太陽宮電廠燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)過濾器失效分析研究

顧崇廉，房之棟，唐任宗，談立春，張立秋，嚴(yán)志遠(yuǎn)，楊寶軒，王婷

(1.北京太陽宮燃?xì)獍l(fā)電有限公司，北京 100028;2.國電科學(xué)技術(shù)研究院，江蘇南京 210046)

太陽宮電廠燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)過濾器失效分析研究

顧崇廉1，房之棟1，唐任宗1，談立春1，張立秋1，嚴(yán)志遠(yuǎn)2，楊寶軒1，王婷2

(1.北京太陽宮燃?xì)獍l(fā)電有限公司，北京 100028;2.國電科學(xué)技術(shù)研究院，江蘇南京 210046)

對(duì)太陽宮電廠燃機(jī)進(jìn)氣平臺(tái)、過濾器前后的空氣質(zhì)量進(jìn)行了檢測(cè)，并分析了過濾器濾紙表面污染物，結(jié)果表明空氣中含有較多的污染物和揮發(fā)性有機(jī)物，容易相互反應(yīng)生成二次污染物。這些污染物粘結(jié)、積附在濾紙表面，降低反吹效果，由于不斷的反吹，堵塞了空氣流通通道，致使過濾器快速失效。

燃?xì)廨啓C(jī);進(jìn)氣系統(tǒng);過濾器

0 引言

燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)是燃?xì)廨啓C(jī)必不可少的輔助系統(tǒng)之一，進(jìn)氣系統(tǒng)通過過濾、除濕等措施為燃?xì)廨啓C(jī)提供滿足要求的清潔空氣，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)及整個(gè)電廠的安全可靠運(yùn)行起著舉足輕重的作用［1］?？諝庵械碾s質(zhì)過濾器顆粒如灰塵、無機(jī)鹽、油氣都會(huì)使壓氣機(jī)和透平葉片過濾器結(jié)垢、磨蝕、腐蝕，影響燃?xì)廨啓C(jī)出力和效率［2］。北方地區(qū)是我國空氣污染較為嚴(yán)重的地區(qū)之一，燃機(jī)過濾器的使用壽命遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)壽命。同時(shí)，由于北方地區(qū)燃機(jī)電廠大部分都負(fù)擔(dān)著城市供熱任務(wù)，在供熱季節(jié)，過濾器壓差上升時(shí)電廠往往不能及時(shí)更換，只能在較高的濾網(wǎng)壓差及較低負(fù)荷下保持機(jī)組的運(yùn)行。這給電廠機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)性帶來極大影響，對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng)改造提出了迫切要求。

本文以太陽宮燃機(jī)電廠為例，對(duì)燃機(jī)進(jìn)氣平臺(tái)以及燃機(jī)過濾器前后空氣樣本污染物成分進(jìn)行分析，以期找到過濾器失效原因，并提出可行的進(jìn)氣系統(tǒng)改造建議。

1 太陽宮燃機(jī)電廠進(jìn)氣系統(tǒng)介紹

太陽宮電廠位于北京市朝陽區(qū)太陽宮地區(qū)，采用S209FA二拖一聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，燃機(jī)型號(hào)為GE公司PG9351FA，額定功率255.6MW，額定空氣量為680.8kg/s。2臺(tái)機(jī)組的進(jìn)氣系統(tǒng)由美國Donaldson公司設(shè)計(jì)開發(fā)，空氣經(jīng)過進(jìn)氣系統(tǒng)前部的防雨罩進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)，防雨罩后部布置有700對(duì)脈沖反吹式自清潔過濾器。燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)迎風(fēng)面過濾器縱向?yàn)槲鍖?，橫向分為七個(gè)模塊，其中模塊1、7和模塊2、6的兩側(cè)采用 P191177/78型號(hào)過濾器，其余為P191280/81型號(hào)過濾器。

2 空氣質(zhì)量檢測(cè)

為研究太陽宮電廠燃機(jī)過濾器失效原因，委托第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)SGS公司對(duì)冬夏季節(jié)進(jìn)氣平臺(tái)和過濾器前后空氣質(zhì)量進(jìn)行了檢測(cè)。

2.1 冬季空氣質(zhì)量檢測(cè)

冬季空氣質(zhì)量檢測(cè)共有兩個(gè)測(cè)點(diǎn)，進(jìn)氣平臺(tái)和粗濾后部，檢測(cè)結(jié)果見表1?？梢钥闯?，進(jìn)氣平臺(tái)的空氣中顆粒物含量較高，達(dá)到0.38mg/m3，但是50%左右均被粗濾過濾;同時(shí)，空氣中含有相當(dāng)數(shù)量的氯化氫和硫酸霧成分，能夠與灰塵中堿金屬等物質(zhì)反應(yīng)生成粘性灰粒附著在過濾器表面。

2.2 夏季空氣質(zhì)量檢測(cè)

為更有效地分析空氣污染物成分，根據(jù)冬季的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)夏季檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行微調(diào)，并增加了VOCs(揮發(fā)性有機(jī)物)檢測(cè)，空氣質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果見表2，表3列出了VOCs中部分揮發(fā)性有機(jī)物成分的檢測(cè)結(jié)果。從表2可以發(fā)現(xiàn)，硫酸霧和氯化氫依然存在，但顆粒物的含量明顯低于冬季檢測(cè)結(jié)果。VOCs檢測(cè)從空氣中檢測(cè)出了較多的揮發(fā)性有機(jī)物，并且部分有機(jī)物含量(如甲苯、丙酮、乙醇等)隨著空氣流動(dòng)方向在逐漸增加，可以推測(cè)出部分有機(jī)物在過濾器表面相互反應(yīng)生成二次污染物。

表1 冬季空氣質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果 mg/m3

3 表面污染物分析

唐納森的P191177和P191178型號(hào)過濾器采用納米纖維材質(zhì)濾紙作為基材，并在基材表面覆蓋了多層蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)的膜，使得過濾精度達(dá)到F9級(jí)。太宮電廠在采用該型號(hào)過濾器運(yùn)行1900多小時(shí)后，進(jìn)氣系統(tǒng)濾網(wǎng)壓差就達(dá)到了報(bào)警值。在1250m3/h的風(fēng)量下，過濾器阻力已經(jīng)超過了3000Pa，這表明過濾器的流通通道被灰分堵塞已經(jīng)十分嚴(yán)重。

從過濾器濾材背面和內(nèi)部的顯微圖像可以發(fā)現(xiàn)，在濾材背面和內(nèi)部，均沒有明顯的污染痕跡，但通過濾紙界面顯微圖像可以發(fā)現(xiàn)，污染物絕大部分都附著在濾紙表面，沒有深入濾材內(nèi)部。由于太陽宮電廠采用動(dòng)態(tài)自潔式過濾器進(jìn)氣系統(tǒng)，對(duì)過濾器不斷的反吹，使各種污染物充分混合、反應(yīng)，堵塞了流通通道，致使過濾器快速失效。

表3 VOCs檢測(cè)結(jié)果 mg/m3

4 結(jié)語

太陽宮電廠使用P191177/78和P191280/81的F9級(jí)過濾器，將大部分污染物阻擋在過濾器表面，內(nèi)部并沒有起到過濾作用，變相減小了過濾器的容塵量。同時(shí)，電廠所處地區(qū)的空氣中，含有較多的污染物和揮發(fā)性有機(jī)物，并相互反應(yīng)生成二次污染物，這些污染物粘結(jié)、積附在濾紙表面，降低了反吹效果，由于不斷的反吹，使各種污染物堵塞了空氣流通通道，致使過濾器快速失效。建議:在原有進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)部增加一級(jí)預(yù)過濾系統(tǒng)，對(duì)燃機(jī)進(jìn)氣中的顆粒物及有機(jī)污染物進(jìn)行預(yù)過濾，延長(zhǎng)后部進(jìn)氣精濾的壽命;為了排除對(duì)外來油霧對(duì)過濾器的影響，將燃機(jī)房頂?shù)拿芊庥?、?rùn)滑油排煙風(fēng)機(jī)排煙口移至鍋爐側(cè)房頂，可以有效的避免油霧對(duì)過濾器的影響。

［1］張楹，王文霖.西門子SGT5-4000F型燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)簡(jiǎn)介［J］.熱力透平，2009，38(2):122-125.

［2］陳大兵.燃?xì)廨啓C(jī)自清式過濾系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)［J］.燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，2014，27(2):58-61.

［3］張曉杰.大型燃?xì)怆姀S噪聲綜合治理技術(shù)探討［J］.電力科技與環(huán)保，2013，29(4):52-53.

Filter failure analysis of taiyanggong thermal Power Plant gas turbine inlet air system

The air quality of gas turbine air inlet platform、air filter front and rear part are detected，and the surface contamination of filter is measured.The results show that the ambient air contains diverse pollutants and volatile organic compounds which can be interacted producting secondary pollutants.These contaminants are bonded to the surface of the filter paper，reducing the effect of pulse back cleaning and blocking the air passage which is the reason of filter rapid failure.

gas turbine;inlet air system;air filter

TK477

:B

:1674-8069(2017)01-061-02

2016-09-22;

:2016-10-17

顧崇廉(1982-)，男，河南周口人，碩士研究生，主要從事燃?xì)鉄犭娐?lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行維護(hù)和管理工作。E-mail:gucl@ bjsunhouse.com