Wymagania techniczne dotyczące-wysokosprawnych filtrów powietrza stosowanych w turbinach gazowych w elektrowniach cieplnych

W oparciu o charakterystykę eksploatacyjną turbin gazowych w elektrowniach cieplnych stworzono kompletny system wymagań technicznych dla wysokosprawnych-filtrów powietrza, którego rdzeniem jest najnowsza norma międzynarodowa ISO 29461-1 i norma krajowa DL/T 2849-2024. Podstawową logiką jest osiągnięcie skutecznego wychwytywania cząstek submikronowych przy najniższym zużyciu energii przy spadku ciśnienia poprzez precyzyjną stopniowaną filtrację w niezwykle zmiennym środowisku wlotowym, chroniąc w ten sposób drogie łopatki turbiny gazowej i zapewniając bezpieczną, wydajną i długoterminową pracę urządzenia.
Poniżej przedstawiono podstawowe wymagania techniczne podsumowane w oparciu o najnowsze normy i praktyczne zastosowania inżynieryjne

Ostatecznym filtrem-o wysokiej wydajności jest filtr klasy E12, a typowe projekty renowacyjne wymagają, aby końcowy element filtra dokładnego spełniał wymagania klasy E12, tak aby całkowita przepuszczalność cząstek była mniejsza niż 0,5%. Odpowiada to poziomowi T12 normy ISO 29461-1, który wymaga skuteczności filtracji większej lub równej 99,5% dla najbardziej przenikalnej wielkości cząstek (MPPS).

• Konfiguracja filtrowania stopniowanego: Powszechnie stosowane są dwa poziomy filtrowania, pierwszy poziom zgrubnej wydajności (G4/M5) i drugi poziom wysokiej wydajności (F9/E12).
• Normy testowania: Testowanie i klasyfikację przeprowadza się zgodnie z normą ISO 29461-1 (dla maszyn turbo) lub EN1822. Opublikowano także chińską normę branżową DL/T 2849-2024. W normie grupowej T/CAQI 248-2022 zaproponowano również kompleksowe wymagania techniczne.

• Niska początkowa różnica ciśnień: przy znamionowej objętości powietrza zwykle wymagana jest początkowa różnica ciśnień wysokowydajnego wkładu filtra E12-<270Pa.
• Limit rezystancji końcowej: Rezystancję roboczą należy kontrolować w rozsądnym zakresie i zazwyczaj zaleca się, aby rezystancja końcowa nie przekraczała 2-3 razy rezystancji początkowej lub została wymieniona zgodnie z ustawioną wartością systemu (np. mniejszą lub równą 1000 Pa).

• Long service life: High efficiency filter cartridges typically require>12000 godzin pracy lub 36 miesięcy bezczynności.
• Znormalizowany test zatrzymywania pyłu: w normie ISO 29461-1 po raz pierwszy wprowadzono znormalizowaną procedurę badania zatrzymywania pyłu dla filtrów subefektywnych (EPA) i wysokowydajnych (HEPA), która służy do bardziej realistycznego porównania żywotności filtrów w rzeczywistym użyciu.

• Odporność na temperaturę: Konieczne jest wytrzymanie zmian temperatury środowiska wlotowego podczas pracy turbiny gazowej, zwłaszcza chwilowego uderzenia wysokiej temperatury 80-120 stopni.
• Odporność na wilgoć: W przypadku środowisk przybrzeżnych mglistych, deszczowych lub o dużej wilgotności filtry muszą charakteryzować się dobrą odpornością na wilgoć.
• Wytrzymałość mechaniczna i uszczelnienie: Projekt konstrukcyjny musi spełniać wymagania normy ISO 2941-2943 i innych serii norm oraz weryfikować odporność na pęknięcia, integralność strukturalną i odporność na ciśnienie elementu filtrującego. Przy ciśnieniu zwrotnym impulsu do 0,4-0,6 MPa element filtrujący musi zachować stabilność strukturalną.

• Przyjęcie specjalistycznych norm testowych (ISO 29461-1): Normy ogólne (takie jak ISO 16890, EN1822) nie mogą dokładnie symulować rzeczywistych warunków pracy, takich jak wysokie natężenie przepływu i przedmuch impulsu w maszynach turbinowych. ISO 29461-1, jako pierwsza międzynarodowa norma dotycząca turbomechanicznych filtrów wlotowych, zapewnia ujednoliconą metodę testowania i klasyfikacji (poziomy T1-T13), umożliwiając operatorom porównywanie i wybieranie produktów w bardziej naukowy sposób.
• Oceń rzeczywistą skuteczność po „eliminacji statycznej”: Wiele filtrów wykorzystuje włókna statyczne w celu poprawy początkowej wydajności. Jednak w środowisku wlotowym turbin gazowych elektryczność statyczna szybko się rozproszy. Dlatego nowa norma wymaga oceny minimalnej sprawności mechanicznej filtra po eliminacji ładunków elektrostatycznych, czyli wydajności, na której filtr może naprawdę polegać przez cały cykl życia.
• Przedstawiamy testowanie zdolności zatrzymywania pyłu HEPA: w przeszłości-filtry o wysokiej wydajności mierzyły jedynie skuteczność, bez pomiaru zdolności zatrzymywania pyłu, co uniemożliwiało ocenę ich prawdziwej żywotności. ISO 29461-1 * w pierwszej kolejności określa metodę badania zdolności zatrzymywania pyłu dla filtrów EPA/HEPA, zapewniając ilościową podstawę dla konstrukcji o długiej żywotności.

Prawdziwy dokument zamówienia na elektrownię-gazową wyraźnie pokazuje praktyczne zastosowanie tych wymagań technicznych:
Tło projektu: turbina gazowa Mitsubishi M701F4 z nisko-układem układu dolotowego i wlotem z trzech stron.
Plan renowacji:
Filtracja pierwszego poziomu: Ulepszono filtr workowy klasy G4 do M5, z początkową różnicą ciśnień wynoszącą<170Pa and a lifespan of>2500 godzin.
Filtracja wtórna: element filtrujący o wysokiej-wydajności zmodernizowany z F9 do E12 (norma EN1822) z początkową różnicą ciśnień wynoszącą<270Pa and a lifespan of>12000 godzin.
Główny cel: osiągnięcie całkowitej przepuszczalności cząstek stałych poniżej 0,5%, opóźnienie degradacji wydajności sprężarki oraz osiągnięcie oszczędności energii i redukcji emisji dwutlenku węgla.