摘要:燃气轮机是以空气与燃气作为主要工质的,所以它的进口空气质量与纯净度是提升燃气轮机性能的关键性条件。由于设备空气滤网会因污染、霜冻等原因而产生堵塞,造成进气压力损失现象,使燃气轮机功率处于高损耗状态,所以必须对其进气过滤装置的运行进行改进。文章对燃气轮机进气过滤网的运行及改进进行了探讨。
关键词:燃气轮机;进气过滤装置;运行方式;滤网更换;更换周期计算模型
由于空气中含有大量的有机物及无机物颗粒杂质,所以以空气作为主要工质的燃气轮机就必须对进口空气进行杂质过滤处理,否则长久以往就会形成腐蚀性积垢侵蚀机组叶片或者堵塞进出口空气交换能力,使得机组的寿命周期受到影响。
1 燃气轮机进气过滤系统的运行方式
就目前技术来看,行业领域中比较常见的电站燃气轮机所采用的进气过滤系统一般有两种:脉冲空气自清洗过滤装置与三级过滤装置。本文主要谈谈三级过滤装置。
三级过滤装置的主要组成部分包括预过滤器、精过滤器与惯性分离器,其中惯性分离器主要通过惯性撞击流经过滤装置中的空气,将空气中的灰尘颗粒分离并去除掉。除能分离空气灰尘颗粒之外,它还能分离水滴等液体。
预过滤器的位置处于惯性分离器和精过滤器之间,它能够拆除玻璃纤维衬垫结构,由玻璃纤维条带在经过热定型后与系统装置粘合在一起的,其本身就有一定厚度与弹性的衬垫。它的主要工作就是防止水浸透,把进入装置中的小水滴汇集成大水滴,通过衬垫将水滴以蒸发形式处理掉。
精过滤器也叫高效介质过滤器,它由高效木浆纤维滤纸和超细玻璃纤维两种物质组成,它们的作用都是为了增加系统装置的防潮性。
在技术方面,三级过滤装置会采用V形二面迎风结构来进行空气介质交换,但是它的主要问题是抗湿性不足,一旦装置受潮其内部的灰尘颗粒就会集结并形成糊状堵塞过滤网,进而导致装置气压损快速提升。如此经过一段时间后装置的滤芯就会破损,使得整个燃气轮机寿命严重缩短。
由于三级过滤装置所采用的是框式过滤器,所以它的进口空气流速一般都保持在2~3m/s,如果流速不符合标准则可能造成进口阻力损失的增加,进而导致过滤器本身的进气压力受到损失。经过实践表明,全新的进口过滤装置其进气阻力为103Pa,而受到严重污染后它的进气阻力能够达到1500Pa甚至以上,此时就必须对装置的过滤网进行优化或更换。基于以往经验来看,进气过滤装置中的精过滤器与预过滤器的更换倍比应该控制在3∶1的关系,每当预过滤器第三次更换时,就应该考虑更换一次精过滤器。
2 燃气轮机进气过滤装置的进气滤网优化改进
如上文所述,燃气轮机运行时间越长,其进气过滤装置内的预过滤器及精过滤器工作状态就越差,尤其是两种过滤器的滤网压差会越来越大,对燃气轮机机组整体的输出功率都会造成一定的阻碍,所以需要对其进气滤网进行更换优化,确保电厂持续运行的经济效益性。一般来说,目前的进气过滤装置滤网要等到压差达到设定值之后才考虑更换,但是对于电厂企业而言,其设定值还要根据自身厂址所处的大气环境位置、燃气轮机的运行方式来确定。所以从技术角度来看,进气过滤网可改进优化的地方有很多。本文所给出的是基于全生命周期内单位发电量更换成本最小原则的进气过滤网优化