燃氣輪機濾筒進氣系統(tǒng)的國產(chǎn)化

固安縣林城德旺濾芯廠【燃氣輪機除塵濾芯】

摘要：本文針對目前燃氣輪機組進氣系統(tǒng)的關鍵器件空氣過濾器的國產(chǎn)化已非常成熟，對燃氣輪機整個進氣系統(tǒng)國產(chǎn)化提出探討方案。

關鍵詞：燃氣輪機；空氣進氣系統(tǒng)；國產(chǎn)化

燃氣輪機作為一種新型、、環(huán)保、建設周期短、收效快的現(xiàn)代能源，同時由于我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，用電需求量的急驟增加，燃氣輪機發(fā)電愈來愈受到現(xiàn)代工業(yè)的青睞。在我國近幾年燃機數(shù)量會大幅增長，本文就燃氣輪機進氣系統(tǒng)的國產(chǎn)化進行一些淺顯的分析，供使用或即將新建燃氣輪機的廠家參考，下面從三個方面與大家探討：

一  燃氣輪機進氣系統(tǒng)的結構與濾器的安裝方式

燃氣輪機在工作時需要大流量的空氣，如MS6000型標準流量為110Nm3/Sec，9E型機組標準流量為317 Nm3/Sec，這樣大流量空氣必須進行先過濾，濾除空氣中的粉塵，因其空氣流量大，故導致空氣進氣系統(tǒng)裝置龐大，但基本結構則比較簡單，除裝置墻體外，主要有1、雨蓬2、百頁窗3、防護網(wǎng)4、集灰槽5、過濾器（粗、精）6、消音器7、過渡段8、脈沖控制閥9、壓差表10、安全門等組成。如圖1：

圖2                                          圖3

從外型分類，可分為臥式和立式兩大類，立式結構簡單，一般安裝吊掛式圓筒過濾器。這種結構相對簡單，無雨蓬、百頁窗、集灰槽、安全門，直接單級過濾?？諝夥疵}沖清灰效果好，初始阻力較低，但占地面積大。常見立式空氣進氣系統(tǒng)吊裝式過濾器安裝固定類型有滑軌式，如南汽MS6001和上海閘電9E機型等，這樣類型特點為濾芯安裝簡便快捷，只要將濾芯一個接一個推入軌道即可。缺點是安裝滑軌久易變型，可能導致整套過濾器會產(chǎn)生部分密封不嚴，使空氣短路。這一點，在我們進行實際售后服務普查時已有發(fā)現(xiàn)。因此JB公司6B型燃氣輪機空氣濾芯三爪固定式和GE公司部分燃機螺桿固定類型，密封性能好，但安裝時間較軌道式要長。

臥式空氣過濾系統(tǒng)一般安裝位置較高，可使用圓筒式和方型過濾器，占地面積相對小，但由于工作場所狹小，濾器安裝位置高，給更換過濾器增加了難度。

臥式空氣過濾系統(tǒng)zui大特點是可具有2-3級過濾的梯度，如慣性分離的*級過濾，常利用的百頁窗結構，當氣流進入V型或平面百頁窗的頁面時，氣流方向發(fā)生90的急劇變化，氣流中含有的顆粒物，因慣性力、離心力以及重力作用，掉落到集灰槽，使下級過濾負荷大為減輕，不過百頁窗有雨蓬都會增加空氣進氣系統(tǒng)壓差，使初始壓差偏高，為解決這一問題，通常在設計時用降低流速來彌補。所以，臥式空氣過濾系統(tǒng)在燃機應用越來越多。9E機組絕大多數(shù)均采用臥式安裝方式。

二  燃氣輪機進氣系統(tǒng)關鍵器件國產(chǎn)空氣過濾器的改進與發(fā)展

目前，我國燃氣輪機維修用空氣過濾器據(jù)統(tǒng)計90%以上已被WS品牌為主的濾清器三家，可以說濾清器的國產(chǎn)化已非常成功，并且針對我國使用的實際情況，我們進行了一些實質性的改進與發(fā)展，下面給大家介紹我們在燃氣輪機空氣過濾器方面的研究與改進：

A、9E型燃氣輪機空氣過濾器的結構改進

我們在制造空氣過濾器過程中，我們對原裝件空氣過濾器也不斷進行研究，分析原理，力求在不降低空氣過濾器技術參數(shù)前提，依據(jù)我國燃氣輪機用戶的要求，盡量延長空氣過濾器的使用壽命，從而達到降低成本的目的。

2001年10月25日，南山電廠1#機美國原裝隨機進口空濾在使用了不足1200小時后，到達使用壽命，單個壓差分別為：P17-1177（WS K-818） 829Pa，P19-1178（WS K-768） 1038Pa。經(jīng)過分析得知，導致早期堵塞、壽命短的主要原因是濾紙抗?jié)裥圆詈彤a(chǎn)品過濾面積不足。針對這種情況，為了達到在不降低精度和其它技術要求的前提下，更好地延長南山電廠1#機空濾的使用壽命，降低廠家使用成本，確保更換后的空濾能達到一年的使用壽命，我公司成立了課題研究小組，邀請了國內的濾清器人士孫祖培（上海交大1947年畢業(yè)生）、日本過濾器專家上野正道為首參與此項分析開發(fā)工作，并對南山電廠現(xiàn)場使用情況進行深入的調查和了解，針對美國*過濾器在使用過程中存在的問題，從兩方面著手解決問題：一方面要求我們的美國濾材供應商提高濾材的抗?jié)裥?，另一方面從制作工藝著手，增大產(chǎn)品過濾面積，消除進氣瓶頸，充分提高濾材的容塵能力。經(jīng)過研制開發(fā)，我公司研制出9E燃機新型空濾K-8190A/B，經(jīng)裝機使用后，其使用壽命超過6000小時，目前南山電廠1#機和3#機均使用我公司生產(chǎn)的K-8190A/B這種新型產(chǎn)品。

對比分析

德旺生產(chǎn)的除塵濾芯技術參數(shù)分析

1. 改進前后的尺寸如下圖示：                               （改進前）

                                                    （改進后）

                                                           （改進前）

                                                           （改進后）

說明：改進后的K-8190A/B，中間通氣孔由Ф213mm增加到Ф256mm，消除了瓶頸，且通氣孔加大，使尾部的濾芯過濾面得到充分的利用

2. 改進前后的過濾參數(shù)

說明：測試初阻力和流速為同等流量下測試結果。

以上數(shù)據(jù)可見，如果采用改進型K-8190A/B產(chǎn)品，單套過濾面積增加了20.73%，能有效提高過濾效率，延長使用壽命。

壽命分析

南山電廠1#機和3#機目前均使用我公司產(chǎn)品，使用對比情況如下圖，南山電廠1#機使用原裝件（P19-1177 / 1178）和我公司產(chǎn)品（WS K-8190A/B），其壽命對比曲線如下：

         1250    壓差(Pa)

         1000                  原裝件產(chǎn)品 (P19-1177 / 1178)                 WS K-8190A/B

          750

          500

          250

1000     2000     3000     4000     5000     6000    壽命(h)

因南山電廠1#機和3#機為同等功率，空濾在1#機上使用不理想后，機組供應商將南山電廠3#空濾由1#機的440套增加為480套，但由于產(chǎn)品結構上的不足，其壽命仍然不理想，壽命僅為大約4000小時，經(jīng)更換使用我司改進型產(chǎn)品（WS K-8190A/B），其壽命對比曲線如下：

         1250     壓差(Pa)

         1000                                         原裝件產(chǎn)品          WS K-8190A/B

          750                                       (P19-1177 / 1178)

          500

          250

1000     2000     3000     4000     5000     6000   壽命(h)

以上圖表可見，我公司改進型產(chǎn)品在用于南山電廠1#機和3#機上，其壽命大大延長，有效地降低了客戶的使用成本。

雖然改進后的K-8190A/B與原裝件產(chǎn)品相比，其有效過濾面積只增加了20.73%，但其壽命卻大為延長，這有三方面的原因：一是我公司提高了濾材的抗?jié)衲芰Γ黾恿藶V紙的挺度使其不易并折。二是過濾面積增加；提高了空濾的容塵量，使濾速降低，空濾器的過濾效果更佳，其使用壽命呈級數(shù)增長。三是加大了兩個濾芯連接部位的通道，消除了進氣瓶頸，減少后置濾芯的進氣阻力，使2個濾芯的過濾面積得到充分的利用.阻力終阻力過濾面積小過濾面積初阻力時間

性價比分析

德旺濾業(yè)改進型產(chǎn)品（WS K-8190A/B）目前在國內多臺機組使用效果良好，現(xiàn)就南山電廠1#機和3#機使用空濾的情況進行性價比分析如下：

1#機：使用時間：WS產(chǎn)品t1= 6000h，原裝件產(chǎn)品t2= 1200h

則k1= t1/ t2= 6000 / 1200 = 5

價格方面：WS產(chǎn)品單價= 940.00元/套，而原裝件產(chǎn)品單價= 1350.00元/套

則k2= 1350 / 940 = 1.436

由以上數(shù)據(jù)分析可得：性價比參數(shù)k= k1·k2= 5×1.436 = 7.18

3#機：使用時間：WS產(chǎn)品t1= 6000h，原裝件產(chǎn)品t2= 4000h

則k1= t1/ t2= 6000 / 4000 = 1.5

價格方面：WS產(chǎn)品單價= 940.00元/套，而原裝件產(chǎn)品單價= 1350.00元/套

則k2= 1350 / 940 = 1.436

由以上數(shù)據(jù)分析可得：性價比參數(shù)k= k1·k2= 1.5×1.436 = 2.154

由以上數(shù)據(jù)對南山電廠1#機和3#機性價分析可知，使用WS K-8190A/B性價比大大高于其它產(chǎn)品。

B、燃氣輪機空氣過濾器制造工藝的改進 

改進前

改進后

在以往我們使用的空氣過濾器中，大多數(shù)采用內外金屬護網(wǎng)，這種工藝是一種傳統(tǒng)的制作工藝，其存在有不足的一面：折距均勻度難以控制，不利于反吹，進氣壓差相對較大。我們分析了這種情況后，對其制作工藝進行了大膽地改進，取消外護網(wǎng)，改為繞線式制作工藝從而保證了折距的均勻，更利于反吹，且大大降低了進氣壓差，這樣有效地延長了空氣過濾器的使用壽命。該制作工藝目前已廣泛用于各燃機電廠，且此項工藝我公司已申報。

從以上A、B分析我們可以肯定地得出結論：只要對燃機的使用條件進行充分分析，制作出一種更適用于該機環(huán)境的產(chǎn)品，就可以更好地為我國燃機提供的產(chǎn)品和服務。

三  燃氣輪機整個進氣系統(tǒng)國產(chǎn)化條件已成熟

燃氣輪機空氣過濾器的國產(chǎn)化也已經(jīng)非常成熟，從前面燃氣輪機空氣進氣系統(tǒng)的結構圖大家可以看出，其關鍵器件是空氣過濾器，其它均為金屬結構件，金屬結構件的制造在我國已是成熟行業(yè)。

燃氣輪機空氣進氣系統(tǒng)裝置龐大，給引進燃機時帶來額外運輸負擔。進口價格又較高，增加了燃機投資的費用。，從空氣進氣系統(tǒng)結構分析，從工藝到材料，國內許多企業(yè)都具備了設計制作條件。我們*有能力對燃機進氣系統(tǒng)進行國產(chǎn)化。

燃機空氣過濾系統(tǒng)是給主機配套設備，幾乎沒有維修需要，要應用必須有主機廠的確認資格，因此，空氣進氣系統(tǒng)國產(chǎn)化需要主機廠協(xié)助，或者在談判時作為附加條件。取得資格許可，因為國外主機廠配置的空氣進氣系統(tǒng)裝置，絕大部分也是其配套廠所提拱的。

目前，國內燃機有廣泛的燃機市場，也就意味著燃氣輪機進氣系統(tǒng)的國產(chǎn)化有一個較大的市場支持，考慮到國內勞動力及原材料價格因素，一套國產(chǎn)燃氣輪機進氣系統(tǒng)價格成本會大大降低。

結束語

以上僅為個人的一些見解，供燃機廠家參考，固安縣林城德旺濾芯廠作為一個燃機過濾器的專業(yè)生產(chǎn)廠家，愿與各燃機用戶共同合作，為燃氣輪機進氣系統(tǒng)的國產(chǎn)化做出貢獻。