F級燃氣輪機進氣過濾系統的布置特點與運行維護

吳寅琛

（江蘇華電戚墅堰發電有限公司，江蘇常州 213011）

0.引言

通過過濾器可以提高燃氣輪機的進氣質量，燃氣輪機能夠穩定工作，防止進氣中存在較多的雜質。過濾系統運行控制過程中，需要對系統進行穩定控制，確保系統能夠易于進行維護，對過濾效果進行把控。過濾器的性能狀態需要嚴格把關，對性能進行嚴格分析和測試，提高性能指標的維護效果，使過濾器能夠得到有效的維護，避免過濾器出現無法控制情況。

1.燃氣輪機進氣過濾系統的布置特點

F級燃氣輪機為一個密閉空間，在空間布置上具有較高要求，需要對空間布置的特點進行分析，對空間布置方法進行嚴格探討，使布置方法能夠符合實際環境。環境空氣是驅動燃氣機運行的流體，需要確保布置方法的合理性，結合典型布置方式進行分析，對過濾系統采用多級過濾。過濾系統所需空氣量是燃料的40～50倍，空氣中含有灰塵、油氣等物質，需要采取過濾措施，降低對燃氣輪機運行的影響，保障運行維護過程能夠易于執行。

1.1 高位進氣布置

高位進氣布置采用三級過濾的方式，需要合理對廠房結構進行布置，提高對液體雜質的過濾效果，保障高位進氣的過濾狀態。高位進氣布置構成如下：第一，過濾段。采用除濕結構進行設計，使液體雜質得到有效過濾，降低對裝置的腐蝕作用，同時起到防堵塞的作用，將除濕與過濾結合起來。第二，消聲段。進氣道前端空氣流速較快，伴隨著較大的聲響，需要采取防噪聲措施，提高對噪聲區域的抑制作用，使噪聲能夠得到及時消除。第三，進氣道。連接進氣室的管道，具有導流、整流等作用，對氣流的流動進行控制，構建完善的進氣控制條件。第四，進氣室。進氣室是氣流處理的關鍵，需要對循環機組進行構建。進氣過濾實高度為11m～13m，便于對差壓進行控制，確保對雜質的過濾比重，將雜質濾除出燃氣輪機體系。若采用多臺機組并列布置，則需要考慮到溫度的提升作用，一般會提升1℃～3℃，為了降低溫度的作用需要采取導流控制方式，保證熱量能夠及時得到散失[1]。

1.2 低位進氣布置

低位進氣布置對廠房結構具有較高的要求，一般采用聯合廠房結構，降低差壓對系統的影響，而且可以延長濾芯使用壽命。低位進氣布置的隔音效果較好，便于維護措施的執行，提高過濾布置的有效性。采用立式余熱鍋爐展開設計，煙道處于鍋爐的上方，進氣過濾室高度為1m～8m，能夠提高灰塵雜質的過濾效率，確保對鍋爐空間的利用率。同時，為了降低鍋爐余熱的影響，采用三面進風結構進行設計，適當地延長過濾段，對過濾效果進行優化。低位進氣布置的隔音效果較好且易于進行維護，需要展開合理的布置方式使燃氣的工作效率達到最大化，保障燃機能夠更好地投入使用。

2.燃氣輪機進氣過濾系統運行維護措施

2.1 過濾器性能評定

過濾器是實現進氣過濾的重要結構，需要確保進氣過濾方法的有效性，使過濾器具有良好的工作狀態。過濾器性能評定具有必要性，需要對性能指標進行分析，提高過濾器的運行優勢，保障過濾器運行的穩定性。濾紙是過濾器的核心，一般采用植物纖維復合濾紙，性能指標上應具備耐濕性、耐腐蝕性、耐熱性等，對透氣孔與孔徑進行嚴格設定，降低過濾器結構阻力的影響，防止纖維中產生結塊顆粒，使過濾器具有優越的性能。以納米纖維濾膜為例，具有表面積大、空隙率高的特點，纖維直徑為0.2μm～0.3μm，對顆粒具有明顯的捕捉作用。過濾器形式方面，分為矩形板式、圓柱筒式、袋式等，需要采用深層過濾方式，并且提高對濾膜的固定作用，保障濾膜能夠承受住反吹脈沖，提高對容塵問題的解決效果，提高容塵控制的穩定性。

過濾器選擇應遵循以下原則：第一，在多雨雪地區應選擇防雨罩，同時為了防止進氣攜帶水汽較多，還應配置聚結過濾器和水滴分離器。第二，在多昆蟲或多懸浮雜物環境應選擇防蟲網。第三，在嚴寒地區應設置加熱裝置，防止進氣系統結冰堵塞。第四，在干燥多沙塵地區，宜選用自清潔過濾器，減少過濾器更換頻率，若機組需配置進氣冷卻裝置保證出力，則應考慮設聚結過濾器或水滴分離器。第五，在沿海或海洋環境應著重考慮增強配置除濕裝置，適當增加在線水洗頻次以防止鹽分沉積。第六，在多細塵工業區或空氣相對濕度較大環境，宜選擇靜態過濾器，防止細塵在過濾器內板結。第七，在滿足進氣壓力損失的條件下可增加過濾器級數，一般不多于3級，進而提高過濾控制效果。

過濾器性能評定指標如下。

2.1.1 迎面風速

迎面風速是風力評測的重要參數，可以對風量指標進行確定，通過風速控制來增強過濾作用，保障風速控制能夠順利進行。迎面風速會影響到大顆粒雜質的慣性，使過濾效果能夠顯著增強。需要注重的是，迎面風速具有一定的限制，需要控制在3m/s以下，并且對迎面風速進行分級控制，使過濾器性能指標滿足要求[2]。

2.1.2 壓力損失

隨著壓力損失的增大，燃氣輪機的工作效率將會降低，需要做好壓力損失的控制工作，保證壓力控制的穩定性。壓力損失與過濾效率具有相關性，壓力損失后，空氣質量流量將會降低。為此，需要對損失的壓力進行補足，采用增加壓氣機壓比的方式，將壓力維持在恒定狀態，使壓力損失控制能夠發揮作用。

2.1.3 容塵量

隨著過濾時間的推移，過濾器的容塵量將會增加，導致過濾器堵塞程度增加，需要對纖維濾紙進行更換。容塵量判斷濾紙更換的重要參數，當容塵量達到2/3后，應立即做好更換準備，避免對過濾效果造成影響。過濾器容塵主要容塵方式如下：第一，內部容塵。灰塵嵌入到濾紙纖維層中，對濾紙空隙造成堵塞，導致濾紙的過濾性能變差。第二，表面容塵。隨著濾紙纖維層被堵滿，灰塵將會集聚在濾紙表面，使得過濾器堵塞加劇，需要增加過濾器的更換的頻次。

2.1.4 過濾效率

通過過濾效率可以對過濾器的過濾效果進行評定，使其具有良好的過濾效率，避免過濾器的運行狀態受到影響。過濾效率計算公式如下：

式中，η為過濾效率；Xin為粒子原始量；Xout為過濾粒子數。通過過濾效率可以為過濾器的選擇提供依據，使過濾器能夠更好地投入使用，同時確保過濾器的耐用性，使過濾器的維護更加的靈活，對過濾效果進行優化。

2.2 壓氣機運維控制

2.2.1 進口濾芯更換

濾芯是實現過濾控制的核心，需要避免對濾芯頻繁更換，對濾芯的使用壽命進行控制。通常情況下，濾芯的過濾等級應達到（EN779）F9，使用壽命在4000h以上，以此來延長濾芯的更換頻率。影響濾芯狀態因素較多，如潮濕、壓差等，而且最短使用時間與最長使用時間應控制在一倍以內，保障濾芯更換控制的嚴謹性。濾芯需要避免頻繁地進行更換，否則將會增加維護的成本，甚至影響機組的正常運行。機組運行控制具有一定的難度，需要合理對濾芯進行選擇，確保濾紙的過濾精度符合要求，并且確保濾紙的塑性強度，使濾紙的平均壽命得到延長。而且，濾紙選擇需要考慮到防水性，提高對濕度環境的適應性，降低潮濕環境對濾紙表面的影響，使濾紙能夠更好地進行使用，避免灰塵受潮變成漿糊狀態，延長濾芯的使用壽命[3]。

2.2.2 濾芯壓差上升

濾芯容易受到壓差變化的影響，需要對濾芯進行嚴格控制，做好耐壓差能力的檢測工作，保障濾芯過濾的穩定性。隨著濾芯工作時間的延長，濾芯將會發生堵塞現象，影響氣流的流通性，導致壓差無法得到穩定控制。濾芯壓差控制需要圍繞以下兩個方面進行展開：第一，需要及時對濾芯進行更換，對濾芯的堵塞現象進行控制，使濾芯能夠更好地投入使用，提高濾芯運行狀態的穩定性。第二，需要對環境濕度進行控制，降低灰塵受潮形成糊狀的概率，保障濾芯能夠長時間投入使用。濾芯積灰將會形成負荷作用，使得氣壓無法維持穩定，需要做好濾芯的防濕工作。在濕度較大環境下，采用壓縮空氣將濾芯吹干，降低濾芯的壓升速度，確保濾芯壓升的調節效果。

2.2.3 反吹時間控制

灰塵對濾芯具有阻礙作用，需要對濾芯進行反吹維護，使灰塵能夠從濾芯中排出，提高濾芯的通透性。在反吹控制作用下，能夠降低濾芯的污染效率，使濾芯能夠進行反復使用，保證對濾芯的清潔效果。機組利用啟停時間進行反吹，停機后反吹2h，降低灰塵對過濾效果的影響。而且，需要做好備用機組反吹工作，提高機組控制的有效性，保證備用機組能夠投入使用，提高備用機組的運用效果。反吹是清理濾芯的重要手段，需要合理對反吹方法進行使用，避免濾芯含塵過多，對濾芯的工作狀態造成影響。反吹過程中應注重周邊環境的控制，防止灰塵被再次吸入，對灰塵的過濾效果進行鞏固，使反吹操作能夠發揮作用。

2.2.4 定期進行水洗

為了確保進氣過濾系統能夠正常運行，需要定期對壓氣機進行水洗，防止物質大量沉積，影響水洗的控制效果。當壓力機效率下降到80%以下后，應采取離線水洗操作對葉片上的污漬進行清洗，保障壓氣機能夠正常運作。壓力機具有水洗溫度控制要求，在溫度低于7℃時不能進行水洗，否則容易對設備造成損傷，應做好水洗溫度控制。壓氣機采用離線水洗方式可以對污漬進行徹底侵襲，保證壓氣機運行的穩定性。壓氣機是實現進氣控制的關鍵，對其進行清洗具有必要性，保障壓氣機的運維效果[4]。

2.3 進氣阻力異常處理

對于進氣阻力系統而言，需要對阻力異常情況引起重視，確保系統問題得到及時發現，降低異常問題對系統的影響。進氣阻力受到灰塵等因素影響，通常由壓差展開控制，需要關注系統壓差的變化，借助壓差變化采取修正手段。在通常情況下，進氣系統壓差每增加100Pa，燃氣輪機熱耗率增加0.06%，功率降低0.16%。因此，對阻力異常進行處理非常重要，需要提高阻力處理的效率，將進氣阻力的影響控制在較低水平，提高阻力控制方法的有效性。阻力異常處理需要以預防為主，提高對阻力的抑制效果，對阻力異常進行針對性測試。

2.3.1 抗濕性測試

為了降低潮濕環境的影響，需要對過濾器采取抗濕性測試，使過濾器能夠處于相對干燥條件，提高過濾器控制的穩定性。抗濕測試是降低濕度現象的關鍵，需要對抗濕測試方法進行合理使用，使過濾器的阻力變化能夠相對不變。通過抗濕性測試可以防止阻力變化發生突變，降低阻力變化的具體影響，對抗濕性能展開針對控制，提高抗濕測試方法有效性。在測試過程中，需要對過濾器的抗濕性能進行對比，對過濾器的壓力變化進行分析，使過濾器能夠更好地投入使用。同時，需要注重過濾器的選擇，選擇抗濕性良好的過濾器，保證抗濕測試能夠有序開展。

2.3.2 消靜電測試

靜電對灰塵的過濾具有一定的影響，需要確保灰塵的過濾效果，降低靜電在過濾器中的產生。對于帶靜電的過濾器，將會影響到氣溶膠顆粒0.4μm顆粒的過濾，過濾效果將低于40%。消除靜電后，過濾效果可達到85%以上，需要對過濾效果引起重視，滿足靜電消除的控制指標。消除靜電能夠提高過濾器的過濾性能，提高燃氣輪機的進氣質量，確保過濾器的運行效率[5]。

2.3.3 抽檢失效分析

過濾器的種類較多，需要嚴格做好抽檢工作，使過濾器能夠達到合格標準，保障過濾器能夠穩定工作。過濾器需要進行采購抽檢，對過濾器進行定期測試，避免過濾器的性能存在較大的差異，保障過濾器具有良好的運行狀態。通過性能測試能夠確定過濾器的過濾效果，判斷過濾器是否失效，對進氣質量進行嚴格控制。進氣控制具有一定的難度，需要對過濾器的性能指標進行精準判斷，使過濾器具有穩定的性能，提高對進氣阻力現象的抑制作用。過濾器具有性能指標要求，需要確保過濾器控制的嚴格性，定期做好性能方面的檢查，保障過濾器具有良好的運行狀態。

3.結論

過濾系統是保證進氣質量的關鍵，需要對進氣控制方案引起重視，提高進氣控制方法的有效性。過濾系統需要做好潮濕和靜電的處理，保證過濾器對灰塵的濾除作用，使過濾器具有良好的運維控制效果。過濾器運維控制需要確定過濾器的功能結構和過濾機理，合理對運維經驗進行運用，保障運維控制能夠積極開展。