ISO 29461-1:2013
(Main)Air intake filter systems for rotary machinery — Test methods — Part 1: Static filter elements
Air intake filter systems for rotary machinery — Test methods — Part 1: Static filter elements
ISO 29461 specifies methods and procedures for determining the performance of particulate air filters used in air intake filter systems for rotary machinery such as stationary gas turbines, compressors and other stationary internal combustion engines. It applies to air filters having an initial particle efficiency up to 99,9 % with respect to 0,4 µm particles. Filters with higher initial particle efficiencies are tested and classified according to other standards (e.g. EN 1822). These procedures are intended for filters which operating at flow rates within the range 0,25 m3/s (900 m3/h) up to 1,67 m3/s (6000 m3/h). ISO 29461-1:2013 refers to static (barrier) filter systems but can be applied to other filter types and systems in appropriate circumstances. Two methods of determining the efficiency are used in ISO 29461-1:2013: particulate efficiency (measured with respect to particle number and size); gravimetric efficiency (percentage weighted mass removal of loading dust. Also a flat sheet media sample or media pack sample from an identical filter is conditioned (discharged) to provide information about the intensity of the electrostatic removal mechanism. After determination of its initial particle efficiency, the untreated filter is loaded with dust in steps until its final test pressure drop is reached. Information on the loaded performance of the filter is then obtained. The performance results obtained in accordance with ISO 29461-1:2013 cannot be quantitatively applied (by themselves) to predict performance in service with regard to efficiency and lifetime. Other factors influencing performance to be taken into account are described in the annexes.
Systèmes de filtration d'air d'admission pour machines tournantes — Méthodes d'essai — Partie 1: Éléments filtrants pour filtres statiques
L'ISO 29461 spécifie les méthodes et modes opératoires pour la détermination de la performance des filtres à air utilisés dans les systèmes de filtration d'air d'admission pour machines tournantes, telles que les turbines à gaz, les compresseurs et les moteurs fixes à combustion interne. Elle s'applique aux filtres à air dont l'efficacité initiale va jusqu'à 99,9 % pour les particules de 0,4 µm. Les filtres avec une efficacité initiale supérieure sont soumis à essai et classés conformément à d'autres normes (par exemple l'EN 1822). Ce mode opératoire est prévu pour les filtres fonctionnant à des débits compris dans la plage de 0,25 m3/s (900 m3/h) à 1,67 m3/s (6 000 m3/h). L'ISO 29461-1:2013 concerne les systèmes de filtration (barrières filtrantes) statiques, mais peut aussi s'appliquer à d'autres types de filtres et systèmes de filtration, le cas échéant. Deux méthodes de détermination de l'efficacité sont utilisées dans l'ISO 29461-1:2013: l'efficacité particulaire (efficacité mesurée par rapport au nombre et à la taille des particules); l'efficacité gravimétrique (élimination en masse pondérée de la poussière de chargement). De plus, un échantillon de média plan ou un bloc d'échantillon de média, prélevé sur un filtre identique, doit être conditionné (déchargé) afin d'obtenir des informations sur l'intensité du mécanisme d'élimination électrostatique. Après détermination de son efficacité initiale, le filtre non traité est progressivement chargé de poussière jusqu'à atteindre sa perte de charge finale d'essai. Des informations sur les performances du filtre chargé sont ainsi obtenues. Les données de performance obtenues conformément à l'ISO 29461-1:2013 ne peuvent être utilisées quantitativement (par elles-mêmes) pour prédire les performances en service en termes d'efficacité et de durée de vie. Les autres facteurs ayant une incidence sur les performances à prendre en compte sont décrits dans les annexes.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 29461-1
First edition
2013-04-01
Air intake filter systems for rotary
machinery — Test methods —
Part 1:
Static filter elements
Systèmes de filtration d’air d’admission pour machines tournantes —
Méthodes d’essai —
Partie 1: Éléments filtrants pour filtres statiques
Reference number
ISO 29461-1:2013(E)
©
ISO 2013
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ISO 29461-1:2013(E)
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Published in Switzerland
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ISO 29461-1:2013(E)
Contents Page
Foreword .v
0 Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
3.2 Velocity. 2
3.3 Efficiency . 2
3.5 Pressure drop (differential pressure) . 3
3.6 Filter area . 3
3.7 Filters . 3
3.8 Test aerosol . 4
3.9 Test dust . 5
3.10 Particle sampling . 5
3.11 Particle shedding . 5
4 Symbols and abbreviated terms . 6
5 General requirements . 8
6 Test rig and equipment . 8
6.1 Test condition . 8
6.2 Test rig . 8
6.3 DEHS test aerosol generation .12
6.4 Aerosol sampling system .13
6.5 Flow measurement .14
6.6 Particle counter .14
6.7 Differential pressure measuring equipment .15
6.8 Dust feeder .15
6.9 Diluter equipment .17
7 Qualification of test rig and apparatus .18
7.1 General .18
7.2 Air velocity uniformity in the test duct .18
7.3 Aerosol uniformity in the test duct.19
7.4 Particle counter sizing accuracy .20
7.5 Particle counter zero test .20
7.6 Particle counter overload test .20
7.7 100 % efficiency test .21
7.8 Zero % efficiency test .21
7.9 Aerosol generator response time .21
7.10 Dilution ratio .22
7.11 Correlation ratio .22
7.12 Pressure drop checking .23
7.13 Dust feeder airflow rate .23
7.14 Reference filter check .24
7.15 Summary of qualification requirements .25
7.16 Apparatus maintenance .25
8 Test materials .26
8.1 Test air .26
8.2 Test aerosol .26
8.3 Loading dust .27
8.4 Final filter .27
9 Test procedure .27
9.1 Preparation of filter to be tested.28
9.2 Initial pressure drop .28
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ISO 29461-1:2013(E)
9.3 Initial particulate efficiency measurement.28
9.4 Conditioning test .32
9.5 Dust loading .32
10 Uncertainty calculation of the test results .33
10.1 Particulate efficiency for medium efficiency filters (initial particulate efficiency:
35 ≤ E ≤ 85 % at 0,4 μm).33
10.2 Particulate efficiency for high efficiency filters (initial particulate efficiency >85 % at
0,4 μm) .34
10.3 Gravimetric efficiency .36
11 Reporting .36
11.1 General .36
11.2 Interpretation of test reports .37
11.3 Summary .38
11.4 Efficiency .40
11.5 Pressure drop and airflow rate .40
11.6 Marking .40
Annex A (normative) Conditioning test procedure .47
Annex B (informative) Shedding from filter elements .51
Annex C (informative) Commentary .53
Annex D (normative) Pressure drop calculation .57
Annex E (normative) Net Area Calculation .59
Bibliography .66
iv © ISO 2013 – All rights reserved
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ISO 29461-1:2013(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International
Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies
casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 29461-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 142, Cleaning equipment for air and other gases.
ISO 29461 consists of the following parts, under the general title Air intake filter systems for rotary
machinery — Test methods:
— Part 1: Static filter elements
Cleanable (pulse jet) and surface loading filters, mechanical integrity of filter elements, in situ testing,
marine and offshore environment filter systems, and cleanable (pulse Jet) filter elements will form the
subjects of future parts.
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ISO 29461-1:2013(E)
0 Introduction
0.1 Filters in power generating/compressor applications
In rotating machinery applications, the filtering system, typically a set of filter elements arranged in
a suitable manner, are an important part of the whole turbine/compressor system. The development
of turbine machinery used for energy production or others has led to more sophisticated equipment
and therefore the importance of good protection of these systems has become more important in the
recent years. It is known that particulate contamination can deteriorate a turbine power system quite
substantially if not taken care of.
This event is often described as “erosion”, “fouling” and “hot corrosion” where salt and other corrosive
particles are known as potential problems. Other particulate matters may also cause significant
reduction of efficiency of the systems. It is important to understand that air filter devices in such systems
are located in various environmental conditions. The range of climate and particulate contamination is
very wide, ranging from deserts to humid rain forests to arctic environments. The requirements on
these filter systems are obviously different depending on where they will be operating.
ISO 29461 has based the performance of the air intake filter systems not only upon heavy dust collection
but also particulate efficiency in a size range that is considered to be the problematic area for these
applications. Both ultra-fine and fine particles, as well as larger particles, should be considered
when evaluating turbine fouling. In typical outdoor air, ultra-fine and fine particles in the size range
from 0,01 μm to 1 μm contribute to >99 % of the number concentration and to >90 % of the surface
contamination. The majority of the mass normally comes from larger particles (>1,0 μm).
Turbo-machinery filters comprise a wide range of products from filters for very coarse particles to
filters for very fine, sub-micron particles. The range of products varies from self-cleaning to depth and
surface loading systems. The filters and the systems have to withstand a wide temperature and humidity
range, very low to very high dust concentration and mechanical stress. The shape of products existing
today can be of many different types and have different functions such as droplet separators, coalescing
products, filter pads, metal filters, inertial filters, filter cells, bag filters, panel-type, self-cleanable and
depth loading filter cartridges and pleated media surface filter elements.
ISO 29461 will provide a way to compare these products in a similar way and define what criteria are
important for air filter intake systems for rotary machinery performance protection. The performance
of products in this broad range must be compared in a good manner. Comparing different filters and
filter types must be done with respect to the operating conditions they finally will be used in.
For instance, if a filter or a filter system is meant to operate in an extreme, very dusty environment, the
real particulate efficiency of such a filter cannot be predicted because the dust loading of the filter plays
an important role. ISO 29461-2 will address the performance of cleanable and surface loading filters.
0.2 Filtration characteristics
Initiatives to address the potential problems of particle re-entrainment, shedding and the in-service
charge neutralization characteristics of certain types of media have been included in Annexes A and B.
Certain types of filter media rely on electrostatic effects to achieve high efficiencies at low resistance
to airflow. Exposure to some types of challenge, such as combustion particles or other fine particles,
may inhibit such charges with the result that filter performance suffers. The normative test procedure,
described in Annex A, provides techniques for identifying this type of behaviour. This procedure is used to
determine whether the filter particulate efficiency is dependent on the electrostatic removal mechanism
and to provide quantitative information about the importance of the electrostatic removal. The procedure
was selected because it is well established, reproducible, relatively fast and easy to perform.
In an ideal filtration process, each particle would be permanently arrested at the first contact with a
filter fibre, but incoming particles may impact on a captured particle and dislodge it into the air stream.
Fibres or particles from the filter itself could also be released, due to mechanical forces. From the user’s
point of view it might be important to know this, see Annex B.
vi © ISO 2013 – All rights reserved
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ISO 29461-1:2013(E)
Filters with a low initial or conditioned particulate efficiency (<35 %) for sub-micron particles (0,4 μm)
that do not increase their efficiency during the operation will typically not provide any major protection
for the operating machinery when challenged with typical atmospheric aerosols where the majority of
particles are smaller than 1,0 μm. However, in some cases with aerosols having a dominant fraction of
coarse particles, filters with low efficiencies at sub-micron particles can serve as a protection for later
filter stages and can also have a higher average particulate efficiency (e.g. surface loading filters) at
0,4 μm due to the dust loading. Therefore a gravimetric test can provide some information about capacity
and gravimetric efficiency for those aerosols. In general, a lower total filtration level than 35 % at 0,4 μm
should not be recommended for an air intake filter system for rotary machinery when the aerosol loading
of the filters are not contributing to a significant increase of the efficiency during the operation.
0.3 Organization of ISO 29461
The methods and procedures for determining particulate efficiency, pressure drop and the corresponding
reporting formats are the same for all types of static filter element.
The test methods concerning particulate efficiency, pressure drop and reported values are the same for all
filters, except for loading characteristics and cleaning procedure, which are different for cleanable surface
loading filters. These filters incorporate cleaning procedures and have different loading characteristics;
therefore, they require appropriately modified test methods, which will be defined in Part 2.
Part 3 will provide methods for determining the mechanical integrity of filters under conditions that
may be encountered in abnormal operating environments.
Part 4 will describe methods of testing installed filters under in-service operating conditions (in situ testing).
Part 5 will cover test methods for the specific requirement of offshore and marine application, and
specify methods for determining the sea salt removal efficiency of individual filters and/or complete
filter systems.
Part 6 will cover test methods for cleanable filter elements, and will not cover the system testing
(e.g. cleaning device) as in Part 2.
This part of ISO 29461 describes the test methods for static filter units, typically of the depth loading type
(see definitions 3.43 and 3.44). All filters can be tested in the same manner, thus obtaining comparable
results. However, for surface loading filters, reverse pulse filters, marine and offshore filter systems, as
well as other filter systems that are not regarded as static filter units, the appropriate part shall be used.
For multi-stage systems that use a number of components (e.g. equipment for cleaning, filters), this part
of ISO 29461 may be used as long as the qualification requirements of the test rig can be fulfilled. In
cases where this is not possible, Part 4 (in situ testing) procedures may be applied.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 29461-1:2013(E)
Air intake filter systems for rotary machinery — Test
methods —
Part 1:
Static filter elements
1 Scope
ISO 29461 specifies methods and procedures for determining the performance of particulate air filters
used in air intake filter systems for rotary machinery such as stationary gas turbines, compressors and
other stationary internal combustion engines. It applies to air filters having an initial particle efficiency
up to 99,9 % with respect to 0,4 µm particles. Filters with higher initial particle efficiencies are tested
and classified according to other standards (e.g. EN 1822). These procedures are intended for filters
3 3 3 3
which operating at flow rates within the range 0,25 m /s (900 m /h) up to 1,67 m /s (6000 m /h).
This part of ISO 29461 refers to static (barrier) filter systems but can be applied to other filter types and
systems in appropriate circumstances.
Two methods of determining the efficiency are used in this part of ISO 29461:
— particulate efficiency (measured with respect to particle number and size);
— gravimetric efficiency (percentage weighted mass removal of loading dust).
Also a flat sheet media sample or media pack sample from an identical filter is conditioned (discharged)
to provide information about the intensity of the electrostatic removal mechanism.
After determination of its initial particle efficiency, the untreated filter is loaded with dust in steps until its
final test pressure drop is reached. Information on the loaded performance of the filter is then obtained.
The performance results obtained in accordance with this part of ISO 29461 cannot be quantitatively
applied (by themselves) to predict performance in service with regard to efficiency and lifetime. Other
factors influencing performance to be taken into account are described in the annexes.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 2854, Statistical interpretation of data — Techniques of estimation and tests relating to means and variances
ISO 5167 (all parts), Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular
cross-section conduits running full
ISO 12103-1, Road vehicles — Test dust for filter evaluation — Part 1: Arizona test dust
ISO 14644-3:2005, Cleanrooms and associated controlled environments — Part 3: Test methods
ISO 21501-1, Determination of particle size distribution — Single particle light interaction methods —
Part 1: Light scattering aerosol spectrometer
ISO 21501-4, Determination of particle size distribution — Single particle light interaction methods —
Part 4: Light scattering airborne particle counter for clean spaces
© ISO 2013 – All rights reserved 1
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ISO 29461-1:2013(E)
ASHRAE 52.2:1999, Method of testing general ventilation air-cleaning devices for removal efficiency by
particle size
IEST-RP-CC014, Calibration and Characterization of Optical Airborne Particle Counters
JIS Z 8901:2006, Test powders and test particles
JACA No.37:2001, Guideline of Substitute Materials for DOP
3 Terms and definitions
3.1
test airflow rate
volumetric airflow rate used for testing
[Source: ISO 29464:2011; 3.1.106]
3.2 Velocity
3.2.1
filter face velocity
airflow rate divided by the filter face area
[Source: ISO 29464:2011, 3.1.84]
3.2.2
media velocity
airflow rate divided by the effective filtering area
Note 1 to entry: Expressed at an accuracy of three significant figures.
3.3 Efficiency
3.3.1
particulate efficiency
percentage particulate removal efficiency of the filter at specified particle sizes measured with a particle
counter in the range of 0,3 µm to 3,0 µm
3.3.2
initial efficiency
particulate efficiency of the clean filter operating at the test airflow rate
Note 1 to entry: A clean filter is a filter not exposed to any test aerosol or substance prior to the efficiency test.
3.3.3
minimum efficiency
lowest particulate efficiency of initial, conditioned or dust loaded efficiencies
3.3.4
conditioned efficiency
efficiency of the conditioned filter media (per Annex A) operating at an average media velocity
corresponding to the test airflow rate in the filter
3.3.5
gravimetric efficiency
A
50
weighted (mass)
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 29461-1
Première édition
2013-04-01
Systèmes de filtration d’air
d’admission pour machines
tournantes — Méthodes d’essai —
Partie 1:
Éléments filtrants pour filtres statiques
Air intake filter systems for rotary machinery — Test methods —
Part 1: Static filter elements
Numéro de référence
ISO 29461-1:2013(F)
©
ISO 2013
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ISO 29461-1:2013(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2013 – Tous droits réservés
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ISO 29461-1:2013(F)
Sommaire Page
Avant-propos .v
0 Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
3.2 Vitesse. 2
3.3 Efficacité . 2
3.5 Perte de charge (pression différentielle) . 3
3.6 Surface du filtre . 3
3.7 Filtres . 3
3.8 Aérosol d’essai . 4
3.9 Poussière d’essai . 5
3.10 Prélèvement des particules . 5
3.11 Relargage de particules . 5
4 Symboles et abréviations . 6
5 Exigences générales . 8
6 Equipement et banc d’essai . 8
6.1 Conditions d’essai . 8
6.2 Banc d’essai . 8
6.3 Génération de l’aérosol d’essai de DEHS .12
6.4 Système de prélèvement d’aérosol .13
6.5 Mesurage du débit .14
6.6 Compteur de particules .14
6.7 Équipement de mesure de pression différentielle .15
6.8 Générateur de poussière .15
6.9 Equipement de dilution .17
7 Qualification de l’appareillage et du banc d’essai .18
7.1 Généralités .18
7.2 Uniformité de la vitesse de l’air dans le conduit d’essai .18
7.3 Uniformité de l’aérosol dans le conduit d’essai .19
7.4 Précision de calibrage du compteur de particules .20
7.5 Essai à zéro du compteur de particules .20
7.6 Essai de surcharge du compteur de particules .20
7.7 Essai d’efficacité à 100 % .21
7.8 Essai d’efficacité à zéro % .21
7.9 Temps de réponse du générateur d’aérosol .21
7.10 Rapport de dilution .22
7.11 Rapport de corrélation .22
7.12 Vérification de la perte de charge .23
7.13 Débit d’air du générateur de poussière .23
7.14 Vérification du filtre de référence .24
7.15 Récapitulatif des exigences de qualification .25
7.16 Maintenance de l’appareillage .26
8 Matériaux d’essai .26
8.1 Air d’essai .26
8.2 Aérosol d’essai .27
8.3 Poussière de chargement .27
8.4 Filtre final .28
9 Mode opératoire d’essai.28
9.1 Préparation du filtre soumis à essai .28
9.2 Perte de charge initiale .28
© ISO 2013 – Tous droits réservés iii
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ISO 29461-1:2013(F)
9.3 Mesurage de l’efficacité initiale .29
9.4 Essai de conditionnement .32
9.5 Chargement de poussière .33
10 Calcul de l’incertitude des résultats d’essai .35
10.1 Efficacité particulaire pour filtres à efficacité moyenne (efficacité initiale: 35 ≤ E ≤ 85 % à
0,4 µm) .35
10.2 Efficacité particulaire pour filtres à haute efficacité (efficacité initiale > 85 % à 0,4 µm) .36
10.3 Efficacité gravimétrique .37
11 Rapport d’essai .37
11.1 Généralités .37
11.2 Interprétation des rapports d’essai .38
11.3 Récapitulatif .39
11.4 Efficacité .40
11.5 Perte de charge et débit d’air .40
11.6 Marquage .41
Annexe A (normative) Mode opératoire d’essai de conditionnement .48
Annexe B (informative) Relargage par les éléments filtrants .53
Annexe C (informative) Commentaires .55
Annexe D (normative) Calcul de la perte de charge.59
Annexe E (normative) Calcul de la surface nette .61
Bibliographie .69
iv © ISO 2013 – Tous droits réservés
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ISO 29461-1:2013(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives
ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de
Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote.
Leur publication comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 29461-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 142, Séparateurs aérauliques.
L’ISO 29461 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Systèmes de filtration d’air
d’admission pour machines tournantes — Méthodes d’essai:
— Partie 1: Éléments filtrants pour filtres statiques
Les filtres autonettoyants (à jets d’air comprimé à contre-courant) et à chargement superficiels, l’intégrité
mécanique des éléments filtrants, les essais in situ, les systèmes de filtration pour environnements
marins et offshore, et les éléments filtrants autonettoyants (à jets d’air comprimé à contre-courant)
feront l’objet de parties futures.
© ISO 2013 – Tous droits réservés v
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ISO 29461-1:2013(F)
0 Introduction
0.1 Filtres dans les applications de production d’énergie/compresseur
Dans les applications pour machines tournantes, le système de filtration, généralement constitué d’un
ensemble d’éléments filtrants disposés de manière appropriée, constitue une partie importante du
système turbine/compresseur dans son ensemble. Le développement des machines à turbine utilisées
pour la production d’énergie ou pour d’autres applications a conduit à des équipements plus sophistiqués
et, de ce fait, une protection satisfaisante de ces systèmes est devenue de plus en plus importante
ces dernières années. Il est connu qu’une contamination particulaire peut, si elle n’est pas prise en
considération, détériorer sensiblement un générateur à turbine.
Ce phénomène est souvent décrit comme une «érosion», un «encrassement» ou une «corrosion à chaud»,
car le sel et d’autres particules corrosives sont connus pour créer des problèmes potentiels. D’autres
matières particulaires peuvent également provoquer une réduction significative du rendement des
systèmes. Il est important de comprendre que les dispositifs de filtration d’air dans de tels systèmes
sont placés dans diverses conditions environnementales. La diversité des climats et de la contamination
particulaire est très large, allant des déserts aux environnements arctiques en passant par les forêts
humides. Les exigences relatives à ces systèmes de filtration sont évidemment différentes selon leur lieu
d’utilisation.
L’ISO 29461 a fondé les performances des systèmes de filtration d’air d’admission non seulement sur
la collecte de poussière lourde, mais aussi sur l’efficacité particulaire dans une plage de dimensions de
particules considérée comme problématique pour ces applications. Lors de l’évaluation de l’encrassement
d’une turbine, il convient de tenir compte des particules ultrafines et fines ainsi que des particules plus
grosses. Dans l’air extérieur type, les particules ultrafines et fines de taille comprise entre 0,01 µm et
1 µm représentent plus de 99 % de la concentration en nombre et plus de 90 % de la contamination de
surface. La plus grande partie de la masse est normalement due aux particules plus grosses (>1,0 µm).
Les filtres des turbomachines couvrent une large gamme de produits allant des filtres pour très grosses
particules aux filtres pour très fines particules submicroniques. La gamme des produits va des systèmes
autonettoyants aux systèmes à chargement superficiel et/ou en profondeur. Il faut que les filtres et les
systèmes supportent une large plage de température et d’humidité, des concentrations de poussière
et des contraintes mécaniques de très faibles à très élevées. Les produits existant à l’heure actuelle
peuvent être de beaucoup de types différents et avoir différentes fonctions, tels que les dévésiculeurs,
les produits coalescents, les tampons filtrants, les filtres métalliques, les filtres à inertie, les cellules
filtrantes, les filtres à manches, les filtres à cartouches de type panneau, autonettoyants et à charge en
profondeur et les éléments filtrants de surface à média plissé.
L’ISO 29461 fournit un moyen de comparer ces produits d’une manière similaire et définit les critères
importants pour les systèmes de filtration d’air d’admission destinés à préserver les performances des
machines tournantes. Dans cette large gamme, il faut que les performances des produits soient comparées
de manière appropriée. Il faut que la comparaison de différents filtres et types de filtre soit réalisée en
tenant dûment compte des conditions de fonctionnement dans lesquelles ils seront finalement utilisés.
Par exemple, si un filtre ou un système de filtration est destiné à fonctionner dans un environnement
extrême très poussiéreux, l’efficacité réelle d’un tel filtre ne peut être prédite car le chargement
de poussière du filtre joue un rôle important. L’ISO 29461-2 portera sur la performance des filtres
autonettoyants et à chargement superficiel.
0.2 Caractéristiques de filtrations
Les initiatives visant à résoudre les problèmes potentiels de réentraînement et de relargage de particules
et les caractéristiques de neutralisation de charge en service de certains types de média ont été incluses
dans les Annexes A et B.
Certains types de média filtrants s’appuient sur des effets électrostatiques pour obtenir une efficacité
élevée à une faible résistance à l’écoulement de l’air. L’exposition à certains types de particules, telles
que les particules de combustion ou d’autres particules fines, peut neutraliser de telles charges et, de ce
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ISO 29461-1:2013(F)
fait, réduire les performances du filtre. Le mode opératoire d’essai normatif, décrit à l’Annexe A, fournit
des techniques permettant d’identifier ce type de comportement. Ce mode opératoire est utilisé pour
déterminer si l’efficacité du filtre dépend du mécanisme d’élimination électrostatique et pour fournir
des informations quantitatives sur l’importance de l’élimination électrostatique. Ce mode opératoire a
été choisi parce qu’il est bien établi, reproductible, relativement rapide et facile à réaliser.
Dans un processus de filtration idéal, chaque particule devrait être arrêtée de façon permanente au
premier contact avec une fibre du filtre, mais des particules entrantes peuvent percuter une particule
capturée, la déloger et la libérer dans l’écoulement d’air. Des fibres ou des particules issues du filtre lui-
même peuvent aussi être libérées à cause des forces mécaniques. Du point de vue de l’utilisateur, il peut
être important de le savoir; voir l’Annexe B.
Les filtres qui ont une faible efficacité initiale ou une faible efficacité du filtre conditionné (<35 %) pour
les particules submicroniques (0,4 µm) et dont l’efficacité n’augmente pas durant le fonctionnement,
n’offriront généralement pas une protection importante aux machines en service lorsque celles-ci
sont exposées aux aérosols atmosphériques types dans lesquels la majorité des particules ont une
taille inférieure à 1,0 µm. Toutefois, dans le cas d’aérosols ayant une fraction dominante de grosses
particules, les filtres ayant une faible efficacité pour les particules submicroniques peuvent servir de
protection pour les étages de filtration suivants et peuvent aussi avoir une efficacité moyenne plus
élevée (par exemple filtres à chargement superficiel) à 0,4 µm en raison du chargement de poussière.
Par conséquent, un essai gravimétrique peut fournir certaines informations concernant la capacité et
l’efficacité pour ces aérosols. En général, il convient de déconseiller un niveau de filtration totale inférieur
à 35 % à 0,4 µm pour un système de filtration d’air d’admission pour machines tournantes lorsque la
concentration en aérosol des filtres ne contribue pas à augmenter l’efficacité de manière significative
durant le fonctionnement.
0.3 Organisation de l’ISO 29461
Les méthodes et procédures permettant de déterminer l’efficacité particulaire, la perte de charge et les
formats du rapport d’essai correspondant sont identiques pour tous les types d’éléments filtrants statiques.
Les méthodes d’essai relatives à l’efficacité particulaire, la perte de charge et les valeurs consignées sont
identiques pour tous les filtres, sauf pour les caractéristiques de chargement et le mode opératoire de
nettoyage qui sont différents pour les filtres autonettoyants à chargement superficiel et qui incluent des
procédures de nettoyage et ont des caractéristiques de chargement différentes. Ceux-ci nécessitent des
méthodes d’essai modifiées en conséquence qui seront définies dans une future partie 2.
La partie 3 fournira des méthodes permettant de déterminer l’intégrité mécanique des filtres dans des
conditions pouvant être rencontrées dans des environnements de fonctionnement anormal.
La partie 4 décrira des méthodes d’essai pour filtres installés, dans les conditions réelles de
fonctionnement (essais in situ).
La partie 5 traitera des méthodes d’essai pour les besoins spécifiques d’une application en milieu marin
et offshore et spécifiera des méthodes permettant de déterminer le rendement de dessalement des
filtres individuels et/ou des systèmes de filtration complets.
La partie 6 traite des méthodes d’essai pour les éléments filtrants autonettoyants, mais ne couvrira pas
les essais du système (appareils de nettoyage, etc.) comme la partie 2.
La présente partie de l’ISO 29461 décrit les méthodes d’essai relatives aux unités de filtration statiques,
généralement du type à chargement en profondeur (voir définitions 3.43 et 3.44). Tous les filtres peuvent
être soumis à essai de la même manière afin d’obtenir des résultats pouvant être comparés. Toutefois,
pour les filtres à chargement superficiel, les filtres à jets d’air comprimé à contre-courant, les systèmes
de filtration marins et offshore ainsi que les systèmes de filtration autres qui ne sont pas considérés
comme des unités de filtration statiques, la partie appropriée doit être utilisée.
Pour les systèmes multi-étages utilisant un certain nombre de composants (par exemple appareils
d’épuration, filtres), la présente partie de l’ISO 29461 peut être utilisée tant que les exigences de
qualification du banc d’essai sont remplies. Dans le cas où cela est impossible, la partie 4 (Essais in situ)
peut être utilisée.
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NORME INTERNATIONALE ISO 29461-1:2013(F)
Systèmes de filtration d’air d’admission pour machines
tournantes — Méthodes d’essai —
Partie 1:
Éléments filtrants pour filtres statiques
1 Domaine d’application
L’ISO 29461 spécifie les méthodes et modes opératoires pour la détermination de la performance des
filtres à air utilisés dans les systèmes de filtration d’air d’admission pour machines tournantes, telles
que les turbines à gaz, les compresseurs et les moteurs fixes à combustion interne. Elle s’applique aux
filtres à air dont l’efficacité initiale va jusqu’à 99,9 % pour les particules de 0,4 µm. Les filtres avec
une efficacité initiale supérieure sont soumis à essai et classés conformément à d’autres normes (par
exemple l’EN 1822). Ce mode opératoire est prévu pour les filtres fonctionnant à des débits compris
3 3 3 3
dans la plage de 0,25 m /s (900 m /h) à 1,67 m /s (6 000 m /h).
La présente partie de l’ISO 29461 concerne les systèmes de filtration (barrières filtrantes) statiques,
mais peut aussi s’appliquer à d’autres types de filtres et systèmes de filtration, le cas échéant.
Deux méthodes de détermination de l’efficacité sont utilisées dans la présente partie de l’ISO 29461:
— efficacité particulaire (efficacité mesurée par rapport au nombre et à la taille des particules);
— efficacité gravimétrique (élimination en masse pondérée de la poussière de chargement).
De plus, un échantillon de média plan ou un bloc d’échantillon de média, prélevé sur un filtre identique, doit
être conditionné (déchargé) afin d’obtenir des informations sur l’intensité du mécanisme d’élimination
électrostatique.
Après détermination de son efficacité initiale, le filtre non traité est progressivement chargé de
poussière jusqu’à atteindre sa perte de charge finale d’essai. Des informations sur les performances du
filtre chargé sont ainsi obtenues.
Les données de performance obtenues conformément à la présente partie de l’ISO 29461 ne peuvent
être utilisées quantitativement (par elles-mêmes) pour prédire les performances en service en termes
d’efficacité et de durée de vie. Les autres facteurs ayant une incidence sur les performances à prendre en
compte sont décrits dans les annexes.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application du présent document. Pour
les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition
du document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 2854, Interprétation statistique des données — Techniques d’estimation et tests portant sur des
moyennes et des variances
ISO 5167 (toutes les parties), Mesure de débit des fluides au moyen d’appareils déprimogènes insérés dans
des conduites en charge de section circulaire
ISO 12103-1, Véhicules routiers — Poussière pour l’essai des filtres — Partie 1: Poussière d’essai d’Arizona
ISO 14644-3:2005, Salles propres et environnements maîtrisés apparentés — Partie 3: Méthodes d’essai
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ISO 29461-1:2013(F)
ISO 21501-1, Détermination de la distribution granulométrique — Méthodes d’interaction lu
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.