燃气轮机与空压机入口过滤

 

许多工厂，昂贵的空气动力设备是必须常年运转的关键设备。初效空气过滤器   为了确保它们无故障、高效率运行，最大限度地减少停机次数和维护工作量，就要在空气吸入口设置空气过滤装置，以减少粉尘对设备的破坏。

粉尘的危害

对于高速运行的空气动力设备，粉尘的三种危害：

结垢 — 小颗粒粉尘（粒径<5mm）在设备内部形成坚实的结垢，这些结垢影响气流运动，造成设备运行效率降低，使“喘振曲线”漂移，有时还会破坏“动平衡  初效空气过滤器  ”。

磨损 — 大颗粒粉尘（粒径≥5mm）撞击叶片和气流通道，造成表面磨损。

腐蚀 — 腐蚀性粉尘引起设备化学腐蚀。

过滤器的选取

选用什么结构和效率规格的过滤器，没太多道理好讲。你的经验、同行的招数、他人的做法，加到一起，就形成了燃气轮机和空压机五花八门的过滤装置。

国外和进口燃气轮机与离心式空压机最常用的末端过滤器效率规格为F7（比色法85%），这种效率过滤器能保证设备叶片上5年内没有明显结垢。如果要求再高些，可选用F8效率过滤器  初效空气过滤器 。粉尘对大型轴流鼓风机的危害主要是磨损而不是结垢，因此过滤器的效率可以低一些，常见的是F5和F6效率过滤器。

新建项目，如果资金许可，应设计大一点的过滤器，即选用大号的“口罩”。背着抱着一样沉，开始多花钱（建造），就那么一次，日后多花钱（备件），老是个话把。

 

多级过滤

钢结构或砖混结构外壳，内部有2～3级 过滤段，每个过滤段有若干标准过滤元件。

最末一级过滤器的过滤效率为F7或更高，前面的起保护作用（预过滤），使被保护的过滤器要有足够长的使用寿命。预过滤器要有合适的过滤效率，供货方便，价格合理。

典型的过滤段布置为：

第一级，效率G3，袋式过滤器，可以重复使用。

第二级，效率F6，袋式过滤器。

末级，效率F7，无隔板过滤器，高强度结构。

多级过滤是燃气轮机与大型空压机最常见的过滤结构。这种结构的造价可以很便宜，也可能非常昂贵，取决于过滤室的结构。用户可以自行设计建造过滤室，无须委托专业过滤器厂家，除非你想图省事   初效空气过滤器。

第一级过滤元件可以有多种形式，最经济实用的是有效过滤面积足够大、可以清洗、低效率、便宜的一般通风用袋式过滤器。一些进口装置的第一级为惯性除尘装置，那种装置只适合沙漠地带，在我国的城市环境中没起什么好作用，明白的用户纷纷将惯性除尘过滤段拆除了。

末级过滤器至关重要。选预过滤可能马虎些，选用末级过滤器备件时绝不能马虎。要确保过滤效果（过滤效率）和产品的可靠性。

 

自洁式过滤器

过滤元件为若干刚性筒状过滤器，滤筒积灰后，阻力上升，当阻力过高时，脉冲反吹系统启动，气流自滤筒内部反向冲击滤筒，滤筒上多余的灰尘被吹落，阻力随之回落。这种过滤器的过滤元件使用寿命为1～3年。

自洁式过滤器的最大卖点是“零维护”，过滤元件使用寿命长，更换过滤元件时无须停机。它的最大缺点是价格高。

自洁式过滤器最适合用在干旱地区。因过滤元件中仅有一层较薄的滤纸，这种过滤器会受到某些使用场合的限制，如：潮湿多雨，空气中含有机物（燃烧烟雾、汽车尾气），可能出现“冻雨”或“雾松”的地方  初效空气过滤器 。

 

布袋除尘器

80～90年代，许多大型离心式空压机采用布袋除尘器。布袋除尘器比油浸式过滤器和卷帘过滤器强多了。如果用过滤器的测试方法去测量布袋除尘器的效率，其规格大致相当于F5。

布袋除尘器的目的是将高浓度的烟尘处理到达到排放标准的程度，而过滤器是将已经远远高于排放标准的空气处理到更加干净的程度。如果过滤器厂家不那么懒惰，除尘器也占不了空气动力设备这块地盘。

 

小型离心空压机过滤装置

每个24”×24”过滤元件的过滤风量为3400m3/h，如果空压机的风量不大，可以用几个过滤元件拼装比较简单的过滤箱。

例如，两级过滤器紧靠在一起，预过滤采用低效率平板过滤器，末级采用结实的有隔板或无隔板过滤器。这种过滤装置的优点是结构简单、制作容易、价格便宜，缺点是第一级过滤器的有效过滤面积小，因此使用寿命短  初效空气过滤器。

 

部分考虑事项

过滤风量

过滤器是“口罩”，它本身没有动力，动力来自设备吸入口的负压。对于使用者和过滤器厂商来说，当然是口罩越大越好。在燃气轮机和空压机入口过滤器的设计中，经常见到保守设计（Over-designed），有时甚至是双倍保险设计（double-designed）。但是，有些业主更注意价格，价格越侃，口罩越小。有时用户报怨过滤器使用寿命短，其原因其实是口罩太小的缘故。

消声

当流量大于50000m3/h时，过滤器与设备间的风道中应设置消声器，以降低由燃气轮机和空压机管道传出的噪声。否则，更换过滤元件的操作环境会非常恶劣，你就是把劳模找来，他也不会仔细操作。

喘振

当高速气流在叶片表面产生“边界层脱流”，设备会发生“喘振”。喘振有多种表现形式，其中之一是气流倒流，此时，高速、高温的喘振倒可能会破坏与倒流首先接触的末级过滤器。喘振属于燃气轮机和空压机事故，其原因多数在于设备本身或运行工况，过滤器只是牺牲品。

从安全考虑，最末一级过滤器应抗冲击、耐温、无可燃材料。为防止可能的破碎物进入风道，末级过滤器后的气流应水平或向上进入风道，风道必须设在末级过滤器下方时，应有阻挡杂物的措施。

在有些大型过滤器设计中，过滤器与主风道的结合处设有向外打开的泻压门，以减轻喘振倒流对过滤器的威胁。

一般情况下，喘振与过滤器的优劣无关。但发生喘振事故后，过滤器经常被提审，尤其当喘震倒流使过滤器遭到破坏时。

不停机更换过滤器

许多空气动力设备常年不停机，操作者需在设备运行状态下更换过滤元件。

更换过滤元件时气流短时间短路，这对设备影响不大。我敷衍客户的话是，若过滤效率为95%，意味着仍有5%的粉尘跑了，更换过滤器时多跑了1%，无所谓。

大多数过滤装置都允许在不停机的状况下更换过滤元件。此时惟一需要注意的是安全。

大型过滤装置的出风口处应设置钢网，以防工具、手套等物品吸入空压机。

在有杨柳絮的场合，最好选用多级过滤装置，或在进风口处加金属护网。

大气压与入口真空度

过滤器设计时，考虑的是实际体积流量，而空气动力设备有时是按标准立方米流量。设计者经常要在两者间进行换算，稍不注意，就可能把自己给绕进去。

海拔高度是影响大气压力的最主要因素，过滤器设计者应尽可能地掌握现场大气压参数。此外，当用户的风量单位是标准立方米时，你还要注意环境温度对实际风量的影响。

一般情况下，除了对大气压的考虑，燃气轮机与空压机入口允许2000～3000Pa的真空度。影响入口真空度的主要因素有：过滤器阻力、风道阻力、消声器阻力、差压测点的位置。在允许真空度的范围内，设备应正常工作，不因真空度变化而产生喘振。