周軍（江蘇華電儀征熱電有限公司，江蘇揚(yáng)州 211400）

西門(mén)子E級(jí)燃機(jī)進(jìn)氣過(guò)濾系統(tǒng)改造初探

周軍
（江蘇華電儀征熱電有限公司，江蘇揚(yáng)州 211400）

燃?xì)廨啓C(jī)以空氣為助燃?xì)怏w，它的純凈度直接影響著燃?xì)廨啓C(jī)的功率和效率，同時(shí)更會(huì)影響燃?xì)廨啓C(jī)葉片的使用壽命，是提高燃?xì)廨啓C(jī)性能、可靠性和經(jīng)濟(jì)性的保障。本文以西門(mén)子E級(jí)燃機(jī)（SGT5-2000E）為例，對(duì)其進(jìn)氣過(guò)濾系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及存在問(wèn)題進(jìn)行說(shuō)明并提出改造方案，為西門(mén)子E級(jí)燃機(jī)進(jìn)氣過(guò)濾系統(tǒng)實(shí)施改造提供技術(shù)和經(jīng)濟(jì)依據(jù)。

E級(jí)燃機(jī) 進(jìn)氣過(guò)濾系統(tǒng) 改造方案

1 進(jìn)氣過(guò)濾系統(tǒng)簡(jiǎn)述

本文以儀征熱電有限公司所配套的西門(mén)子E級(jí)（SGT5-2000E）燃機(jī)為例，對(duì)其進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。該E級(jí)燃機(jī)為燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組，多軸布置，燃?xì)廨啓C(jī)最大發(fā)電出力174MW，汽輪機(jī)配套功率為80MW。其進(jìn)氣系統(tǒng)布置在燃?xì)廨啓C(jī)房屋頂，作用是過(guò)濾空氣中塵土、初步分離空氣中液滴，并將過(guò)濾后的潔凈空氣提供給燃機(jī)壓氣機(jī)，以保證燃機(jī)的正常、穩(wěn)定運(yùn)行。該套進(jìn)氣系統(tǒng)由德國(guó)康菲爾公司設(shè)計(jì)制造，進(jìn)氣過(guò)濾系統(tǒng)設(shè)計(jì)為兩級(jí)多層，第一級(jí)為防凍除濕倉(cāng)，由外至內(nèi)依次為防風(fēng)雨護(hù)罩、防柳絮網(wǎng)、防冰凍系統(tǒng)、風(fēng)雨百葉窗除濕器；第二級(jí)為過(guò)濾器倉(cāng)，含粗濾層和精濾層，其中粗濾為凝絮式玻璃纖維結(jié)構(gòu)，共504塊；精濾為兩個(gè)套裝直筒的組裝式濾芯，共616套，精濾帶脈沖反吹自清潔系統(tǒng)；粗濾和精濾均分四層布置。

2 系統(tǒng)存在問(wèn)題分析

該E級(jí)燃機(jī)原過(guò)濾倉(cāng)粗濾設(shè)計(jì)采用玻璃纖維氈制作，它具有透氣、柔韌、不助燃、無(wú)毒無(wú)刺激性等特點(diǎn)，一次性濾芯，不可水洗。玻璃纖維氈濾芯的過(guò)濾精度為粗效G2。進(jìn)氣室安裝精過(guò)濾對(duì)組（圓錐形濾芯、圓柱形濾芯），其過(guò)濾精度為F9。一般情況下，最末級(jí)過(guò)濾器決定空氣凈化的程度，前端過(guò)濾器只起到保護(hù)作用，若相鄰兩級(jí)過(guò)濾器效率規(guī)格相差太大，則前一級(jí)起不到保護(hù)后級(jí)的作用。由于該公司機(jī)組所處區(qū)域出現(xiàn)霧霾天氣和春季柳絮較多，2012年機(jī)組自投運(yùn)以來(lái)，3臺(tái)燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)濾網(wǎng)壓差在短時(shí)間內(nèi)增大并報(bào)警。停機(jī)后檢查發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣系統(tǒng)粗濾的內(nèi)部吸附有大量的灰塵并在表面形成板結(jié)，導(dǎo)致粗濾壓差高報(bào)警，壓差增高，影響燃機(jī)負(fù)荷和效率，并根據(jù)西門(mén)子維護(hù)手冊(cè)要求三套機(jī)組更換粗濾頻繁。同時(shí)該公司處于長(zhǎng)江中下游地區(qū)，雨水較多，每次停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)過(guò)濾倉(cāng)內(nèi)有水跡現(xiàn)象，分析是由于在運(yùn)行過(guò)程中雨水進(jìn)入過(guò)濾倉(cāng)，飄落在精濾上，嚴(yán)重降低了精濾的使用壽命。

由上所述，目前該類型燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的粗濾并不能很好地發(fā)揮作用，導(dǎo)致不能有效地保護(hù)下一級(jí)精濾（更換一套精濾價(jià)格是粗濾價(jià)格的10倍左右），同時(shí)由于自身設(shè)計(jì)原因，沒(méi)有考慮到機(jī)組所處區(qū)域差異影響，致使粗濾更換頻繁，按照機(jī)組平均4000利用小時(shí)數(shù)，平均四個(gè)月就要更換一套粗濾，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

3 改造方案及效果

表1 空氣過(guò)濾器分級(jí)表

由于機(jī)組原進(jìn)氣系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)已經(jīng)定型，故進(jìn)氣系統(tǒng)改造必須依靠現(xiàn)有結(jié)構(gòu)進(jìn)行，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，進(jìn)氣系統(tǒng)改造按照以下方法進(jìn)行。改造方案如下：

利用進(jìn)氣房?jī)?nèi)部原框架，通過(guò)焊接槽鋼、擋板等，制作袋式過(guò)濾器的安裝模架。對(duì)四層框架進(jìn)行測(cè)量，合理分割成單獨(dú)的框架單元，制作袋式過(guò)濾器安裝導(dǎo)軌，在安裝導(dǎo)軌左側(cè)焊接“L”形擋板限位，右側(cè)用活動(dòng)擋塊固定，兩兩袋式過(guò)濾器之間密封條貼邊，保證過(guò)濾系統(tǒng)的密封性。原設(shè)計(jì)的片狀結(jié)構(gòu)為粗效片式過(guò)濾器G2級(jí)（見(jiàn)下表1所示），粗濾設(shè)計(jì)參數(shù)為：?jiǎn)纹叽鐬?70×510×75mm，有效過(guò)濾面積0.35m2，單片容塵量570g，設(shè)計(jì)初始?jí)航?6Pa，粗效。實(shí)施改造后的粗濾為中效袋式過(guò)濾器M5級(jí)，初始?jí)航?0Pa，袋式過(guò)濾器，進(jìn)口玻纖濾料，其特點(diǎn)有阻燃、低阻力、高容塵量、過(guò)濾性能穩(wěn)定，2.0μm以上顆粒過(guò)濾效率達(dá)到100%。

改造實(shí)施后可取得以下效果：（1）使粗濾的過(guò)濾等級(jí)提高，達(dá)到中效，更加利于保護(hù)精濾，延長(zhǎng)其使用壽命；（2）使粗濾嚴(yán)密性大大加強(qiáng)，阻止雨水進(jìn)入過(guò)濾倉(cāng)，保護(hù)精濾表面層干燥不吸灰塵，延長(zhǎng)其使用壽命；（3）使粗濾使用壽命有效延長(zhǎng)，同樣的結(jié)構(gòu)、同樣的進(jìn)風(fēng)有效面積，不同的材料容塵量增大3倍，可以使使用壽命提高3倍左右。

4 經(jīng)濟(jì)性分析

依據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行特性分析，進(jìn)氣系統(tǒng)壓差不僅直接影響機(jī)組的功率，而且對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著直接影響。從西門(mén)子提高的維護(hù)手冊(cè)中所提供的數(shù)據(jù)，進(jìn)氣系統(tǒng)1mbar的壓差將會(huì)導(dǎo)致機(jī)組0.0002%功率的損失，按目前機(jī)組年發(fā)電小時(shí)數(shù)4000小時(shí)，負(fù)荷率按80%計(jì)算，與原來(lái)粗濾壓差相比，全年減小100Pa（1mbar=0.105Pa，共約952mbar）進(jìn)行計(jì)算（保守估計(jì)），粗略估算一下：其年增加的發(fā)電量約為952×174×4000×80%×0.0002%=1060MW=106萬(wàn)度電（單臺(tái)機(jī)），每度上網(wǎng)電價(jià)按0.584元核算，則由于進(jìn)氣系統(tǒng)改造降低壓差增加的經(jīng)濟(jì)效益約為62萬(wàn)元。

將片狀粗濾改造為袋式板框粗濾，一臺(tái)燃機(jī)改造費(fèi)23萬(wàn)元（含1套濾芯9元萬(wàn)）。減去原單套粗濾的材料費(fèi)5萬(wàn)，年支出增加費(fèi)用為：23-5=18（萬(wàn)元）。

依據(jù)上述數(shù)據(jù)得出，通過(guò)進(jìn)氣系統(tǒng)改造，按一年更換兩次粗濾計(jì)算：

第一年三臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)組年收益增加：（62-18-9）×3=105（萬(wàn)元）；第二年及以后三臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)組年收益增加：（62-9×2）×3=132（萬(wàn)元）。

通過(guò)以上的初步估算，改造進(jìn)氣系統(tǒng)的粗濾可以取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上分析，對(duì)E級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣粗濾系統(tǒng)改造，不僅可減少日常維護(hù)工作量，延長(zhǎng)粗濾更換周期，提高粗濾過(guò)濾等級(jí)，保護(hù)精濾并延長(zhǎng)精濾使用壽命，改善機(jī)組適應(yīng)各種惡歷天氣運(yùn)行的能力，降低了機(jī)組運(yùn)營(yíng)成本，使燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性得到有效提升，所以改造E級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣粗濾系統(tǒng)是可行的。

周軍（1970—），男，江蘇揚(yáng)州人，碩士研究生，高級(jí)工程師，主要從事電力生產(chǎn)管理。