燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)的配置和運(yùn)行維護(hù)

黃乃成，周樂平(.中國電建集團(tuán)國際工程有限公司，北京 00036；.華北電力大學(xué) 能源動力與機(jī)械工程學(xué)院，北京 006)

燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組具有發(fā)電效率高、污染物排放低、建造周期短、占地面積小、耗水量少和運(yùn)行調(diào)節(jié)靈活等特點(diǎn)。目前，燃?xì)廨啓C(jī)電站的發(fā)電量約占全球總發(fā)電量的23.1%[1]，最先進(jìn)的H(J)等級的機(jī)組單機(jī)容量大于500 MW，聯(lián)合循環(huán)效率大于63%[2]。燃?xì)廨啓C(jī)是精密的高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械，燃燒及做功過程需消耗大量的空氣，若所吸入的空氣中攜帶過多的灰塵(粒徑在1～100 μm范圍內(nèi))或有大顆粒雜質(zhì)(粒徑大于等于1 mm)，就會影響燃?xì)廨啓C(jī)性能和安全運(yùn)行。首先，灰塵會逐漸附著在壓氣機(jī)葉片上形成污垢，致使壓氣機(jī)的效率、流量、壓比等指標(biāo)降低，極端情況下還會引發(fā)壓氣機(jī)失速喘振或振動故障[3-4]；其次，大的顆粒物會對壓氣機(jī)葉片和透平葉片產(chǎn)生擦傷和侵蝕，造成葉片壽命縮短或損壞，影響機(jī)組的性能和可靠性[5-6]。盡管進(jìn)氣過濾系統(tǒng)占聯(lián)合循環(huán)電站總投資的比例并不高，但進(jìn)氣系統(tǒng)導(dǎo)致的燃?xì)廨啓C(jī)故障時有發(fā)生，且進(jìn)氣空間的限制致使后續(xù)維修改造極其困難，因而得到廣泛關(guān)注。目前有些文獻(xiàn)在燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)引發(fā)的故障和進(jìn)氣濾網(wǎng)更換周期優(yōu)化方面做了研究，但文章多數(shù)都是針對某一具體問題展開討論，對問題產(chǎn)生的機(jī)理和根源，即進(jìn)氣過濾的原理和進(jìn)氣系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，以及在運(yùn)行維護(hù)過程中如何避免或減少問題的產(chǎn)生尚未有系統(tǒng)性分析和總結(jié)。基于此，本文解構(gòu)了國內(nèi)外燃?xì)廨啓C(jī)廠商主流機(jī)組的進(jìn)氣過濾系統(tǒng)所采用的典型配置方案，分析闡述了進(jìn)氣過濾的機(jī)理和關(guān)鍵技術(shù)，介紹了通用的過濾器選型和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，最后通過案例分析總結(jié)了進(jìn)氣過濾系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行維護(hù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)配置和運(yùn)行維護(hù)提供參考。

1 進(jìn)氣過濾系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

進(jìn)氣系統(tǒng)整體上是一個大的封閉空間，一般由過濾段、消音段、進(jìn)氣通道和進(jìn)氣室組成，典型的進(jìn)氣裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 進(jìn)氣過濾系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure of air inlet filtration system

空氣由過濾段前端的進(jìn)氣防雨罩吸入，之后經(jīng)防蟲網(wǎng)再進(jìn)入到過濾段。在潮濕多雨地區(qū)，為防止空氣攜帶大量的水汽進(jìn)入過濾器，通常會在防雨罩上同時設(shè)置水滴分離器和聚結(jié)過濾器?？諝馔ㄟ^一級或多級過濾器，過濾掉其中絕大多數(shù)的微粒，保護(hù)壓氣機(jī)葉片不被磨損、腐蝕和結(jié)垢。除濕和過濾可單獨(dú)布置，也可綜合布置。在寒冷地區(qū)，通常還須在過濾段前加裝空氣加熱裝置，以防止水汽結(jié)冰覆蓋住過濾器影響進(jìn)氣流量。加熱裝置的熱量來自壓氣機(jī)中間抽氣，熱空氣通過噴嘴噴射到過濾器前的整個進(jìn)氣空間。消聲段布置在過濾器與進(jìn)氣彎道之間，消聲器按類別區(qū)分主要有阻性消聲器、抗性消聲器以及阻抗復(fù)合型消聲器[7]。阻性消聲器主要特點(diǎn)是對聽覺上較為刺耳的高頻噪音有突出的消聲作用，因而進(jìn)氣系統(tǒng)通常采用阻性消聲器。消聲器之后的進(jìn)氣通道包含進(jìn)氣彎道、直管段、膨脹節(jié)和擋板門等部件，對過濾后的空氣進(jìn)行導(dǎo)流和整流。膨脹節(jié)位于擋板門之前，進(jìn)氣系統(tǒng)與壓氣機(jī)之間的振動是通過織物膨脹節(jié)吸收的。擋板門位于壓氣機(jī)錐形進(jìn)氣室上游的直管段上，由電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)停機(jī)時，關(guān)閉擋板門以防止?jié)窨諝膺M(jìn)入壓氣機(jī)，同時保證停機(jī)時干燥系統(tǒng)能對燃?xì)廨啓C(jī)通流部分的空氣進(jìn)行有效的干燥。

2 進(jìn)氣過濾的機(jī)理及型式

2.1 過濾的機(jī)理

考慮到燃?xì)廨啓C(jī)的地理位置、周邊的生產(chǎn)活動和氣候季節(jié)性變化等因素，進(jìn)氣系統(tǒng)吸入的空氣可能含有的介質(zhì)包括固體顆粒、氣體和液體，如昆蟲、花粉(絮)、海鹽、水汽、灰塵、沙子、工廠排氣、含有石油和燃料蒸汽的廢氣、顆粒以及化學(xué)品和各種工業(yè)副產(chǎn)品等。

空氣中的微粒一直在作布朗運(yùn)動，微粒與過濾纖維間還存在范德華力和表面靜電相互作用。根據(jù)空氣中微粒分散度、物理化學(xué)特性和帶電狀況，過濾器可歸納為5種基本過濾機(jī)制：慣性碰撞、攔截效應(yīng)、擴(kuò)散、篩除和靜電效應(yīng)[8]。慣性碰撞是指氣流沿過濾纖維繞流時，大而重的微粒(粒徑大于 1 μm)因慣性直線運(yùn)動脫離流線，直接撞擊并附著在過濾纖維上。攔截是指中等大小的微粒(粒徑在0.5～1.0 μm之間)在氣流中沿流線運(yùn)動接觸到過濾纖維并被截留。擴(kuò)散是指粒徑在0.5 μm以下的微粒做布朗運(yùn)動而撞擊到過濾纖維并被捕獲的過程。篩除是指過濾纖維之間的空隙小于顆粒本身，導(dǎo)致微粒流經(jīng)時被捕獲和夾持。靜電效應(yīng)是指粒徑在0.01～1.00 μm范圍的帶電微粒在流經(jīng)靜電紡絲纖維時在靜電的作用下被吸附。過濾器所采用的過濾機(jī)理取決于介質(zhì)通過的速度、纖維大小、介質(zhì)的堆積密度、顆粒大小和靜電電荷，在單一過濾器中通常綜合運(yùn)用了各種過濾機(jī)理。

2.2 過濾器的濾材和型式

濾紙是過濾器的核心，濾紙?zhí)匦灾苯雨P(guān)系到過濾系統(tǒng)的性能，過濾材質(zhì)已從全植物纖維濾紙、非植物纖維復(fù)合濾紙、全非植物纖維濾紙發(fā)展到了納米纖維復(fù)合濾紙[9]。為滿足性能、加工和使用壽命需要，濾紙除了要有一定的耐濕性、耐腐蝕性、耐熱性等，還要滿足耐破度、彎曲挺度、厚度、透氣度和孔徑等指標(biāo)要求。濾芯內(nèi)部濾紙的褶皺方法對過濾器的結(jié)構(gòu)阻力有影響，也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)[10]。例如針對纖維和易結(jié)塊顆粒，較寬的褶皺間距其脈沖清洗效率更高。國內(nèi)外過濾產(chǎn)品的差距主要體現(xiàn)在濾材和阻力特性這兩方面。近年來以靜電紡絲納米纖維膜覆由纖維素、聚酯和聚酰胺組成的粗纖維基材的過濾材料成為研究熱點(diǎn)。利用靜電紡絲法制得的納米纖維膜具有表面積大、纖維直徑小(0.2～0.3 μm)、孔隙率高、多孔互連結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，在微粒捕捉方面優(yōu)勢明顯，因而靜電紡絲過濾器具有良好的過濾性能[11]。

為了滿足不同運(yùn)行環(huán)境、檢修維護(hù)間隔和空氣潔凈度的要求，生產(chǎn)商開發(fā)了多種不同類型的過濾器。粗過濾器通常放置在聚結(jié)過濾器之后，以清除空氣中較大的顆粒雜質(zhì)(粒徑在2～10 μm范圍內(nèi))，該類型過濾器一般由粗合成纖維濾紙嵌入在一次性的矩形框架結(jié)構(gòu)中，為了增大容塵量和減小過濾壓力損失，粗過濾器通常做成濾袋的形式以增大過濾面積。中、高效過濾器在多級組合式過濾系統(tǒng)中布置在粗過濾器之后，目的是為了清除粗過濾器無法過濾掉的亞微米級顆粒雜質(zhì)，這些細(xì)小雜質(zhì)可能會引起葉片腐蝕、結(jié)垢和冷卻通道堵塞。根據(jù)EN 1822-1:2009，高效過濾器可分為EPA、HEPA和ULPA 3個等級，最低過濾效率分別為85.0%、99.95%和99.999 5%[12]。

過濾器可以做成不同的型式：矩形板式、圓柱筒式和袋式。按照過濾器是否可重復(fù)利用的標(biāo)準(zhǔn)，可將其分為靜態(tài)過濾器和自清潔過濾器。對于靜態(tài)過濾器，當(dāng)它積累到一定容塵量或過濾壓力損失后就需要對其進(jìn)行更換，以便進(jìn)氣系統(tǒng)重新恢復(fù)過濾能力。靜態(tài)過濾器一般使用矩形框褶皺或W型無隔板玻璃纖維濾紙，采用深層過濾方式，粉塵顆粒會滲透并累積到濾料基底深處，堵住氣流通路。自清潔過濾器通常做成圓筒狀，濾紙密集折疊繞筒環(huán)布一圈，濾筒內(nèi)外以金屬網(wǎng)將濾紙固定。為消除傳統(tǒng)濾紙中灰塵粒子被截留在濾材孔隙里難以反吹清除的問題，自清潔過濾器一般采用納米纖維復(fù)合濾紙，該濾紙將灰塵粒子捕集在濾材表面，減少粒子向?yàn)V材深處穿透，這種表面過濾的特性使得捕集的灰塵粒子在脈沖反吹的過程中更容易脫除。當(dāng)過濾器的壓力損失達(dá)到某一閾值，利用從濾筒由內(nèi)向外反吹脈沖壓縮空氣，清除濾紙表面積累的容塵，使得過濾器重新恢復(fù)一定的壓力損失，濾芯可多次重復(fù)利用。

3 過濾器的性能評價(jià)及選型

3.1 過濾器的性能指標(biāo)

過濾器的評價(jià)需考慮多方面因素，在工業(yè)應(yīng)用中主要考慮以下幾個性能指標(biāo)：迎面風(fēng)速、壓力損失、容塵量、過濾效率。

a) 迎面風(fēng)速。過濾器的分級都是基于額定風(fēng)量或試驗(yàn)風(fēng)量確定的，風(fēng)量等于過濾器迎面風(fēng)速乘以過濾器迎風(fēng)面積。迎面風(fēng)速高，大顆粒慣性過濾效應(yīng)增強(qiáng)；迎面風(fēng)速低，微小顆粒擴(kuò)散過濾效應(yīng)增強(qiáng)。過濾器壓力損失與迎面風(fēng)速的平方成正比，因此迎面風(fēng)速不宜過高，一般不超過3 m/s。

b) 壓力損失?？諝馔ㄟ^過濾器的雜亂纖維后會有一定的壓力損失，其與過濾效率成正相關(guān)性。當(dāng)進(jìn)氣壓力損失增大時，過濾器后的進(jìn)氣壓力和密度均降低，空氣質(zhì)量流量減小,為維持燃?xì)廨啓C(jī)出力和排氣溫度平穩(wěn)，壓氣機(jī)的壓比就要增大，須消耗更多壓縮功，因而會降低燃?xì)廨啓C(jī)的效率。

c) 容塵量。在額定風(fēng)量下，隨著過濾器不斷地捕集灰塵顆粒，慢慢地會達(dá)到“滿塵”狀態(tài)，這時它的壓力損失會達(dá)到一個設(shè)定值。根據(jù)過濾材質(zhì)的不同，過濾器的容塵有2種形式:一種是微粒逐漸地嵌入到濾紙纖維層中間去；另一種是微粒大部分積聚在濾紙纖維表面，只有很少一部分能夠穿透到纖維層中。容塵量越大，過濾器更換的頻次越低。

d) 過濾效率。過濾效率η是一個廣義的概念，微粒重量、體積或粒子數(shù)Xout與進(jìn)入過濾器的原始量Xin和過濾效率η的關(guān)系為

(1)

過濾效率可以用幾種方式來表達(dá)：最大效率、最小效率和全生命周期平均效率。有些過濾器在初始使用階段對微小顆粒的過濾作用非常弱，但是隨著過濾纖維捕獲了一些顆粒，反而逐漸能捕集之前無法捕獲的微小顆粒了，這樣它的平均效率是要高于初始效率的。過濾效率也隨顆粒大小而變化，通常對小顆粒的過濾效率較低，對大顆粒的過濾效率較高;因此，在討論過濾效率時須與規(guī)定的粒度范圍和流速相關(guān)聯(lián)。目前國內(nèi)外比較通行的通風(fēng)用空氣過濾器標(biāo)準(zhǔn)的分級和對比關(guān)系參見文獻(xiàn)[13]。

通常在選擇過濾器產(chǎn)品時，除以上指標(biāo)外，還需考慮過濾器的耐用性、維修更換的便捷性和較低的操作限制，以便實(shí)現(xiàn)靈活的運(yùn)行調(diào)整和較低的運(yùn)行維護(hù)支出。

3.2 過濾器性能對燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行的影響

過濾器對燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行的影響可概括為3個方面：熱效率、出力和運(yùn)行安全。

過濾器能夠保護(hù)通流部分，如果空氣潔凈度不夠會導(dǎo)致壓氣機(jī)葉片磨損和結(jié)垢，使壓氣機(jī)的氣動性能偏離流體設(shè)計(jì)工況，引起通流效率和喘振裕度的下降。結(jié)垢的嚴(yán)重程度及結(jié)垢部位與顆粒物大小有直接關(guān)系，沉積速率與顆粒物初始濃度和表面粗糙度等成正比[14]。文獻(xiàn)[15]研究發(fā)現(xiàn)結(jié)垢對壓氣機(jī)壓比影響最大，效率次之，質(zhì)量流量最小。

粗過濾器的壓差在其前90%壽命周期增長平緩,之后開始快速增長；精過濾器的壓差在總壓差中占比較大，但在運(yùn)行周期內(nèi)一般上升幅度很小。過濾器的壓差通過壓差變送器將信號傳送到控制系統(tǒng)，當(dāng)壓差到達(dá)某一設(shè)定值時，機(jī)組需降負(fù)荷運(yùn)行；壓差進(jìn)一步增長到極端情況設(shè)定值后需立即停機(jī)處理。正常情況下過濾器的總壓力損失一般在300～1 000 Pa范圍內(nèi)，對于簡單循環(huán)，進(jìn)氣壓力損失每增加250 Pa，出力將會降低0.4%，熱耗增加0.1%[2]；但在此范圍內(nèi)壓力損失對聯(lián)合循環(huán)機(jī)組熱耗和出力的影響并不明顯[16]。IGIE、ELSAWY和楊小軍等研究發(fā)現(xiàn)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組配置高效的過濾系統(tǒng)比配置低效的過濾系統(tǒng)性能更好，盡管高效的過濾系統(tǒng)壓力損失更大[17-19]。

若因過濾器壓差過大導(dǎo)致非計(jì)劃停機(jī)，機(jī)組軸系和葉片壽命會因燃?xì)廨啓C(jī)啟停次數(shù)的增加而受影響。此外，灰塵在壓氣機(jī)上產(chǎn)生磨損或結(jié)垢，會改變壓氣機(jī)的氣動特性甚至引發(fā)振動故障，灰粒在熱通道上沉積還會引起葉片熱腐蝕。含金屬無機(jī)鹽的微粒在燃燒過程中與硫和氧發(fā)生反應(yīng)，這些無機(jī)鹽燃燒產(chǎn)物會沉積在燃燒室襯套、噴嘴、渦輪葉片和過渡件上，導(dǎo)致這些部件上具有保護(hù)作用的氧化膜的氧化速度數(shù)倍加快，并有可能堵塞透平葉片冷卻空氣孔而使葉片局部過熱被燒損[20-21]。

3.3 過濾器的設(shè)計(jì)選型

不同環(huán)境下過濾器的配置型式不同，運(yùn)行維護(hù)的要求也不同。按照不同氣候條件和現(xiàn)場環(huán)境，可把進(jìn)氣環(huán)境進(jìn)行分類，結(jié)果見表1。

如果選擇了錯誤的過濾系統(tǒng)則可能導(dǎo)致更頻繁的過濾器更換、更高的入口壓力損失、計(jì)劃外停機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)故障，以及相關(guān)的成本或盈利損失。在過濾器的設(shè)計(jì)選型階段，需要考慮氣候條件和主要顆粒物，總結(jié)起來有以下一些選型原則和經(jīng)驗(yàn)：①在多雨雪地區(qū)應(yīng)選擇防雨罩，同時為了防止進(jìn)氣攜帶水汽較多，還應(yīng)配置聚結(jié)過濾器和水滴分離器；②在多昆蟲或多懸浮雜物環(huán)境應(yīng)選擇防蟲網(wǎng)；③在嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)設(shè)置加熱裝置，防止進(jìn)氣系統(tǒng)結(jié)冰堵塞；④在干燥多沙塵地區(qū)，宜選用自清潔過濾器，減少過濾器更換頻率，若機(jī)組需配置進(jìn)氣冷卻裝置保證出力，則應(yīng)考慮設(shè)聚結(jié)過濾器或水滴分離器；⑤在沿?；蚝Ｑ蟓h(huán)境應(yīng)著重考慮增強(qiáng)配置除濕裝置，適當(dāng)增加在線水洗頻次以防止鹽分沉積；⑥在多細(xì)塵工業(yè)區(qū)或空氣相對濕度較大環(huán)境，宜選擇靜態(tài)過濾器，防止細(xì)塵在過濾器內(nèi)板結(jié)；⑦若過濾效果不理想，在滿足進(jìn)氣壓力損失的條件下可增加過濾器級數(shù)，一般不多于3級。進(jìn)氣系統(tǒng)的主要配置部件如圖2所示。

在進(jìn)行不同進(jìn)氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的對比分析時，可采用過濾器全壽命周期成本分析方法[22]，對設(shè)備的購置成本和廢棄成本進(jìn)行綜合的測算與比較，考慮價(jià)格變化因素后分別折成一個凈現(xiàn)值(net present value,NPV)，各凈現(xiàn)值相加得到一個進(jìn)氣系統(tǒng)的總凈現(xiàn)值fNPV,total，該值最低者為最優(yōu)方案。

(2)

(3)

式(2)、(3)中：C為年運(yùn)行維護(hù)成本；i為折現(xiàn)率；e為價(jià)格增長率；N為運(yùn)營的年數(shù)，j=1,2,…,N；Cb為購置成本；Cd為廢棄成本；fNPV,n為第n年運(yùn)行維護(hù)成本的凈現(xiàn)值。

表1 燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣環(huán)境分類Tab.1 Classification of inlet air conditions

圖2 進(jìn)氣過濾系統(tǒng)部件Fig.2 Air inlet filtration system components

3.4 過濾器的運(yùn)行維護(hù)

系統(tǒng)選型設(shè)計(jì)對過濾器運(yùn)行效果的影響最為關(guān)鍵，但是良好的進(jìn)氣系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作也同樣需要引起重視。標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)氣系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)規(guī)范目前尚未建立，國內(nèi)電廠大都根據(jù)自身情況在摸索如何與本體檢修結(jié)合起來，例如小修前進(jìn)行檢測評估是否更換濾芯，定期對進(jìn)氣壓差進(jìn)行檢查記錄，并根據(jù)壓差變化趨勢預(yù)判濾芯壽命或其他評估決定更換哪一級。對于低位布置的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)，需要在進(jìn)氣口的周圍保持干凈，以免粗過濾器負(fù)荷過重。對于配置自清潔過濾器的進(jìn)氣系統(tǒng)，要充分利用機(jī)組停機(jī)的時機(jī)進(jìn)行過濾器清理反吹，此時進(jìn)氣系統(tǒng)空氣停滯不存在濾網(wǎng)二次吸附的影響，灰塵收集系統(tǒng)可將反吹掉的灰塵充分排出進(jìn)氣系統(tǒng)，增強(qiáng)反吹清潔效果。若當(dāng)?shù)赜酗w絮時節(jié)，要注意及時清理防蟲網(wǎng)上積累的飛絮，以免堵塞進(jìn)氣。在某些空氣濕度相對較大且粉塵較多的時期，為了防止灰塵聚結(jié)，可以優(yōu)化進(jìn)氣加熱系統(tǒng)和反吹系統(tǒng)的控制邏輯，增加投入使用頻率，降低空氣相對濕度以減輕過濾器內(nèi)灰塵結(jié)垢情況，延長濾芯壽命[23]。當(dāng)采取措施提升了過濾器的過濾等級后，壓氣機(jī)通流部分的潔凈度會大大改善，基荷機(jī)組可以適當(dāng)減少在線水洗的頻次。過濾器拆卸檢修期間，人工吹掃過濾器時要防止損壞濾芯，尤其注意濾芯內(nèi)部不要受顆粒物沾污，保證燃?xì)廨啓C(jī)安全運(yùn)行。所有濾筒必須同時更換，如果混用新舊濾芯，氣流會自動通過阻力最小的路徑并繞新濾筒循環(huán)，這會迫使壓氣機(jī)將粉塵顆粒吸入新濾材的深處，導(dǎo)致這些沉積粉塵最終無法通過脈沖清灰進(jìn)行清理，而且這些濾筒容塵會很快飽和，最終需要比原計(jì)劃提前更換。

3.5 案例介紹

以本文第一作者在2017年工作中所參與的工程總承包項(xiàng)目——格魯吉亞某燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電站為例。該GE-6FA.03燃?xì)廨啓C(jī)在進(jìn)氣過濾器選型設(shè)計(jì)時，因未考慮到附近水泥廠粉塵飄散的影響，設(shè)計(jì)參數(shù)Dust Level基準(zhǔn)值為0，即認(rèn)為當(dāng)?shù)乜諝廨^干凈，因而選擇了板式粗過濾器(G4)和脈沖反吹的自清潔筒式過濾器(F9)的簡單組合配置。該機(jī)組在枯水期承擔(dān)基本負(fù)荷，在正常運(yùn)行僅4個多月后，過濾器進(jìn)出口壓差就從350 Pa上升至1 500 Pa，觸發(fā)了進(jìn)氣系統(tǒng)設(shè)置的報(bào)警閾值，機(jī)組被迫停機(jī)檢修。運(yùn)行維護(hù)人員在檢修過濾器時發(fā)現(xiàn)，自清潔筒式過濾器已被大面積的粉塵結(jié)塊所堵塞，反吹也無法清除，因而導(dǎo)致過濾器壓差急劇上升。事后分析認(rèn)為原因如下：由于當(dāng)?shù)乜諝馊昶骄鄬穸容^高(68%)，冬季11月至次年2月的相對濕度最大值可達(dá)95%以上，而過濾器入口也未配置水滴分離器，因此在過濾器內(nèi)存在很多水汽；其次，水泥廠飄散輸送來的無機(jī)污染物黏性粉塵較多，由于粗濾過濾不充分，無機(jī)污染物黏性粉塵在精濾筒內(nèi)吸收水汽而聚結(jié)，反吹系統(tǒng)無法清除，導(dǎo)致過濾器堵塞。在解決方案上曾考慮過將該自清潔過濾器更換為靜態(tài)精濾，但由于靜態(tài)精濾無法在線更換，故空氣質(zhì)量較差時會導(dǎo)致頻繁停機(jī)更換，影響電站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。綜合考慮后對該電站采取的措施為：加裝水滴分離器，粗濾改裝為無隔板(M6)玻璃纖維過濾器，更換新的濾筒，并加大了進(jìn)氣加熱系統(tǒng)的反吹時間和頻次，以降低水汽含量和減少粉塵集聚，延長濾筒更換周期，減少因進(jìn)氣系統(tǒng)性能劣化導(dǎo)致的發(fā)電效率損失、停機(jī)損失和過濾部件頻繁更換的運(yùn)行維護(hù)損失。工程總承包項(xiàng)目中進(jìn)氣系統(tǒng)通常是在燃?xì)廨啓C(jī)廠商的供貨范圍內(nèi)，該項(xiàng)目美國通用電氣公司給出的改造變更報(bào)價(jià)為36萬歐元。改造后運(yùn)行的8個多月時間內(nèi)，進(jìn)氣壓差由初始值380 Pa緩慢上升至700 Pa左右，運(yùn)行效果較之前大有改善。

4 結(jié)束語

燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)的配置選型需要綜合考慮當(dāng)?shù)貧庀髼l件、現(xiàn)場空氣環(huán)境和運(yùn)行維護(hù)經(jīng)濟(jì)便捷等因素，過濾效果主要取決于進(jìn)氣系統(tǒng)的過濾級數(shù)和濾材特性。當(dāng)前采用靜電紡絲工藝生產(chǎn)的納米纖維復(fù)合濾紙能夠滿足進(jìn)氣高效凈化、延長濾芯壽命并顯著節(jié)約成本的要求，但仍需解決效率和壓力損失的矛盾，提高靜電紡絲納米纖維濾材的容塵性能。對不易引起過濾器積垢板結(jié)的進(jìn)氣環(huán)境，選擇自清潔過濾器相比于靜態(tài)過濾器有助于減少濾芯更換次數(shù)，降低更換成本和人工成本的同時縮短停機(jī)時間。了解進(jìn)氣過濾系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)和過濾機(jī)理，總結(jié)運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，有助于工程技術(shù)人員更好地設(shè)計(jì)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)，從源頭上保障機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行并降低后期運(yùn)行維護(hù)成本。