□李海龙

一、燃气轮机进气系统空气过滤装置改造研究意义及背景

燃气轮机的性能和运行可靠性，与进入机组的空气质量和清洁程度密切相关，为了保证燃气机组高效稳定运行，必须配置良好的进气系统。燃气轮机对空气的洁净度要求非常高，作为外界空气进入燃机唯一一道防线，进气系统通过过滤、除湿等措施为燃气机组提供满足要求的洁净空气，保证燃机的正常运行。

随着近几年北方地区出现的恶劣天气环境日益加重，燃机电厂进气系统每年都要面临春季的柳絮、夏季的暴雨、冬季的降雪以及高发的雾霾，致使燃气机组压气机进气滤网面临着严峻的考验。在既有雾又有霾、柳絮横飞的北方地区是无法保证滤网的长期使用与可靠运行，不但大幅降低精滤使用寿命，增加维护成本，而且运行期间，导致滤网一再出现压差超限，令北方燃机电厂频繁发生限制机组出力，甚至被迫停机的不安全事件。严重影响机组的安全与经济性，同时，这些客观因素也大幅增加了维护成本以及维护工作量。

本文结合以往运行维护经验，借鉴开发新的措施，针对目前压气机进气滤网压差频繁超限问题进行充分研讨，望通过一些技术手段及改造使得压气机进气系统的稳定性、经济性以及效率有所提高。

二、燃气轮机进气系统空气过滤装置简介

(一)燃气轮进气系统空气过滤装置组成。燃机进气系统是由一个封闭的进气室和进气管道组成。进气管道中有消音设备。进气管道下游与压气机进气道相连接。进气系统的功能为：对进入燃机的空气进行过滤，消音，并将气源引至压气机的入口。主要部件有：进气防雨雾筛网、圆筒形几圆锥形组合过滤器、滤网安装架及隔板、空气反清洗管路、进气导流罩、膨胀节、消音器、压气机入口连接管。

(二)空气过滤器类型。空气过滤器主要用于进气净化，除去其中的尘粒。空气过滤器(Air Filter)是指空气过滤装置。主要有粗效过滤器、中效过滤器、高效过滤器及亚高效过滤器等型号。各种型号有不同的标准和使用效能。

三、燃气轮机进气系统空气过滤装置改造方案

(一)改造背景。近些年，随着对燃机运行维护经验不断积累，技术掌握程度不断深入，发现目前困扰燃机安全、经济、长周期运行的一大主要难题就是燃机压气机进气系统。在北京地区，燃机压气机进气系统每年都要面临春季的柳絮、沙尘暴、夏季的暴雨、冬季的降雪以及高发的雾霾，致使燃气机组压气机进气滤网面临着严重的考验，不但大幅降低精滤使用寿命，增加维护成本，而且导致运行期间滤网一再出现压差超限，令在北方燃机电厂频发机组出力受阻，甚至被迫停机的不安全事件，严重影响机组的安全与经济性。为扭转压气机进气系统的不完善而导致的不利局面，并极大增加机组维护工作量。针对目前压气机进气滤网压差频繁超限问题，对其进行充分研讨，望通过一些技术手段及改造使得压气机进气系统的稳定性、经济性以及效率有所提高。

(二)改造方案。

1.沙尘、柳絮的防治。北京地区春季的柳絮期是对燃机进气系统的一个重大考验，加装全封闭、可水洗、易拆卸式不锈钢防柳絮网(后简称“防尘网”)，在过滤柳絮的同时，亦可除到较大颗粒的灰尘。在燃机压气机入口周围进行防尘网钢结构的设立，钢结构的基础土建工作易于开展，不会影响附近其他设备的安全运行，技术方案的设计与现场实际相符合，完全可以在不影响机组稳定运行的基础上进行工作。在燃机压气机罩壳外围设置钢结构支撑，用于放置模块化的滤网；并在钢结构顶层处，用不锈钢板制作挡水沿，防止雨水沿滤网流入压气机吸气口。

目前，北京某电厂防尘网已投入实际使用，通过运行维护效果来看，其带来的收益是巨大的，结合检修人员每天三次的滤网清理，对压气机粗滤、精滤的保护显而易见，初步估计加装防尘网后，节约掉的大量滤网成本，加上其使得滤网压差能够得到有效保障，确保机组处于良好出力状态给机组带来的收益。

2.雨、雪、雾霾天气的应对。由于雾霾的治理难度较大，那么应对季节变化带来的对燃机压气机的影响的治理将尤为重要；除加装顶部挡水棚、防水檐及引水槽外，将利用原防柳絮网框架安装除雾器，进一步减少雨雪吸入量，降低过滤器内部湿度，延缓精滤压差增长速率。

压气机进气过滤器四周采用封闭式结构，原料空气从顶部进入，由于四周封闭，气流流速较缓慢，特别是雨雪天气，水汽含量较多的空气被过滤器吸入，造成精滤滤筒压差上升较快，影响过滤效果，降低机组出力，经实际检查发现，空气中水分较多，会使灰尘在精滤滤筒上的附着能力加强，压气机反吹扫效果下降，即使滤筒重新干燥后，仍会使精滤差压形成不可恢复的升高，减少精滤的使用寿命。

利用压气机原有的防尘网钢架结构，并依据其尺寸，在压气机进气过滤器前设计安装水气分离器，水气分离器在雨雪天气带来的效果，尤其是大到暴雨天气会很明显，空气中的大部分水分可以通过水气分离器分离排走，减少进入到精滤的水分，从而保证精滤的过滤效果，延长精滤滤筒的使用寿命，以达到节约维护成本并保障机组长周期稳定运行的目的。

因为每年气候的变化与降水量的变化不定，而水气分离器在雨雪天气才能发挥效应，故很难准确其带来的经济效益，但保守估算每年雨季，水气分离器至少能发挥两次明显效益，从直观来看，降雨时其对机组出力起到了保障作用，从长远来看，其减小了降雨对精滤带来的几乎不可恢复的一次性污染，间接延长了精滤使用寿命。

3.暴雪、严寒天气。北方地区时常出现大雪、大幅降温天气，燃机进气系统压气机抽取大量外部空气，造成燃机进气滤网外部临时滤网短时产生较多积雪，人员频繁清扫，另外，随着降雪融化，空气湿度不断加大，燃机精滤压差也会呈现不断恶化趋势，燃机压气机滤网压差大会导致机组正常运行负荷无法得到保障。

改造中在压气机周围附近加装暖风机，将暖风机出口方向与自然风向顺向，使得暖风机热风更有助于混入压气机入口空气，提高使用效率。暖风机热媒进出口管路设置阀门，用于调整不同环境条件下，不同位置暖风机热媒介质的分配，为暖风机制作正式固定底座，保障风机放置平稳，电动机设置防护罩，用于防雨雪及防误碰，并做好防护隔离措施。

加装暖风机可以抑制潮湿天气精滤压差的恶化，燃机压气机滤网使用效果切实得到显著提高，极端天气下燃机安全稳定运行得到有效保障，减少了因天气原因导致机组出力不足带来的大量效益损失。

(三)效益分析。压气机进气系统优化后，第一，增强燃机进气系统对恶劣天气的抵抗能力，使机组运行更加安全、可靠；第二，带来最直观的效益时提高进气质量，延缓粗、精滤芯压差增长速度，延长了粗滤、精滤的使用寿命，也间接减少了压气机在线维护的难度，减少了维护人员的工作量，这都将带来一些隐形的维护费用的节省，减少维护成本；第三，进气系统的完善也将提高燃机的空气质量，对燃机的高温热部件也间接起到了保护作用，减轻压气机叶片脏污程度，降低压气机的耗功，维持机组高效运行，同时也节省叶片清洗的开支。

四、结语

本文通过对燃机电厂进气系统空气过滤装置的介绍以及进一步优化升级改造与维护带来的经济性效果，压气机进气系统的优化将会降低燃机因压气机滤网差压问题出力受阻的几率，减少季节与气候的变化对燃机机组运行带来的影响，保障了机组的运行出力，保障机组效率最大化，达到了保障机组长周期安全稳定运行的目的，能够更好、更稳定地为社会提供电力保障，更加便于检修和维护，这也将为电厂带来更多的经济效益以及正面的社会影响。