la pression différentielle peut également révéler l'état des sacs, qu'ils soient en bon état de fonctionnement, qu'ils approchent de la fin de leur durée de vie utile ou qu'ils soient obstrués et donc prêts à être remplacés. Voir le tableau 1, où « w.g. » correspond à la chute de pression mesurée en pouces de colonne d'eau.
| Cycle de vie des sacs filtrants | Pression différentielle typique |
| Nouveaux sacs | 0 à 2 pouces de mercure |
| Sacs assaisonnés | 2 à 5 pouces de colonne d'eau |
| Peut être en fin de vie | >6 pouces de colonne d'eau |
Filtres à manches en feutre ou en PTFE
Lorsqu'ils sont nouvellement installés, les sacs filtrants en feutre présentent la perte de charge la plus faible, car le média a la plus grande perméabilité avant d'être imprégné de poussière. Ces sacs ne sont pas pleinement efficaces tant qu'ils n'ont pas accumulé une épaisseur minimale de poussière, accompagnée d'une perte de charge légèrement plus élevée. Au fil du temps, certaines particules de poussière vont s'incruster dans les fibres du sac, de sorte qu'elles ne peuvent plus être éliminées par le cycle de nettoyage par jet pulsé. En d'autres termes, les sacs deviennent obstrués.
Après la période initiale de conditionnement des sacs, ou rodage, la pression différentielle du filtre à manches devrait se stabiliser dans une plage de fonctionnement constante en fonction du cycle de nettoyage, de l'application et du type d'équipement. Cette plage peut être utilisée pour prédire la pression différentielle attendue lors des futurs changements de sacs.
En revanche, les filtres à manches équipés d'une membrane PTFE microscopique reposent sur la filtration en surface pour éliminer les particules entrantes. La membrane PTFE agit comme un gâteau de filtration primaire, collectant toutes les particules à la surface afin qu'elles ne puissent pas pénétrer dans le tissu filtrant, ce qui pourrait réduire le débit d'air et entraîner un « encrassement » du filtre. La membrane rend également ces manches plus efficaces et plus faciles à nettoyer.
Nettoyage par jet pulsé
Pendant le nettoyage par jet pulsé, un flux inverse d'air comprimé propre souffle une rangée de sacs vers l'extérieur, délogeant ainsi la couche de poussière à la surface de chaque sac. La poussière délogée tombe dans des trémies situées sous les sacs. Pendant ce cycle de nettoyage, les sacs de la rangée soumise à des impulsions ne se gonflent pas tous en même temps, mais de manière ondulatoire, ce qui améliore le nettoyage. Les sacs réagissent au choc initial de l'air comprimé, suivi d'une expansion semblable à une bulle qui se déplace sur toute la longueur du sac. Afin de réduire la réentraînement de la poussière pulsée, les rangées de sacs adjacentes ne sont pas pulsées en séquence. Pendant la procédure de nettoyage, le filtre à manches reste en ligne et la filtration se poursuit, sans temps d'arrêt nécessaire.
Manomètres différentiels
Les manomètres modernes pour filtres à manches comprennent les manomètres différentiels Magnehelic® (schéma à droite), les manomètres à commutateur Photohelic ou les régulateurs de pression différentielle à semi-conducteurs. Les filtres à manches équipés de manomètres différentiels Magnehelic sont nettoyés selon une séquence temporelle et ces manomètres ne disposent d'aucune fonction de contrôle électronique. Cependant, la politique de Sly consiste à inclure l'un de ces manomètres dans chaque conception de filtre à manches, car ils offrent un moyen rapide et pratique de vérifier visuellement la pression. Le manomètre indique la pression de l'air à l'intérieur du filtre à manches, et les opérateurs doivent le vérifier régulièrement et enregistrer la pression manuellement.
Manomètres Photohelic
Les commutateurs/manomètres Photohelic combinent la fonction d'un manomètre différentiel Magnehelic avec celle de commutateurs basse/haute pression. Deux relais bipolaires à double jet actionnés par phototransistor sont utilisés pour régler les points de consigne de pression différentielle basse et haute. Les points de consigne peuvent être verrouillés pour permettre le contrôle du système de nettoyage des sacs filtrants à jet pulsé. L'avantage du commutateur/manomètre Photohelic est qu'il déclenche automatiquement le système de nettoyage, qui ne fonctionne que lorsque cela est nécessaire, en fonction d'un niveau de pression différentielle prédéfini, ce qui contribue à réduire les coûts d'exploitation.
Régulateur de pression différentielle à semi-conducteurs
Les régulateurs de pression différentielle compacts à semi-conducteurs sont équipés d'un affichage numérique plutôt que d'un cadran analogique comme celui utilisé sur le manomètre Photohelic. Ces dispositifs à semi-conducteurs sont faciles à installer et permettent un contrôle précis des limites haute et basse afin d'activer le nettoyage « à la demande » des filtres à manches. Sly utilise un module conçu pour se brancher sur la carte de temporisation du système de contrôle du filtre à manches.
Les contrôleurs à semi-conducteurs utilisent un signal de 4-20 mA pour la surveillance à distance des différences de pression. De plus, ils envoient une alarme pour avertir les techniciens lorsque la pression dépasse les niveaux prédéfinis.
Conclusion
L'enregistrement régulier des pressions différentielles du filtre à manches est le meilleur moyen de surveiller les performances de votre système de filtration des poussières, ce qui vous permet de prendre des mesures correctives plus rapidement et à moindre coût. Si vous avez besoin d'aide pour remettre votre filtre à manches en état, Sly, LLC est toujours prêt à vous aider.
Pour plus d'informations
Fort de 150 ans d'expertise dans le domaine de la collecte de poussière, Sly peut vous aider à garantir le fonctionnement optimal de votre filtre à manches. Contactez-nous pour obtenir plus d'informations sur la mesure et l'enregistrement de la pression différentielle afin de maintenir et de protéger les performances de votre filtre à manches.