Rozwiązywanie problemów z awariami wkładów filtracyjnych pracujących w wysokich temperaturach w rafinerii petrochemicznej

Tło klienta

Klient prowadzi dużą rafinerię petrochemiczną, w której filtracja wody procesowej wspiera ciągłą produkcję w trudnych warunkach eksploatacyjnych.

W przeciwieństwie do ogólnego uzdatniania wody przemysłowej, systemy filtracji w rafineriach mogą pracować w podwyższonych temperaturach i przy wysokich przepływach przez dłuższy czas. Wkłady filtracyjne stosowane w tych systemach muszą zatem zapewniać nie tylko wymaganą skuteczność filtracji, ale także wystarczającą stabilność termiczną i mechaniczną przez cały okres ich użytkowania.

Klient doświadczał powtarzających się awarii wkładów zainstalowanych w jednym z jego wysokotemperaturowych systemów filtracji wody procesowej.

Istniejące wkłady działały prawidłowo w normalnych warunkach, ale nie były w stanie utrzymać swojej integralności strukturalnej podczas ciągłej ekspozycji na rzeczywistą temperaturę pracy i warunki przepływu w rafinerii.

To, co początkowo wydawało się problemem z żywotnością filtra, w rzeczywistości było problemem konstrukcyjnym wkładu.

Problem: Odkształcenie wkładu podczas pracy w wysokich temperaturach

Podczas pracy istniejące wkłady filtracyjne stopniowo traciły stabilność wymiarową. Materiał filtracyjny i struktura nośna zaczęły się odkształcać pod wpływem połączonych efektów podwyższonej temperatury, ciągłego przepływu i ciśnienia różnicowego.

Po wystąpieniu odkształcenia wkład nie był już w stanie utrzymać swojej zamierzonej struktury filtracyjnej.

Spowodowało to kilka problemów operacyjnych:

• skrócona żywotność wkładu
• częstsze wymiany filtrów
• zwiększone obciążenie pracą konserwacyjną
• ryzyko niestabilnej wydajności filtracji
• potencjalne przedostawanie się zanieczyszczeń do procesu downstream

Prosta częstsza wymiana wkładów leczyłaby objawy, a nie przyczynę.

Klient potrzebował wkładu specjalnie zaprojektowanego do ciągłej pracy w warunkach wysokiej temperatury i wysokiego przepływu.

Przegląd inżynieryjny rzeczywistych warunków pracy

Zespół techniczny Pullnera przeanalizował system filtracji i wymagania operacyjne przed rekomendacją zamiennika.

Zamiast wybierać wkład na podstawie samych wymiarów i stopnia filtracji (mikronażu), oceniliśmy parametry, które bezpośrednio przyczyniały się do poprzednich awarii, w tym temperaturę pracy, wymagany przepływ, ciśnienie różnicowe, płyn procesowy i istniejącą konfigurację obudowy.

Analiza wykazała, że poprzednia konstrukcja wkładu nie była wystarczająco odporna na naprężenia termiczne i mechaniczne związane z zastosowaniem.

Na podstawie tych warunków Pullner zaproponowałwkład filtracyjny PHFLH Series do pracy w wysokich temperaturach i przy wysokich przepływach.

Wkład PHFLH wykorzystuje konstrukcję o dużej średnicy 6 cali zapewniającą wysoki przepływ, z odpornym na temperaturę medium filtracyjnym PET i wzmocnioną zewnętrzną strukturą ze stali nierdzewnej. Jest przeznaczony do ciągłej filtracji cieczy w wysokich temperaturach i może pracować w temperaturach do120°C.

Większy format wkładu zapewnia również wydajność filtracji wymaganą dla przemysłowych systemów o wysokim przepływie, jednocześnie zmniejszając liczbę potrzebnych wkładów w porównaniu z konwencjonalnymi elementami o małej średnicy.

Weryfikacja przed wymianą na pełną skalę

W przypadku rafinerii pracującej w sposób ciągły, wymiana produktu filtracyjnego bez weryfikacji wprowadza niepotrzebne ryzyko procesowe.

Przed przejściem do pełnej produkcji, Pullner ocenił proponowaną konfigurację wkładu pod kątem wymagań operacyjnych klienta i przeprowadził testy wewnętrzne w celu potwierdzenia jego przydatności.

Szczególną uwagę zwrócono na stabilność strukturalną, wydajność filtracji i odporność na ciśnienie w określonych warunkach pracy.

Dopiero po zweryfikowaniu konfiguracji wkładu, rozwiązanie zamienne zostało dostarczone do instalacji.

Pozwoliło to klientowi na rozwiązanie istniejącego problemu awarii bez wprowadzania zmian w całym procesie filtracji ani akceptowania nieprzetestowanego rozwiązania wkładu.

Stabilna filtracja w warunkach wysokiej temperatury

Po instalacji wkłady PHFLH zachowały swoją strukturę w warunkach pracy w wysokich temperaturach, które spowodowały odkształcenie poprzednich filtrów.

Powtarzające się awarie wkładów zostały wyeliminowane, a system filtracji wody procesowej powrócił do stabilnego działania.

Dzięki poprawionej trwałości wkładów klient był również w stanie wydłużyć interwały wymiany i zmniejszyć prace konserwacyjne związane z przedwczesnymi wymianami filtrów.

Co najważniejsze, rozwiązanie dotyczyło pierwotnej przyczyny problemu.

Zamiast kompensować nieodpowiednie wkłady poprzez częstsze wymiany, klient otrzymał element filtracyjny zaprojektowany z uwzględnieniem rzeczywistych wymagań temperaturowych, przepływowych i mechanicznych procesu rafineryjnego.

Wyniki projektu

Wybór odpowiedniego wkładu do procesu, a nie tylko do obudowy

Ten projekt pokazuje powszechny problem w filtracji przemysłowej: wkład może mieć odpowiednie wymiary i stopień filtracji (mikronaż), a mimo to być nieodpowiedni do zastosowania.

Temperatura, przepływ, ciśnienie różnicowe, kompatybilność z płynem i konstrukcja wkładu wpływają na to, jak filtr działa przez cały okres jego użytkowania.

W tym zastosowaniu w rafinerii, przejście na wkład zaprojektowany do rzeczywistego środowiska pracy wyeliminowało powtarzające się awarie i przywróciło stabilną filtrację bez konieczności fundamentalnego przeprojektowania procesu.

W przypadku wysokotemperaturowych zastosowań filtracyjnych w przemyśle petrochemicznym i rafineriach, Pullner zapewnia wsparcie w zakresie doboru wkładów, projektowania niestandardowego i testowania w oparciu o rzeczywiste warunki procesowe, a nie tylko dopasowanie do specyfikacji.