ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ГОСТР

58499—

2019

(ИСО 29461-1: 2013)

СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА, ПОДАВАЕМОГО В РОТОРНЫЕ УСТАНОВКИ. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

Часть 1

Статические фильтрующие элементы

(ISO 29461-1:2013, MOD)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2019

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Закрытым акционерным обществом «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (ЗАО «НИЦ КД») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 184 «Обеспечение промышленной чистоты»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 августа 2019 г. № 558-ст

4    Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 29461-1:2013 «Системы очистки воздуха, подаваемого в роторные установки. Методы испытаний. Часть 1. Статические фильтрующие элементы» (ISO 29461-1:2013 «Air intake filter systems for rotary machinery — Test methods — Part 1: Static filter elements». MOD) путем внесения технических отклонений. указанных во введении к настоящему стандарту.

Международный стандарт разработан Техническим комитетом ISO/TC 142.

Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте, приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (wmv gost.ru)

© ISO. 2013 — Все права сохраняются ©Стандартинформ, оформление. 2019

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии II

6 — стандартное отклонение;

\— число степеней свободы;

Р — плотность воздуха, кг/м³;

Ф — относительная влажность перед фильтром. %;

Д/л — приращение пыли, г;

\т_п— массовое усиление конечного фильтра, г;

Др — падение давления фильтра. Па;

Др,— дифференциальное давление. Па;

др, 20 — падение давления фильтра при плотности воздуха 1.20 кг/м³. Па;

Л£_с — разница в эффективности твердых частиц между начальной эффективностью частиц (Eq) среды пробы и условной эффективностью (образцы среды) (см. приложение А);

ANSI — Американский национальный институт стандартов;

ASHRAE — Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха;

ASTM — Американское общество испытаний и материалов;

CAS — химический номер;

CEN — Европейский комитет по стандартизации;

DEHS (DiEthylHexylSebacate) — жидкость, используемая для получения испытательного аэрозоля DEHS;

EN — европейский стандарт;

EUROVENT — Европейский комитет производителей оборудования для обработки воздуха и холодильного оборудования;

ISO — Международная организация по стандартизации;

ОРС — оптический счетчик частиц.

5    Общие требования

Системы статического фильтра, как правило, используют несколько рядов грубых и тонких фильтрующих элементов для защиты оборудования. Настоящий стандарт устанавливает методы испытаний производительности отдельных фильтрующих элементов. Он не включает методы прямого измерения производительности всех систем, установленных при эксплуатации, за исключением тех случаев, когда они могут соответствовать квалификационным критериям для тестовой сборки.

6    Испытательная установка и оборудование

6.1    Условия испытаний

Воздушный или наружный воздух может быть использован в качестве источника испытательного воздуха В испытаниях относительная влажность должна составлять от 30 % до 70 %. Температура воздуха должна находиться в диапазоне от 10 °С до 38 °С. Выхлопной поток может выпускаться на открытом воздухе, в помещении или повторно циркулировать. Требования определенного измерительного оборудования могут налагать ограничения на температуру используемого для испытаний воздуха. Фильтрация потока выхлопных газов рекомендуется при наличии аэрозоля для испытаний, загрузки пыли или запаха из фильтра.

6.2    Испытательная установка

Испытательная установка (см. рисунок 1) состоит из нескольких секций прямоугольных каналов с типовыми 610 х 610 мм (24 х 24 дюйма) номинальными внутренними размерами, за исключением секции, в которой установлен фильтр. Эта часть имеет номинальные внутренние размеры в интервале от 616 (24.25) до 622 мм (24.50 дюйма). Длина этой секции воздуховода должна быть как минимум в 1.1 раза больше длины фильтра с минимальной длиной 1 м (см. рисунки 2—4). Фильтр должен находиться внутри секции и не должен выступать за границы этого участка, вверх или вниз по течению потока. Испытательный канал, возможно, должен иметь ббльшие размеры в тех случаях, когда должны быть проверены очень большие фильтры или встроенный элемент фильтрующей системы. В таких случаях допустимы другие размеры, если выполнены квалификационные процедуры, описанные в разделе 7. Пример специального (большого) перехода фильтра приведен на рисунке 5.

8    7

1 — секция воздуховода испытательной установки (входная пленка); 2 — секция канала испытательной установки, 3 — фильтр для тестирования, 4 — фильтр, подлежащий испытанию. 5— канальная часть испытательной установки, б — канальная часть испытательной установки, 7 — высокоэффективный фильтр (не менее 99.97 % на 0.3 мкм); 8 — точка входа для частиц DEHS; 9 — пылесборное сопло. 10 — смесительные отверстия. 11 — перфорированная пластина; 12 — головка для отбора проб вверх. 13 — нисходящая пробоотфориая головка; 14 — окончательный фильтр

Рисунок 1 — Принципиальная схема испытательной установки

Напорные краны, фильтр

(га    (га

Рисунок 4 — Участок воздуховода, включающий тестируемый фильтр (4) и длину фильтра L

1 — секция фильтра Рисунок 5 — Пример секции фильтра с переходом для специальной конструкции фильтра

В случае круговых картриджей тестовая установка (установка фильтров в испытательном канале) должна быть расположена максимально близко к реальным условиям. В случае больших цилиндров может быть достаточной монтажная пластина с дополнительным отверстием для входа/выхода воздуха. В случае цилиндров меньшего размера в канал может быть вставлен дополнительный переход (см. рисунок 6). Это. однако, должно быть проанализировано отдельно для кахщой конструкции с учетом возможного эффекта струи, который может повлиять на скорость и концентрацию аэрозоля в поперечном сечении испытательного канала.

Рисунок 6 — Примеры монтажа круглого картриджа в испытательном канале

Материал воздуховода должен быть электропроводным и электрически заземленным, иметь гладкую внутреннюю поверхность и быть достаточно жестким, чтобы поддерживать его форму при рабочем давлении. Небольшие части испытательного канала могут быть изготовлены из стекла или аналогичного материала, чтобы наблюдать фильтр и оборудование. Желательно предусмотреть окна, позволяющие контролировать процесс испытаний.

Высокоэффективные фильтры следует размещать перед секцией 1, в которой аэрозоль для испытаний на эффективность диспергируется и смешивается для создания однородной концентрации выше по потоку от фильтра.

Окончательный фильтр для измерения гравиметрической эффективности должен быть установлен после испытательного фильтра перед измерительным отверстием.

Секция 2 включает в восходящей секции отверстие для смешивания 10, в центре которого расположено выпускное сопло для пылесборника. Ниже по потоку от пылеуловителя расположена пер-

форированная пластина 11. предназначенная для обеспечения равномерного распределения пыли. В последней трети данной секции воздуховода находится верхняя аэрозольная головка образца. Для испытаний на загрузку пыли данная головка для отбора проб должна быть заглушена или удалена.

Во избежание турбулентности отверстие для смешивания и перфорированная пластина должны быть удалены во время показаний падения давления (начального и конечного) и проверки эффективности частиц. Для того чтобы избежать систематической ошибки, рекомендуется удалить эти предметы во время измерений перепада давления. Однородность скорости воздуха и аэрозоля в измерительном сечении должна соответствовать 7.2 и 7.3.

Секция 5 может быть использована как для измерения эффективности, так и для загрузки пыли и снабжена последним фильтром для испытания на нагрузку и с последующей пробной головкой для теста эффективности частиц. Секцию 5 также можно дублировать, позволяя использовать одну часть для проведения теста, а другую — для теста эффективности частиц.

Испытательную установку можно эксплуатировать в воздушном потоке либо с отрицательным, либо с положительным давлением. В случае работы с положительным давлением (т. е. при наличии вентилятора перед испытательной установкой) в лабораторию могут просачиваться испытательный аэрозоль и загружаемая пыль, в то время как при отрицательном давлении частицы могут перетекать в тестовую систему и влиять на количество измеренных частиц. Эти возможные утечки воздуха должны быть расположены и запечатаны перед испытаниями фильтра

Размеры испытательной установки и положение напорных кранов показаны на рисунке 3. На рисунке 2 показаны отводы давления для тестового объекта (фильтр).

Перепад давления испытуемого фильтра должен быть измерен с помощью статических реле давления. как показано на рисунке 2. Направляющие давления должны быть предусмотрены в четырех точках по периферии воздуховода и соединены вместе кольцевой линией.

Входная пленка и относительное расположение высокоэффективных фильтров и аэрозольных инъекций являются дискреционными, а изгиб в нижней части канала —дополнительным, что позволяет использовать как прямой канал, так и U-образную конфигурацию канала. За исключением самого изгиба. все размеры и компоненты идентичны для прямых и U-образных конфигураций. Нижняя по потоку смесительная перегородка должна быть включена в канал после изгиба.

Примечание — Цель смесительной перегородки состоит в том, чтобы выправить поток и смешать любой аэрозоль, расположенный ниже по потоку от изгиба

Детали компонентов испытательных воздуховодов приведены на рисунке 7.

1 — смесительное отверстие. 2— перфорированная пластина диаметром (1521 2) мм и открытая площадь 40 %; 3 — напорный кран. 4 — переходный канал (тестовый фильтр менее, чем канал); 5— переходный канал (тестовый фильтр более, чем канал)

6.3 Испытание аэрозолей DEHS

Испытательный аэрозоль должен состоять из неразбавленного DEHS или других аэрозолей в соответствии с 8.2. Испытательный аэрозоль DEHS (DiEthylHexylSebacate), производимый аэрозольным генератором сопла Laskin, повсеместно используют при тестировании высокоэффективных фильтров. Аэрозоль практически не заряжается, что означает, что дополнительная обработка аэрозолем (например. нейтрализация радиоактивными источниками, генераторы электростатических зарядов и т. д.) не допускается.

На рисунке 8 приведен пример системы генерирования аэрозоля. Она состоит из небольшого контейнера с жидкостью DEHS и сопла Laskin. Аэрозоль образуется путем подачи сжатого воздуха без частиц через сопло Laskin. Затем распыленные капли непосредственно вводят в испытательную установку. Давление и расход воздуха внутри сопла варьируют согласно испытательному потоку и требуемой концентрации аэрозоля. Для испытательного потока 0,944 м³/с давление составляет около 17 кПа, что соответствует воздушному потоку около 0,39 дм³/с (1,4 м³/ч), проходящему через сопло.

Можно использовать другой генератор, способный продуцировать капли в достаточных концентрациях в диапазоне размеров от 0.3 до 3.0 мкм.

Перед проведением испытаний следует отрегулировать концентрацию в верхнем течении до достижения стационарного состояния и концентрацию ниже уровня счетчика частиц.

Ю

1 — без частиц (давление около 17 кПа). 2 — аэрозоль для испытания. 3 — сопла laskin; 4 — аэрозоль для испытания (например, DEHS); 5 — четыре отверстия диаметром 1.0 мм на 90° друг от друга с верхним краем отверстий и касанием нижней части воротника; б — четыре отверстия диаметром 2.0 мм рядом с трубой в соответствии с радиальными отверстиями

Рисунок 8 — Система генерации аэрозоля DEHS

6.4 Система отбора проб аэрозолей

На рисунке 9 приведен пример системы отбора проб аэрозолей Две линии отбора одинаковой длины и эквивалентной геометрии (изгибы и прямые длины) соединяют верхнюю и нижнюю пробоотборные головки со счетчиком частиц. Пробоотборные трубки должны быть электрически проводящими или иметь высокую диэлектрическую постоянную. Труба должна иметь гладкую внутреннюю поверхность (сталь. Tygon’ и т. д.).

1 — фильтр, 2 — высокоэффективный фильтр (чистый воздух). 3— клапан (вверх по течению); 4 — клапан, чистый воздух. 5 — клапан (вниз по течению); 6 — компьютер; 7 — счетчик частиц. 8 — насос Рисунок 9 — Принципиальная схема системы отбора проб аэрозолей

* Tygon является примером подходящих продуктов, доступных на коммерческой основе Эта информация предоставляется для удобства пользователей настоящего стандарта и не является подтверждением со стороны И СО качества этих продуктов

Пробоотборники должны иметь острый край, сужающийся к наружному диаметру. Зонды расположены в центре измерительных секций вверх и вниз. Зоны для отбора проб должны быть расположены в центре с входным наконечником, обращенным к входу установки параллельно воздушному потоку. Пробоотборные зонды должны быть сконструированы таким образом, чтобы они выдерживали изокинетический отбор в пределах 10 % при испытательной скорости потока 0,944 м³/с. Зонды могут быть использованы для всех испытательных воздушных потоков (от 0,25 до 1,67 м³/с).

Три односторонних клапана позволяют отбирать аэрозоль вверх или вниз по течению потока от тестируемого фильтра или иметь «пустое» всасывание через высокоэффективный фильтр. Эти клапаны должны иметь прямолинейную конструкцию. Из-за возможных потерь частиц из системы отбора проб первое измерение после переключения клапана следует игнорировать.

Скорость потока может поддерживаться насосом в счетчике в случае счетчика частиц с высокой скоростью потока (например. 0.47 • 10^-3 м³/с) или вспомогательным насосом в случае счетчика с меньшим скорости потока пробы.

Затем линия от клапанов (до насоса) должна быть снабжена изокинетическим пробоотборным соплом, непосредственно соединенным с счетчиком частиц, для достижения изокинетических условий с допуском ±10 %.

В испытательном канале, линиях транспортирования аэрозоля и счетчике частиц происходят потери частиц. Минимизация потерь частиц является желательной, так как меньшее количество подсчитанных частиц будет означать большие статистические ошибки и, следовательно, менее точные результаты. Влияние потерь частиц на результат сведено к минимуму, если потери на пробоотборнике в восходящем и нисходящем потоке максимально приближены друг к другу.

6.5    Измерение расхода

Измерение расхода должно быть произведено стандартизованными или калиброванными устройствами для измерения расхода’ Примерами являются диафрагменные пластины, сопла, трубки Вентури и т. д.

Неопределенность измерения не должна превышать 5 % от измеренного значения с уровнем достоверности 95 %.

6.6    Счетчик частиц

Примечание — См ГОСТ Р ИСО 21501-4 в качестве ссылки

Данный способ требует использования счетчика оптических частиц (ОРС). имеющего диапазон размеров частиц по меньшей мере от 0.3 до 3 мкм. Эффективность счета должна составлять (50 ± 20) % для калибровочных частиц размером, близким к минимально определяемому размеру (100 ±10)% для калибровочных частиц, которые в полтора-два раза более чем минимальный обнаруживаемый размер частиц. Диапазон размеров должен быть разделен на не менее чем пять классов, границы которых должны быть приблизительно равноудаленными по логарифмической шкале.

Количество измерений размера частиц позволяет пользователю построить кривую эффективности сравнения с данными о размерах частиц, охватывающими, по меньшей мере, диапазон размеров частиц от 0,3 до 3 мкм. Затем можно вычислить эффективность (путем интерполяции по логарифмическому графику) для любого заданного геометрического размера частиц, например 0.4; 0.6; 0.8; 1,2; 1.8 и 2.6 мкм.

Измерения эффективности твердых частиц могут быть сделаны с помощью одной выборки счетчика частиц последовательно по восходящему и нисходящему потоку или выполнены с одновременной выборкой двух счетчиков частиц. В разделе 7 приведена дополнительная и более подробная информация о калибровке и работе ОРС. используемых для данных испытаний.

В таблице 1 приведен пример того, каким образом может быть спроектирована линия с одним счетчиком.

С« [4].

Таблица 1 — Пример линии с одним счетчиком

Класс Границы канала, мкм Геометрический средний диаметр диапазона, мкм 1 0,30-0.54 0,40 2 0,54—0.66 0,60 3 0,66—1,00 0,81 4 1,00—1.45 1,20 5 1,45—2,23 1,80 6 2,23—3,00 2,59

6.7    Оборудование для измерения перепада давления

Измерения перепада давления следует выполнять между точками измерения, расположенными в стенке воздуховода, как показано на рисунке 2. Каждая точка измерения должна содержать четыре взаимосвязанных статических ответвления, одинаково распределенных по периферии поперечного сечения канала.

Используемое оборудование для измерения давления должно измерять разность давлений с точностью ±2 Па в диапазоне от 0 до 70 Па. При превышении давления 70 Па точность должна составлять ±3 % от измеренного значения.

6.8    Пылеулавливатель

Целью пылеулавливателя является подача загружаемой пыли на тестируемый фильтр с постоянной скоростью в течение испытательного периода. Общая конструкция пылеуловителя и его критические размеры приведены на рисунках 10 и 11. Любой пылеулавливатель можно использовать, если он дает тот же результат, что и описанный пылеуловитель. Угол между пылесборной трубкой и пылесборным желобом на рисунке 11 составляет 90°. но может быть меньше при применении на практике. Определенную массу пыли, предварительно взвешенную, загружают в лоток для подачи пылесоса. Лоток перемещается с одинаковой скоростью, и пыль поднимается лопастным колесом и переносится в щель пылесборной трубки эжектора.

Эжектор рассеивает пыль сжатым воздухом и направляет его в испытательную установку через трубку для подачи пыли. Сопло для впрыскивания пыли должно быть расположено у входа в секцию 2 канала и быть коллинеарным с центральной линией канала.

Обратный поток воздуха через приемную трубку от положительного давления в канале должен быть предотвращен, когда фидер не используют.

Ч

1 — трубка для подачи пыли (на входе в испытательный каиап); 2 — тонкостенный оцинкованный трубопровод. 3 — выталкиватель Вентури; 4 — эжектор; 5 — сухой сжатый воздух. 6 — пылесборная трубка (0.25 мм от поддона для подачи пыли); 7 — пылезащитное колесо диаметром 88.9 мм (наружный размер), длиной 114.3 мм с 60 зубами, глубиной 5 мм; 8 — зубья в лопастном колесе (60 зубьев); 9 — поддон для подачи пыли. 10 — инфракрасная рефлекторная лампа 150 В

Рисунок 10 — Критические размеры узла пылесборника

Содержание

1    Область применения................................................................ 1

2    Нормативные ссылки................................................................ 1

3    Термины и определения............................................................. 2

4    Обозначения и сокращения.......................................................... 5

5    Общие требования................................................................. 6

6    Испытательная установка и оборудование.............................................. 6

7    Квалификация испытательной установки и устройства.................................... 17

8    Тестовые материалы................................................................24

9    Процедура тестирования............................................................25

10    Расчет неопределенности результатов испытаний.......................................30

11    Отчетность.......................................................................33

Приложение А (обязательное) Процедура тестирования кондиционирования...................41

Приложение В (справочное) Отбрасывание фильтрующих элементов.........................44

Приложение С (справочное) Комментарий................................................46

Приложение D (обязательное) Расчет перепада давления...................................49

Приложение Е (обязательное) Расчет эффективной площади................................50

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов

международным стандартам, использованным в качестве ссылочных

в примененном международном стандарте.................................56

Библиография.......................................................................57

Все трубки, сопла и т. д.. которые находятся в непосредственном контакте с пылью во время работы. должны быть электрически проводящими и заземленными. Это необходимо для минимизации погрешностей измерений, вызванной появлением электростатического заряда пыли во время работы пылеулавливателя.

Степень дисперсии пыли фидером зависит от характеристик сжатого воздуха, геометрии узла аспиратора и скорости потока воздуха через аспиратор. Аспиратор Вентури подвергается износу из-за влияния аспирационной пыли, и его размер увеличивается в процессе использования. Его размер необходимо периодически контролировать для того, чтобы убедиться в том, что допуски, показанные на рисунке 11, выполнены. Предпочтительно, чтобы пыль была гомогенизирована в шейкере, поддерживалась при заданной температуре и контролируемой относительной влажности.

Давление на воздушной линии до выталкивателя Вентури, соответствующее потоку воздуха пылесборной трубы (6,8 • 10~³ ± 0,24 10"³ м³/с), периодически измеряют для фиксирования различного статического давления в канале. В 7.13 приведены требования к квалификации пылеулавливателя.

6.9 Делютерное оборудование

При испытаниях высокоэффективных фильтров (более 85 % при размере частиц 0,4 мкм) может потребоваться система разбавления для того, чтобы избежать ошибок совпадения при измерении аэрозоля выше по течению потока. Необходимый коэффициент разбавления определяется характеристикой счетчика частиц и необходимой концентрацией потока.

6.9.1    Эксплуатация

Системы разбавления уменьшают концентрацию аэрозоля в определенной степени за счет добавления свободного от частиц газа (как правило, воздуха). Проведение разбавления для соответствующего диапазона размеров частиц не должно зависеть от размера частиц и должно быть последовательным стечением времени.

Чистый воздух может быть получен путем фильтрации частичного потока аэрозоля. Нефильтрованную часть можно подавать вдоль капилляра, падение давления над этим капилляром используется для проверки объемного расхода.

Другой возможностью является введение внешнего воздуха без частиц (например, из линии сжатого воздуха). Некоторые системы работают по принципу эжектора. Чистый воздушный поток создает перепад давления при сужении, который всасывается в аэрозоль для разбавления. Коэффициент разбавления этих систем определен исключительно геометрией настройки и. как правило, не может быть изменен оператором.

С помощью каскадной системы с использованием нескольких систем разбавления высокие коэффициенты разбавления (>1000) могут быть достигнуты с высокой степенью точности.

6.9.2    Минимальные рабочие параметры

Минимальными рабочими параметрами являются:

-    объемный расход; настраивается на соответствующий измерительный прибор;

-    коэффициент разбавления: от 10 до 10 000 в зависимости от начальной концентрации частиц и используемого измерительного устройства;

-    точность: 5 % от коэффициента разбавления;

-    скорость нулевого счета; <10 частиц/мин.

Примечание — Скорость отсчета нуля измеряют с помощью фильтра Н13 при входе в систему разбавления

6.9.3    Источники ошибок и предельные ошибки

Изменить коэффициент разбавления может засорение капилляров и сопел.

6.9.4    Техническое обслуживание и контроль

Любые установленные фильтры в разбавляющем оборудовании необходимо заменять при соблюдении интервалов, указанных изготовителем. Если обнаружено, что система разбавления генерирует частицы при проверке с помощью воздуха без частиц (проверка нулевого отсчета), система разбавления должна быть очищена. Коэффициент разбавления время от времени проверяют, например путем измерения концентрации частиц на входе и выходе на стадии разбавления.

Введение

0.1 Фильтры в производстве электроэнергии/применение компрессора

При использовании роторных машин в состав фильтрационной системы, как правило, включен набор фильтрующих элементов, расположенных соответствующим образом. Развитие турбинного оборудования. применяемого для производства энергии или других целей, привело к созданию более сложного оборудования, и поэтому появилась потребность в качественной защите этих систем. Известно, что загрязнение в виде частиц может существенно ухудшить работу силовой установки турбины.

Это явление часто описывают с помощью таких понятий, как «эрозия», «загрязнение» и «горячая коррозия», когда попадание соли и других коррозионных частиц создает потенциальные проблемы. Другие частицы различных веществ могут также приводить к значительному снижению эффективности систем. Необходимо иметь в виду, что устройства воздушного фильтра в таких системах функционируют в различных условиях окружающей среды. Диапазон загрязнения климата и загрязнения частиц очень широк: от пустынь до влажных дождевых лесов и арктических сред. Требования к этим системам фильтров различаются в зависимости от того, где именно они работают.

Настоящий стандарт связывает эффективность фильтрующих систем воздухозаборников со сбором не только тяжелой пыли, но и частиц в диапазоне размеров, который считается проблемной областью для этих систем. При оценке загрязнения турбины следует учитывать наличие, как ультратонких, так и мелких частиц, а также крупных частиц. Как правило, в наружном воздухе ультратонкие и мелкие частицы в диапазоне размеров от 0.01 до 1 мкм составляют более 99 % от концентрации веществ и до 90 % в поверхностном загрязнении. Большая часть массы, как правило, поступает из более крупных частиц (> 1.0 мкм).

Турбокомпрессорные фильтры содержат широкий спектр продуктов, состоящий из фильтров для очень крупных частиц и фильтров для очень мелких субмикронных частиц. Ассортимент продукции представлен системами самоочистки по глубине и поверхности. Фильтры и системы должны работать в широком диапазоне температур и влажности — от очень низкой до очень высокой концентрации пыли и механических нагрузок. Существующие в настоящее время изделия могут быть разных типов и иметь различные функции, такие как сепараторы капель, коалесцирующие продукты, фильтровальные прокладки, металлические фильтры, инерционные фильтры, фильтровальные ячейки, мешочные фильтры. панельный, самоочищаемый и глубинный фильтр, картриджи и плиссированные поверхностные фильтрующие элементы.

В настоящем стандарте установлен способ сравнения этих продуктов и определены критерии, важные для систем впуска воздушного фильтра и защиты рабочих характеристик вращающихся механизмов. Эффективность продуктов, представленных в этом широком диапазоне, должна быть сопоставлена надлежащим образом. Сравнение различных типов фильтров следует проводить с учетом условий эксплуатации, в которых они будут использоваться.

Например, если фильтр или система фильтров предназначены для работы в экстремальной, очень пыльной среде, реальная эффективность частиц таких фильтров не может быть предсказана, потому что пылевая нагрузка фильтра играет важную роль. В следующих стандартах этой серии будет рассмотрена производительность фильтров для очистки и поверхностной загрузки.

0.2 Характеристики фильтрации

В приложениях А и В приведены положения по устранению потенциальных проблем ретракции, выпадения частиц и характеристик нейтрализации заряда в процессе эксплуатации определенных видов сред.

Некоторые типы фильтрующих сред используют электростатические эффекты для достижения высокой эффективности при низкой устойчивости к воздушному потоку. Воздействие таких факторов, как частицы пыли или другие мелкие частицы, может препятствовать данным зарядам, в результате чего ухудшается производительность фильтра. Процедура испытаний, описанная в приложении А, содержит методы идентификации явлений такого рода. Эту процедуру используют для определения наличия зависимости эффективности частиц фильтра от механизма электростатического удаления, по результатам которой получают количественную информацию о важности электростатического удаления. Выбор данной процедуры определен тем. что она хорошо установлена, воспроизводима и относительно быстро и легко может быть выполнена. В идеальном варианте процесса фильтрации каждая частица бу-

дет постоянно находиться на фильтрующем волокне начиная с первого контакта, но входящие частицы могут воздействовать на захваченную частицу и вытеснять ее в воздушный поток. Волокна или частицы из самого фильтра также могут быть освобождены в результате воздействия механических сил. С точки зрения пользователя, необходимо также рассмотреть положения, приведенные в приложении В.

Фильтры с низкой начальной или условной эффективностью частиц (<35 %) для субмикронных частиц (0.4 мкм), которые не повышают свою эффективность во время операции, как правило, не обеспечивают серьезной защиты для рабочих механизмов при пробоотборе типичных атмосферных аэрозолей. в которых большая часть частиц менее 1.0 мкм. Однако в некоторых случаях с аэрозолями, имеющими доминирующую фракцию крупных частиц, фильтры с низкой эффективностью на субмикронных частицах могут служить защитой на более поздних стадиях фильтрации, а также иметь более высокую среднюю эффективность частиц 0.4 мкм (например, поверхностные загрузочные фильтры) из-за загрузки пыли. Поэтому гравиметрический тест может предоставить некоторую информацию о мощности и гравиметрической эффективности для этих аэрозолей. В общем случае более низкий общий уровень фильтрации, чем 35 %, при загрязнении частицами 0.4 мкм не рекомендуется применять для системы воздухозаборного фильтра вращающихся механизмов, когда аэрозольная загрузка фильтров не способствует значительному повышению эффективности во время работы.

0.3 Структура стандартов’

Методы и процедуры определения эффективности частиц, падения давления и соответствующие формы отчетов являются одинаковыми для всех типов статического фильтрующего элемента.

Методы испытаний, касающиеся эффективности частиц, падения давления и полученных значений. идентичны для всех фильтров, за исключением характеристик загрузки и процедуры очистки, которые отличаются для очищаемых фильтров поверхностной загрузки. Эти фильтры включают процедуры очистки и имеют разные нагрузочные характеристики, поэтому им требуются соответствующие модифицированные методы испытаний, которые будут определены в части 2 данной серии стандартов.

Часть 3 содержит методы определения механической целостности фильтров в условиях, которые могут возникнуть в ненормальных условиях эксплуатации.

В части 4 описаны методы тестирования установленных фильтров в условиях эксплуатации (тестирование на месте).

Часть 5 охватывает методы испытаний для конкретных требований морского применения и методы определения эффективности удаления морской соли из отдельных фильтров и/или полных фильтрующих систем.

Часть 6 охватывает методы испытаний для очищаемых фильтрующих элементов, за исключением тестирования системы (например, устройство для очистки), как в части 2.

Настоящий стандарт устанавливает методы испытаний для статических фильтрующих блоков, как правило, типа глубинной загрузки (см. 3.43 и 3.44). Все фильтры могут быть протестированы аналогичным образом, что дает сопоставимые результаты. Однако для фильтров поверхностной нагрузки, фильтров обратного импульса, морских фильтров, а также других фильтрующих систем, которые не считаются статическими фильтрами, должна быть применена соответствующая часть данной серии стандартов.

Для многоступенчатых систем, в которых приведен ряд таких компонентов, как оборудование для очистки, фильтры, допускается использование настоящего стандарта, если могут быть выполнены квалификационные требования испытательной установки. 8 тех случаях, когда это невозможно, можно применять процедуры части 4 (тестирование на месте).

В настоящем стандарте ссылки на международные стандарты заменены ссылками на национальные стандарты.

• Си. [1J.

ГОСТ Р 58499-2019 (ИСО 29461-1:2013)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА, ПОДАВАЕМОГО В РОТОРНЫЕ УСТАНОВКИ.

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

Часть 1

Статические фильтрующие элементы

Air intake fitter systems for rotary machinery. Test methods Part 1 Static fitter elements

Дата введения — 2019—12—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы и процедуры определения характеристик воздушных фильтров, используемых в воздушных системах, для роторных механизмов, таких как стационарные газовые турбины, компрессоры и другие стационарные двигатели внутреннего сгорания. Это относится к воздушным фильтрам, имеющим начальную эффективность частиц не более 99.9 % относительно частиц 0.4 мкм. Фильтры с более высокой эффективностью частиц следует тестировать и классифицировать в соответствии с требованиями других стандартов'. Эти процедуры предназначены для фильтров, работающих со скоростью потока от 0.25 м³/с (900 м³/ч) до 1.67 м³/с (6000 м³/Ч).

Настоящий стандарт следует применять к статическим (барьерным) фильтрам, а также к другим типам фильтров и систем при соответствующих условиях.

В настоящем стандарте использованы два метода определения эффективности:

-    эффективность частиц (измеренная по количеству и размеру частиц);

-    гравиметрическая эффективность (процентное соотношение массы загружаемой пыли).

Также образец плоского фильтра или пробу в эластичной емкости из идентичного фильтра кондиционируют (выгружают) для предоставления информации об интенсивности работы механизма электростатического удаления.

После определения эффективности исходных частиц необработанный фильтр загружают пылью поэтапно до тех пор. пока не будет достигнуто конечное испытательное падение давления. Затем получают информацию о производительности фильтра. Результаты работы, полученные в соответствии с положениями настоящего стандарта, не могут быть количественно применены (сами по себе) для прогнозирования эффективности работы в отношении эффективности и срока службы фильтра. Другие факторы, влияющие на эффективность, которые должны быть приняты во внимание, описаны в приложениях.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р ИСО 14644-3 Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 3. Методы испытаний

ГОСТ Р ИСО 21501-4 Получение распределения частиц по размерам. Оптические методы оценки отдельных частиц. Часть 4. Счетчики частиц в воздухе для чистых зон, работающие на принципе рассеяния света

Примечание —При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «На-

* См [2]

Издание официальное

циональные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия) Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1

3.2 Скорость

3.2.1 _

скорость потока фильтра (filter face velocity): Скорость воздушного потока, деленная на площадь поверхности фильтра.

((3). статья 3.1.84)

3.2.2    скорость носителя (media velocity): Скорость воздушного потока, деленная на эффективную площадь фильтрации.

Примечание — Выражается с точностью до трех значащих цифр

3.3 Эффективность

3.3.1    эффективность частиц (particulate efficiency): Процентная эффективность удаления частиц фильтра при заданных размерах частиц, измеренных с помощью счетчика в диапазоне от 0.3 до 3.0 мкм.

3.3.2    начальная эффективность (initial efficiency): Эффективность частиц чистого фильтра, работающего при испытательном расходе воздуха.

Примечание — Чистый фильтр — это фильтр, который не подвергается воздействию испытательного аэрозоля или вещества перед тестом эффективности

3.3.3    минимальная эффективность (minimum efficiency): Исходная низкая эффективность частиц кондиционированной или пылевой загрузки.

3.3.4    условная эффективность (conditioned efficiency): Эффективность кондиционированного фильтрующего материала (согласно приложению А), работающего со средней скоростью носителя, соответствующей скорости при испытании расхода воздуха в фильтре.

3.3.5    гравиметрическая эффективность А₆₀ (gravimetric efficiency): Взвешенное (массовое) удаление загружаемой пыли, объемом, превышающим 50 г пыли.

3.3.6    средняя гравиметрическая эффективность А_луд (average gravimetric efficiency): Отношение общего количества загружаемой пыли, удерживаемой фильтром, к общему количеству пыли, подаваемой до окончательного испытательного падения давления.

3.3.7    эффективность загрузки пыли (dust loaded efficiency): Эффективность фильтра, работающего при испытательном расходе, и после пылевых нагрузок до окончательного дифференциального давления.

3.4    проникновение (penetration): Отношение концентрации частиц, обнаруженное ниже по потоку. по сравнению с концентрацией выше по потоку от фильтра.

3.5    Перепад давления (дифференциальное давление)

3.5.1 начальный перепад давления (initial pressure drop): Падение давления в чистом фильтре, работающем при испытательном расходе воздуха.

3.5    2 окончательное падение давления испытания (final test pressure drop): Максимальное падение давления фильтра, по достижению которого измеряется производительность фильтрации.

3.5.3 окончательное рекомендованное падение давления при испытании (final test pressure drop — recommended): Максимальное падение рабочего давления фильтра, рекомендованное производителем при номинальном расходе воздуха.

3.6    Площадь фильтра

3.6.1 _

площадь поверхности фильтра (filter face area): Площадь фронтальной поверхности фильтра, включая раму заголовка.

(13). статья 3.1.83]

Примечание — Типичные номинальные значения — 0,610 * 0,610 м (24 * 24 дюйма)

3.6.2 _

эффективная площадь фильтрации (effective filtering area): Площадь фильтрующей среды в фильтре, который собирает пыль.

ЦЗ], статья 3.1.79]

3.7    Фильтры

3.7.1    статический фильтр (static filter): Воздушный фильтр, который будет удален (заменен) после того, как он достигнет своего окончательного падения давления, и не будет очищен струйными импульсами или другими средствами для того, чтобы полностью или частично восстановить первоначальные характеристики (падение давления и эффективность).

3.7.2    импульсный струйный фильтр (pulse jet filter): Очищаемый воздушный фильтр, который обычно очищается импульсами воздушной струи для обеспечения более длительного срока службы.

3.7.3    поверхностный фильтр (surface loading filter): Фильтр, в котором пыль собирается на поверхности фильтрующей среды.

3.7    4 фильтр глубинной загрузки (depth loading filter): Фильтр, в котором частицы проникают в фильтрующую среду и собираются на волокнах в глубине фильтрующей среды.

3.7.5 низкоэффективный фильтр (low efficiency filter): Воздушный фильтр с начальной эффективностью частиц 0,4 мкм в диапазоне Е менее 35 %.

3.7    6 фильтр средней эффективности (medium efficiency filter): Воздушный фильтр с начальной эффективностью частиц 0.4 мкм в диапазоне 35 % s £ S 85 %.

3.7.7    высокоэффективный фильтр (high efficiency filter): Воздушный фильтр с начальной эффективностью частиц 0.4 мкм в диапазоне Ей 85 %.

3.7    8 ЕРА-фильтр (ЕРА filter): Воздушный фильтр с удельной эффективностью частиц с наибольшим проникающим размером частиц (МПРС) в диапазоне 85 % £ Е Z 99.95 % (как правило, от 0,05 до 0,3 мкм).

3.7.9 _

окончательный фильтр (final filter): Воздушный фильтр, используемый для сбора загружаемой пыли, проходящей через или просачивающийся из испытуемого фильтра.

ЦЗ]. статья 3.1.86]

3.7.10 _

заряженный фильтр (charged filter): Фильтр, в котором среда электростатически заряжена или поляризована.

ЦЗ]. статья 3.1.75]

3.7.11    необработанный фильтр (untreated finer): Воздушный фильтр, не отнесенный к кондиционированию.

3.8    Испытательный аэрозоль

3.8.1 испытательный аэрозоль (test aerosol): Аэрозоль, используемый для определения эффективности частиц фильтра.

3.8.2 _

размер частицы (particle size): Геометрический диаметр (эквивалентный сферический, оптический или аэродинамический, в зависимости от контекста) частиц аэрозоля.

ЦЗ). статья 3.1.126]

3.8.3    средний диаметр (mean diameter): Среднее геометрическое значение верхнего и нижнего граничных диаметров в диапазоне размеров.

3.8.4    концентрация частиц (particle number concentration): Количество частиц на единицу объема воздуха.

3.8.5    нейтрализация (neutralization): Действие приведения аэрозоля в равновесное распределение заряда Больцмана с биполярными ионами.

3.9    Испытание пыли

3.9.1    загрузка пыли, синтетическая пыль (loading dust, synthetic test dust): Синтетическая пыль, специально разработанная для определения пробной пыли и отложенной в воздушных фильтрах.

3.9.2    емкость пробной пыли, пылесборная способность TDC (test dust capacity, dust loading capacity, TDC): Количество загружаемой пыли, удерживаемой фильтром при окончательном падении давления.

3.10    Отбор частиц

3.10.1 _

изокинетический отбор (isokinetic sampling): Отбор проб воздуха, так что скорость воздуха на входе в зонд совпадает со скоростью воздуха, окружающего точку отбора проб.

ЦЗ]. статья 3.1.144)

3.10.2 _

скорость счета (counting rate): Количество счетных событий за единицу времени.

ЦЗ). статья 3.1.41)

3.10.3 _

коэффициент корреляции (correlation ratio): Концентрация нижнего потока частиц, деленная на концентрацию частиц выше по потоку (измеренную без фильтра).

((3), статья 3.1.26)

3.11 Отбрасывание частиц 3.11.1

4 Обозначения и сокращения

Рекомендуется использовать физические величины и их единицы измерения международной системы (СИ) [могут быть использованы другие единицы измерения, допускаемые ИСО):

^50 ~ гравиметрическая эффективность, превышающая 50 г пыли. %;

Л_ауд — среднее значение гравиметрической эффективности. %;

CL — пределы концентрации для счетчиков твердых частиц;

Су— коэффициент вариации;

Су, — коэффициент вариации в диапазоне размеров /;

Cmean i — измерение значения точек для диапазона размеров

СЦ — нижняя граница доверительного интервала эффективности частиц (уровень доверия 95 %); CL_e — средняя нижняя граница доверительного интервала эффективности частиц (уровень доверия 95 %). Среднее значение в повторяющихся циклах измерений для расчета эффективности;

CL_M — верхняя граница доверительного интервала (уровень доверия 95 %) количества частиц после фильтра;

CL_Nu — нижняя граница доверительного интервала (уровень доверия 95 %) от числа частиц, расположенных выше фильтра;

d_t — геометрическое среднее диапазона размеров, мкм; с/,— нижний диаметр границы в диапазоне размеров, мкм; d_u—диаметр верхней границы в диапазоне размеров, мкм;

DR — коэффициент разбавления при использовании разбавителя;

£, — средняя эффективность частиц в диапазоне размеров /; т — масса масла, проходящая через фильтр, г; m_d— масса пыли после тестовой фильтра, г;

^т50 — ^масса пыли, подаваемой в фильтр, для проверки гравиметрической эффективности (50 г), г; fflpso — массы пыли, прошедшей фильтр (прирост массы конечного фильтра и пыли в канал между фильтром и последним фильтром) после 50 г загрузки пыли; ш_общ — суммарная масса пыли, подаваемой в фильтр, г; т_у — масса конечного фильтра до приращения пыли, г; т₂ — масса конечного фильтра после приращения пыли, г;

N — количество точек;

N_d — количество частиц после фильтра;

N_dl — число частиц в диапазоне размеров / после фильтра;

N_d — среднее количество частиц после фильтра;

N_u — число частиц перед фильтрацией;

N_UI — число частиц в диапазоне размеров / перед фильтром;

N_u — среднее количество частиц перед фильтром; п — показатель; р —давление. Па;

р_а — абсолютное давление воздуха перед фильтром. кПа;

— измеренное давление воздушного потока. кПа; q_m — массовый расход, кг/с; с/у— расход воздуха в фильтре. м³/с;

<7у_/— расход воздуха на расходомере, м³/с;

R — коэффициент корреляции;

R, — коэффициент корреляции для диапазона размеров г.

Т — температура перед фильтром, °С (°F);

T_f — температура на расходомере воздуха, °С (°F);

*(i-«72) — переменная распределения;

U — неопределенность. % units; ^vmean — среднее значение скорости;