燃氣輪機濾筒進氣系統的國產化

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的關鍵器件空氣過濾器的國產化已非常成熟，對燃氣輪機整個進氣系統國產化提出探討方案。

關鍵詞：燃氣輪機；空氣進氣系統；國產化

燃氣輪機作為一種新型、、環保、建設周期短、收效快的現代能源，同時由于我國經濟的快速發展，用電需求量的急驟增加，燃氣輪機發電愈來愈受到現代工業的青睞。在我國近幾年燃機數量會大幅增長，本文就燃氣輪機進氣系統的國產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。空氣反脈沖清灰效果好，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現。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，臥式空氣過濾系統在燃機應用越來越多。9E機組絕大多數均采用臥式安裝方式。

二  燃氣輪機進氣系統關鍵器件國產空氣過濾器的改進與發展

目前，我國燃氣輪機維修用空氣過濾器據統計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前提，依據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。經過分析得知，導致早期堵塞、壽命短的主要原因是濾紙抗濕性差和產品過濾面積不足。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年畢業生）、日本過濾器專家上野正道為首參與此項分析開發工作，并對南山電廠現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濕性，另一方面從制作工藝著手，增大產品過濾面積，消除進氣瓶頸，充分提高濾材的容塵能力。經過研制開發，我公司研制出9E燃機新型空濾K-8190A/B，經裝機使用后，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的K-8190A/B這種新型產品。

對比分析

德旺生產的除塵濾芯技術參數分析

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

說明：測試初阻力和流速為同等流量下測試結果。

以上數據可見，如果采用改進型K-8190A/B產品，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）和我公司產品（WS K-8190A/B），其壽命對比曲線如下：

         1250    壓差(Pa)

         1000                  原裝件產品 (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，經更換使用我司改進型產品（WS K-8190A/B），其壽命對比曲線如下：

         1250     壓差(Pa)

         1000                                         原裝件產品          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濕能力，增加了濾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

德旺濾業改進型產品（WS K-8190A/B）目前在國內多臺機組使用效果良好，現就南山電廠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產品t1= 6000h，原裝件產品t2= 1200h

則k1= t1/ t2= 6000 / 1200 = 5

價格方面：WS產品單價= 940.00元/套，而原裝件產品單價= 1350.00元/套

則k2= 1350 / 940 = 1.436

由以上數據分析可得：性價比參數k= k1·k2= 5×1.436 = 7.18

3#機：使用時間：WS產品t1= 6000h，原裝件產品t2= 4000h

則k1= t1/ t2= 6000 / 4000 = 1.5

價格方面：WS產品單價= 940.00元/套，而原裝件產品單價= 1350.00元/套

則k2= 1350 / 940 = 1.436

由以上數據分析可得：性價比參數k= k1·k2= 1.5×1.436 = 2.154

由以上數據對南山電廠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，大多數采用內外金屬護網，這種工藝是一種傳統的制作工藝，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，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境的產品，就可以更好地為我國燃機提供的產品和服務。

三  燃氣輪機整個進氣系統國產化條件已成熟

燃氣輪機空氣過濾器的國產化也已經非常成熟，從前面燃氣輪機空氣進氣系統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。

燃氣輪機空氣進氣系統裝置龐大，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。，從空氣進氣系統結構分析，從工藝到材料，國內許多企業都具備了設計制作條件。我們*有能力對燃機進氣系統進行國產化。

燃機空氣過濾系統是給主機配套設備，幾乎沒有維修需要，要應用必須有主機廠的確認資格，因此，空氣進氣系統國產化需要主機廠協助，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的國產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，一套國產燃氣輪機進氣系統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生產廠家，愿與各燃機用戶共同合作，為燃氣輪機進氣系統的國產化做出貢獻。