摘要:文章燃?xì)廨啓C進(jìn)氣系統(tǒng)中過濾裝置運行流程以及運行中存在的問題進(jìn)行闡述分析,對現(xiàn)階段燃?xì)廨啓C廣泛使用的過濾裝置中存在的進(jìn)氣壓力損失問題進(jìn)行分析,并提出改進(jìn)方案。
關(guān)鍵字:燃?xì)廨啓C;進(jìn)氣;脈沖反吹
燃?xì)廨啓C是目前工業(yè)中應(yīng)用廣泛的動力設(shè)備之一,燃?xì)廨啓C使用可燃?xì)怏w作為燃料,帶動輪機旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)熱能向機械能的轉(zhuǎn)化。受燃?xì)廨啓C原理和組成結(jié)構(gòu)決定,燃?xì)廨啓C在工作中對空氣質(zhì)量有很高的要求,在輪機空氣過濾系統(tǒng)不能對進(jìn)入空氣實現(xiàn)有效過濾時,會導(dǎo)致機組輸出功率的降低,并引發(fā)一系列故障。
1進(jìn)氣過濾系統(tǒng)的類型及運行方式
三級空氣過濾器和脈沖空氣清洗裝置,是目前在燃?xì)廨啓C空氣過濾系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的兩種過濾裝置,在6b型燃?xì)廨啓C機組中三級空氣過濾裝置應(yīng)用較多,而在9f燃?xì)廨啓C機組中,脈沖空氣清洗過濾系統(tǒng)應(yīng)用較多。
濾芯或濾材是過濾系統(tǒng)核心組成部分,濾材性能直接決定過濾系統(tǒng)的最終過濾效果。濾材一般密度大,強度高,空氣在通過濾材時空氣中存在的粉塵以及大顆粒會被阻隔在外,無法通過濾材,并在濾材表面形成結(jié)痂。此時反向脈沖氣流可以讓結(jié)痂部分脫落,實現(xiàn)對濾材的自主清洗,這種帶有脈沖反吹系統(tǒng)的過濾裝置稱為“自潔式過濾器”此類過濾器中,過濾元件一般為剛性過濾筒,圓筒式過濾器采用韌性超高的纖維紙,具有優(yōu)秀的耐破和防潮能力。
脈沖空氣自清洗過濾裝置從工藝結(jié)構(gòu)原理角度可以細(xì)分為懸吊燈籠式底部進(jìn)氣、立式二面迎風(fēng)進(jìn)氣兩種方式。其中懸吊燈籠式底部進(jìn)氣脈沖過濾系統(tǒng), 因此采用底部進(jìn)氣結(jié)構(gòu)設(shè)計,其灰塵過濾和清洗效果更佳,但其占地面積也更大,在部分燃?xì)廨啓C結(jié)構(gòu)中為了節(jié)約過濾設(shè)備的占地面積,選擇雙層甚至多層結(jié)構(gòu)。立式二面迎風(fēng)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)脈沖過濾器占地面積較小,但需要進(jìn)行高位安裝同時需要加裝慣性分離器。但此類過濾設(shè)備需要使用臥式濾芯,濾芯出氣位置較高,出氣時帶動灰塵對下步濾芯造成污染,減弱了脈沖式過濾設(shè)備自我清洗的功能。同時,此類設(shè)備抗潮能力弱,在雨季時過濾性能減弱,濾芯消耗量也較高。
綜上所述,基于提高機組運行穩(wěn)定性、提高燃?xì)鈾C輪運行經(jīng)濟(jì)性以及運行穩(wěn)定性和安全性三方面的共同考慮,懸吊式底進(jìn)氣式脈沖過濾設(shè)備優(yōu)勢更為巨大。但在潮濕環(huán)境下過濾效果較差是脈沖過濾設(shè)備的通病,在濕度較高的南方環(huán)境下脈沖空氣自清洗過濾裝置實用價值較低,還需要進(jìn)一步的完善和優(yōu)化。
2.進(jìn)氣過濾機脈沖反吹系統(tǒng)
由唐納森公司設(shè)計制造的立式二面迎風(fēng)進(jìn)氣裝置是9fa型燃?xì)廨啓C應(yīng)用最多的過濾設(shè)備。該設(shè)備設(shè)計流量約為32m3/min??梢猿惺艿淖畲筮M(jìn)氣溫度為80℃;過濾設(shè)備有多層濾芯,一般由650-680對濾芯。在工作中,過濾設(shè)備中的脈沖清洗系統(tǒng)通過對空氣進(jìn)行加壓,形成壓縮空氣脈沖形成反向氣流對濾芯進(jìn)行沖擊,產(chǎn)生高頻振動,促進(jìn)濾芯側(cè)面積灰掉落,從而延長濾芯更換周期。有助于保持過濾器效率,脈沖清洗系統(tǒng)使用的空氣由壓氣機提供,經(jīng)過壓氣機處理的空氣純凈干燥,并經(jīng)過空氣處理單元冷卻。
進(jìn)氣處理單元簡稱APU,由隔離電磁閥,進(jìn)氣濾反吹壓力調(diào)節(jié)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。在吹掃時,首先由空氣處理單元對空氣進(jìn)行處理,初步烘干過濾后,將空氣輸入進(jìn)氣濾吹掃母管中,進(jìn)行分段吹掃,現(xiàn)場脈沖系統(tǒng)有多種控制模式,可以根據(jù)使用環(huán)境和使用需求自行選擇手動模式、罐斷模式、自動模式以及請求模式。其中自動請求模式可以根據(jù)實際情況進(jìn)行不同的清洗操作。第一,時鐘控制清洗,可以在操作系統(tǒng)內(nèi)設(shè)定對應(yīng)的清洗周期,通過時鐘宏命令讓控制器發(fā)送相應(yīng)指令,控制系統(tǒng)定期工作。第二,濕度識別清洗,基于設(shè)備中安裝的濕度傳感器設(shè)備,獲取濕度信息,當(dāng)相對濕度超過系統(tǒng)預(yù)設(shè)濕度時,過濾器脈沖清洗裝置自動啟動,進(jìn)行清洗工作,系統(tǒng)通過傳感器設(shè)備繼續(xù)對濕度進(jìn)行監(jiān)控,在相對濕度下降至預(yù)設(shè)濕度以下時,過濾系統(tǒng)清洗裝置停止工作。第三,壓差識別清洗,壓差大于747pa時,壓差開關(guān)會自動何必,過濾器脈沖清洗系統(tǒng)啟動,直至壓差下降至622pa范圍后,壓差開關(guān)會斷開,脈沖清洗裝置停止工作。
3脈沖清洗系統(tǒng)的改進(jìn)
根據(jù)前文所述,空氣過濾器中當(dāng)系統(tǒng)檢測到內(nèi)外壓差大于747時,壓差開關(guān)會閉合,系統(tǒng)自動啟動反吹系統(tǒng),但在實際的應(yīng)用中,燃?xì)廨啓C運行時反吹效果不夠理想,與預(yù)期效果相差明顯。主要由以下幾個問題導(dǎo)致。
第一,進(jìn)氣系統(tǒng)材料問題
燃?xì)廨啓C進(jìn)氣口過濾裝置的進(jìn)氣管道考慮制造成本以及防腐等問題,多數(shù)采用非金屬材料。雖然在一定程度上提高管道的防腐能力并降低了制造成本,但非金屬管道在強度和耐高溫角度上與金屬管道存在很大的差異,在氣源溫度超過350℃后,空氣冷凝器降溫性能不足以滿足近非金屬管道的降溫需求,導(dǎo)致管道受熱變形,管道上的元件容易受到損壞。
第二,濾芯二次污染,導(dǎo)致脈沖效果減弱
新更換濾芯器壓差會長期小于747pa,一般選擇手動模式進(jìn)行控制,在反吹環(huán)節(jié),反吹氣流會將上層濾芯上的灰塵帶起,對下部濾芯造成內(nèi)部污染,直接導(dǎo)致脈沖效果減弱,在機組停止運行以后,壓氣機沒有出力,反吹系統(tǒng)不能工作。
第三,濾芯較臟時,自動清洗工作無效
濾芯在長期使用后,由于表面灰塵沉積嚴(yán)重,濾芯壓差會大于747pa。機組在請求控制模式下會自動啟動反吹系統(tǒng),但長期使用的濾芯灰塵結(jié)痂較厚,尤其在南方濕度較高的環(huán)境下,緊靠脈沖清洗裝置提供的反沖氣流很難實現(xiàn)有效清理。
第四,油性污染難以清除,
在空氣質(zhì)量較差,尤其是含油油基物質(zhì)時,回對濾芯造成不可逆的影響,油基物質(zhì)一旦侵染濾芯,沒有有效的去除方法。
第五,冷卻風(fēng)扇保護(hù)系統(tǒng)過于靈敏,實際應(yīng)用效果差
APU控制單元冷區(qū)其風(fēng)扇一般具有過熱過載保護(hù)裝置,但現(xiàn)階段使用的保護(hù)裝置過濾靈敏,識別精度不足,在外界逆風(fēng)略大時,就會自動啟動保護(hù)裝置,啟動后無法自動復(fù)位,需要人空復(fù)位,增加了操作難度。
為此對燃?xì)廨啓C進(jìn)氣過濾裝置的改進(jìn)應(yīng)以上述五個問題作為基礎(chǔ),制定改進(jìn)方案。首先優(yōu)化系統(tǒng)的反吹控制模式,增加停機后空氣濾清器人工反吹功能,反吹氣源取自本機的儀用空氣系統(tǒng), 改進(jìn)后, 利用儀用空氣進(jìn)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。
一般情況下,為了提高反吹效果,建議燃?xì)廨啓C機組管理人員,每次停機時,都采用手動反吹的方式進(jìn)行過濾器的清理工作,同時盡可能的對反吹空氣進(jìn)行過濾和加熱,從降低二次污染,也有助于讓受潮的濾材盡快恢復(fù)干燥,從降低進(jìn)氣阻力也提高了過濾效果。最后反吹環(huán)境會產(chǎn)生極大的噪音,從環(huán)保和公益角度,反吹工作應(yīng)盡量在白天進(jìn)行,同時要嚴(yán)格控制反吹的時間。
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(jù)天氣的濕度情況檢查原反吹系統(tǒng)是否啟動, 及時地將過濾器表面的灰塵反吹掉。
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作者簡介:趙志強,性別:男,民族:漢,籍貫:山東萊西,出生年月:1980年11月,文化程度:本科,現(xiàn)有職稱:工程師,就業(yè)單位:哈爾濱電氣股份有限公司,研究方向:燃?xì)廨啓C.