一种压气机抽气加热的燃气轮机进气滤芯防冰防湿装置

摘要

本发明公开一种压气机抽气加热的燃气轮机进气滤芯防冰防湿装置，涉及燃气轮机相关技术领域；包括安装于燃气轮机进气滤芯之前的进气加热装置，所述进气加热装置通过管道连接有三通管，所述管道上设置有控制阀门、排污阀和压力变送器和温度变送器；所述三通管的第一端通过第一手动阀门与所述管道连接，所述三通管的第二端连接有第二手动阀门，所述三通管的第三端与压气机的出气管路固定连接。本发明提供的压气机抽气加热的燃气轮机进气滤芯防冰防湿装置，改变了传统的进气加热投运的边界条件，防冰能耗降低80％以上；不仅能有效地防止进气滤芯的冰堵和湿堵，而且也能有效地防止进气消音器和进气喇叭口处的结冰。

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机相关技术领域，特别是涉及一种压气机抽气加热的燃气轮机进气滤芯防冰防湿装置。

背景技术

燃气轮机是以空气为工质。这就要求燃气轮机的空气净化程度比较高，一般过滤精度＞F7(EN779-2012)，需要安装过滤精度＞F7(EN779-2012)的高中效空气过滤器；同时又要求进气系统进气压降＜1300Pa，否则会影响到燃机的出力和效率。

虽然各国对燃机进气系统都要求能防冰，并且一般都带有由燃机本身压气抽气加热的进气防冰装置。但是，目前所设计配套的进气防冰系统只是考虑进气系统消音器和进气喇叺口处的防冰，不考虑进气滤芯的防冰，认为可以用进气系统自带的脉冲反冲洗来清除掉滤芯上的结冰，因此把进气防冰加热器都放在进气消音器之前，进气滤芯之后。认为脉冲反冲洗能夠清除掉滤芯上的冰霜，然而脉冲反冲洗并不能清除掉滤芯上的结冰。

进气滤芯结冰会造成进气压降升高，影响燃机的出力和燃耗。结冰轻微时燃机只能降负荷运行，结冰严重时不得不停机。至于进气滤芯的湿堵，其危害与结冰堵塞是一样。业内人士和各滤芯制造商都认为是现有滤芯的滤材不防湿，因而在研制所谓的“防湿滤芯”，但是没有一例能防止滤芯的湿堵。

进气滤芯形成冰堵和湿堵的原因与传统的认知有着根本的不同：理论和实践证明：当大气的相对湿度Φ＞90％RH时，湿空气的干球温度T

进气滤芯发生冰堵或湿堵，都会大幅降低进气滤芯的使用寿命。燃机进气滤芯的冰堵和湿堵，已经困惑了燃机界数十年，成为一项世界级技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种压气机抽气加热的燃气轮机进气滤芯防冰防湿装置，以解决上述现有技术存在的问题，能有效地防止进气滤芯的冰堵和湿堵，而且也能有效地防止进气消音器和进气喇叭口处的结冰。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种压气机抽气加热的燃气轮机进气滤芯防冰防湿装置，包括安装于燃气轮机进气滤芯之前，即进气滤芯外侧的进气加热装置。将进气加热装置移至进气滤芯前，不仅可以防止进气滤芯结冰，而且可以防止进气消音和进气喇叭口结冰；所述进气加热装置通过管道连接有三通管，所述管道上设置有控制阀门、排污阀和压力变送器；所述三通管的第一端通过第一手动阀门与所述管道连接，所述三通管的第二端连接有第二手动阀门，所述三通管的第三端与压气机的出气管路固定连接。防冰防湿的必要条件从传统的￠＝67％RH改为￠＝(88～90)％RH可调，能节约大量的能源而同样可以防冰防湿；温控阀的开启和关闭，必须缓慢进行，一般从全关到全开，或者从全开到全关要10分钟以上，这样设计防冰防湿控制系统与机组控制系统互不干扰。

可选的，所述进气加热装置包括固定设置于进气滤芯外侧的多个喷嘴，所述喷嘴通过管路与所述管道连通，所述喷嘴处设置有温度变送器。所述喷嘴与压气机抽气接口相连接，能够适时适量地释放来自压气机的高温低压热空气，并通过控制系统/温控阀对进气滤芯进行适时适量地加热，以避免湿空气在任何时候不在进气滤芯中生成冷凝水，从而不会使进气滤芯形成冰堵和湿堵；所述进气滤芯设置于进气过滤器箱体内；所述进气过滤器箱体内设置有温湿度变送器和粉尘浓度变送器。

可选的，所述控制阀门包括设置于管道上的气动切换阀和气动调节阀，所述管道上还设有压力传感噐和温度变送器。

可选的，所述管道上安装有孔板流量计。

可选的，所述管道一侧设置有控制箱，所述控制箱电连接有气象站；所述控制箱内设置有与所述压气机和进气加热装置电连接的控制系统。

可选的，所述气象站内安装有控制系统所必须的温湿度传感器。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明能大幅降低燃机进气防冰能耗。本发明增加了进气三通管和手动阀门，为该抽气系统提供备了用接口，为抽气再增加其他功能(如抽气仪表风)、抽气制氧、抽气制氮用；粉尘变送器的设置为保护整个进气系统的安全可靠用；增加了气象站，提高了温湿度测量的科学性和准确性；增加了排污阀，提高了本发明装置的可靠性；增加了粉尘浓度变送器，附加了进气系统必不可少的可靠性；科学地优化了防冰防湿投运的边界条件，节能效果更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明压气机抽气加热的燃气轮机进气滤芯防冰防湿装置结构示意图；

其中，1-进气滤芯、2-喷嘴、3-管道、4-温度变送器、5-进气过滤器箱体、6-温湿度变送器、7-粉尘浓度变送器、8-三通管、9-排污阀、10-压力变送器、11-气动切换阀、12-气动调节阀、13-预留调压口、14-第一手动阀门、15-第二手动阀门、16-孔板流量计、17-控制箱、18-气象站。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种压气机抽气加热的燃气轮机进气滤芯防冰防湿装置，以解决上述现有技术存在的问题，能有效地防止进气滤芯的冰堵和湿堵，而且也能有效地防止进气消音器和进气喇叭口处的结冰。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

名词解释：

燃气轮机进气滤芯：指安装在燃气轮机进气系统中的空气过滤器，有时又称进气滤芯。

防冰：指在冬季防止燃气轮机进气系统空气过滤器(滤芯)上冰霜的形成。

防湿：指在阴湿天气防止燃气轮机进气系统空气过滤器(滤芯)形成的湿堵。

脉冲反吹系统：指一种自洁式空气过滤器带有的用压缩空气对进气滤芯进行的有时序的、脉冲式的、自里向外的自动清灰系统。

干球温度T

露点温度T

相对湿度￠：空气中水汽压与相同温度下饱和水汽压之比，一般用％RH表示。

滤芯后温度T

如图1所示，本发明提供一种压气机抽气加热的燃气轮机进气滤芯防冰防湿装置，包括安装于燃气轮机的进气滤芯1之前，即进气滤芯1外侧的进气加热装置，进气加热装置包括固定设置于进气滤芯1外侧的多个喷嘴2，喷嘴2通过管路与管道3连通，喷嘴2处设置有温度变送器4；进气滤芯1设置于进气过滤器箱体5内；进气过滤器箱体5内设置有温湿度变送器6和粉尘浓度变送器7，保护整个进气系统的安全可靠，将进气加热装置移至进气滤芯1前，不仅可以防止进气滤芯1结冰，而且可以防止进气消音和进气喇叭口结冰；进气加热装置通过管道连接有三通管8，为今后增加压气抽气其他功能用，管道3上设置有控制阀门、排污阀9和压力变送器10，排污阀9设置于管道3最低处，提高了系统的可靠性；控制阀门包括设置于管道3上的气动切换阀11和气动调节阀12，管道3上还设有预留调压口13；三通管8的第一端通过第一手动阀门14与管道3连接，三通管8的第二端连接有第二手动阀门15，三通管8的第三端与压气机的出气管路固定连接。本发明适时适量地在进气滤芯1前对进气加热，不仅同时防止燃气轮机进气滤芯、消音器和进气喇叭口的结冰，而且能防止滤芯的湿堵。管道3上安装有孔板流量计16，可以测量压气机抽气量。管道3一侧设置有控制箱17，控制箱17电连接有气象站18；控制箱17内设置有与压气机和进气加热装置电连接的控制系统。控制箱17内有一个智能温控系统，进气温升为T

计算分析表明：装有进气滤芯1的进气系统中，消音器和进气喇叭口处由于空气流速很高，冰霜不可能堆积成块，细微的冰粒不会对燃机造成危害，这些部位并不需要加热防冰；进气系统需要防冰的部位是进气滤芯，而滤芯发生冰堵和湿堵的条件是相对湿度￠＞90％RH，这时T

具体的，本发明工作过程简述如下。机组在运行中，防冰防湿装置处于自动状态；当安装于“气象站”内的温/湿度仪表检测到T

本发明有非常好的经济效益和社会效益，降低了进气压降，提高了机组的出力，降低了机组的燃耗；延长了进气滤芯的使用寿命；理论计算和现场实际测量都证明：每10MW燃机进气防冰加热投运时要消耗约200KW的热能，这时燃机要多消耗天然气约70Nm

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“笫二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。