淺議如何改進燃氣輪機進氣過濾系統【摘要】燃氣輪機進氣過濾系統可靠運行是提高燃氣輪機性能和可靠性的前提。該系統為進入的大氣濾除雜質，以改善供給壓氣機進口的空氣質量；并將進口壓降保持在允許的范圍，保證燃氣輪機的性能，對燃氣輪機的經濟性有較大影響。通過對9fa燃氣輪機壓縮空氣反吹系統的技改，并與原有的脈沖空氣自清洗過濾裝置相互配合使用，使進氣過濾系統的作用有所提高。

【關鍵詞】燃氣輪機；進氣；脈沖反吹；改進

1.進氣過濾系統的類型及運行方式

目前燃氣輪機一般采用常規三級過濾裝置或脈沖空氣自清洗過濾裝置。ge公司的6b機組采用常規三級過濾裝置，而9f和大部分9e機組則采用脈沖空氣自清洗過濾裝置。進氣過濾裝置一般采用強度高、密實的濾材，當大量粉塵在濾材表面結痂(這種痂狀物俗稱“濾餅”)時，使用反向脈沖氣流能使“濾餅”脫落，使濾芯的氣流阻力隨之回落。這種帶有脈沖反吹系統的過濾裝置稱為“自潔式過濾器”。過濾元件一般為剛性濾筒，圓筒式過濾器采用高效木槳纖維濾紙，耐破度較好，因此可以直接采用一級過濾系統。

脈沖空氣自清洗過濾裝置分懸吊燈籠式底部進氣和立式二面迎風進氣兩種方式。懸吊燈籠式底部進氣系統脈沖清灰效果好，但占地面積大(有時為減小占地面積，采用雙層甚至多層結構)。立式二面迎風進氣系統一般安裝位置較高，通常加裝慣性分離器，不足之處是因濾芯臥式安裝，上部濾芯吹出灰塵造成下部濾芯二次污染，使脈沖效果減弱。另外，還要考慮到不同風向對燃氣輪機運行性能的影響以及雨季濾芯的抗濕性等問題。

從提高機組運行經濟性和安全性角度考慮，采用懸吊式進氣比立式濾芯兩面進氣方式更科學。但由于南方空氣中濕度大，脈沖空氣自清洗過濾裝置在實際使用中效果不太理想，如何更好地使它發揮作用，還需進一步探索。

2.進氣過濾及脈沖反吹系統

9fa機組進氣系統采用立式二面迎風進氣裝置，由唐納森(donaldson)公司提供，設計額定流量為31.598m3/min，最大進氣溫度80℃，有672對濾芯。立式過濾室上配置了過濾脈沖清洗系統，用來清洗進口過濾器濾芯。脈沖清洗系統提供壓縮空氣脈沖，使空氣暫時反向流過濾芯，驅除積聚在濾芯進氣側的積灰，從而延長濾芯的使用壽命，有助于保持過濾器效率。脈沖清洗系統使用的純凈干燥空氣來自燃氣輪機壓氣機排氣，再經過空氣處理單元冷卻、凈化和干燥。

進氣處理單元(apu)由隔離電磁閥、進氣濾反吹壓力調節閥、雙塔干燥器、空冷器、氣水分離器、凝聚過濾器、除塵過濾器等組成。來自壓氣機排氣抽氣口ad-3的壓縮空氣經空冷器冷卻、分離、過濾、除塵、干燥和調壓后，向壓氣機進氣過濾器的脈沖清潔管路提供純凈干燥空氣。其壓力為590-760kpa，溫度低于61℃。

吹掃時，來自空氣處理單元的純凈干燥空氣進入燃氣輪機進氣濾吹掃母管，對過濾器進行分段吹掃。現場脈沖選擇開關可以選擇3種運行模式：手動模式、關斷模式、自動/請求模式。

當正常運行時，過濾器可以在“自動/請求模式”下按以下3種情況下進行自動清洗：(1)時鐘控制清洗。由操作員安排每天的清洗時間，也可以為該時鐘編程，控制器能夠使過濾器執行正常的清洗循環。(2)若相對濕度超過80%，過濾器清洗系統將啟動脈沖清洗，直至相對濕度下降至設定值。(3)差壓大于747pa，將觸發差壓開關，不管是否在回避脈沖時段，過濾器脈沖系統都將啟動，直至差壓降到622pa以下方停止工作。否則，過濾器脈沖系統在機組停機更換過濾器之前，將一直保持在連續脈沖模式。

3.脈沖清洗系統的改進

9fa機組在空氣濾清器內外壓差達到747pa時，機組可以自動啟動反吹系統，但燃氣輪機運行時反吹效果很差，經觀察發現原反吹系統存在以下問題：(1)由于脈沖清潔系統的進氣處理單元(apu)管道采用非金屬材料，氣源為壓氣機排氣，正常情況下氣源溫度為350℃左右，雖然有空冷器冷卻，但當長時間連續運行后，空冷器降溫不夠，容易造成apu模塊上的管道受熱變形、管道上的元件損壞。(2)當濾芯還較新(差壓小于747pa)，機組要反吹，需選擇手動模式。但反吹時上部濾芯吹出的灰塵會使下部濾芯二次污染，使脈沖效果減弱。而在機組停止運行后，壓氣機沒有出力，反吹系統不能工作。(3)當濾芯較臟(差壓大于747pa)，機組在“自動/請求模式”下會啟動反吹，但由于濾芯上的積灰已經結痂，在濕度較大的情況下，很難將其吹下來。(4)空氣中帶有一定的油性物質，一旦吸附到濾芯上，就很難除去。(5)apu單元空冷器冷卻風扇的保護很靈敏。當外界逆風略大時，它就可能過載保護動作跳閘，且需人工現場復位，較為不便。為此，對原有系統進行了改進，使系統在機組停機時也能對空氣濾清器進行人工反吹。反吹氣源取自本機的儀用空氣系統。改進后，利用儀用空氣進行反吹，反吹掉的灰塵不會被重新吸到空氣濾清器上，反吹效果更好。

另外，建議機組每次停機時都要進行手動反吹。目的是利用干燥、溫度較高的反吹氣源吹干受潮的過濾器濾紙，降低進氣阻力，提高濾芯強度，降低灰塵的附著力。但由于燃氣輪機在電網中主要以調峰為主，往往是日開夜停，晚間反吹會產生一定的噪音，從環保角度考慮，反吹時間不能太長。最后，還要特別注意防止因空氣濕度增加而使灰塵吸附力增加。要根據天氣的濕度情況檢查原反吹系統是否啟動，及時地將過濾器表面的灰塵反吹掉。對停機時間較長的機組，在開機前也要進行1-2個周期的壓縮空氣反吹，這樣可清除因長期停運而附著在過濾器表面的灰塵。

4.結語

燃氣輪機以空氣及燃氣為工質，它的進口空氣質量和純凈度是提高燃氣輪機性能和可靠性的前提。當進口空氣濾網因污臟或冬季結霜而堵塞時，進氣壓力損失將顯著增大。進氣壓力降低后，在保持燃氣輪機循環最高壓力(即壓氣機出口壓力)不變時，壓氣機的比功必須增加，這時出力將更多地消耗于帶動壓氣機，導致燃氣輪機的功率和效率降低。另外，進口壓力降低會使空氣的比容增加，空氣質量流量減少，也將導致機組輸出功率的降低。因此進氣壓力降低會從兩方面引起燃氣輪機輸出功率的降低，進氣過濾系統對燃氣輪機電廠的經濟性有較大影響。本文通過常規脈沖空氣自清洗過濾裝置和進氣過濾、脈沖反吹系統的運行分析，提出了改進方案，并獲得較好的改造效果。