CN103209748A - 用于控制过滤器的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

根据控制用于涡轮机的吸气管的过滤器(3)的方法：过滤器(3)受到入射的喷洒盐水流的影响；以及测量在过滤器两侧的代表过滤器的盐保留能力的流动参数。

Description

用于控制过滤器的方法和系统
技术领域
本发明涉及用于涡轮机特别是燃气轮机中的吸气管的过滤器。
更具体地说，本发明涉及用于处在盐水丰富环境中的设施的过滤器。
背景技术
众所周知，空气包含灰尘的微粒，大部分灰尘微粒达到几微米的数量级。在涡轮机吸入相当大量空气的情况下，涡轮机十分易于受到这些灰尘颗粒的不良影响。
大气能够包含灰尘、雾、雨水、盐水、碳粒子等。结果，由涡轮机吸入的空气可能在涡轮机的管道内尤其在空气压缩机内导致腐蚀和污染，空气压缩机位于管道的最前面。压缩机的性能降低，由此使涡轮机的发电机的效率降低。
为了减少这些风险，通常在涡轮机的吸气管的入口处放置过滤器，以避免空气中包含的灰尘颗粒沉积在涡轮机的压缩机中。
为此，重要的是监控状况良好地使用的过滤器，以使它们能够过滤存在于大气中的最大量的残渣，特别是存在于海水中的盐。
改善过滤器的性能等级使得可减少涡轮机关闭时间，延长它们的寿命，并提高它们的效率。
有各种各样的主要过滤效率测试。使监控过滤效率成为可能的一个参数是过滤器的保持率。保持率对应于保留的灰尘颗粒的重量与易受过滤器影响的灰尘总重量之间的比值。还能够考虑到灰尘痕迹，其对应于由已穿过过滤器的灰尘引起的相对视觉堵塞特性。
发明内容
因此，本发明之目的是提供一种用于监控过滤器的性能等级的方法和系统，该过滤器用于涡轮机的吸气管。
在一个实施例中，本发明涉及一种监控用于涡轮机的吸气管的过滤器的方法，其中，过滤器受到入射的喷洒盐水流的影响，并且测量在过滤器两侧的流动参数，其代表过滤器的盐保留能力。由此，可确定存在于海洋环境中的过滤器的性能等级。
然而，当待监控的过滤器用在除了海洋环境之外的环境中时，并不脱离本发明。
有利地，以具有至少一个测试的序列来执行测量步骤。
例如，在每个测试中，测量构件在放置有过滤器的测试管道中移动。
可以以20分钟的时间间隔来执行三个15分钟的测试。
而且，执行四个测试序列。
有利地，在序列之间能够使过滤器干燥。
有利地，过滤器相对于水平轴线倾斜十度。
例如，每个测试包括测量盐浓度、盐水滴分布以及水量和盐量。
能够干燥的过滤器充满灰尘，对充满灰尘的干燥过滤器执行至少一个测试序列。
例如，测量过滤器的盐保留能力。
根据第二方面，本发明涉及一种监控用于涡轮机中的吸气管的过滤器的系统，包括用于朝向过滤器注入喷洒的盐水流的装置。
例如，测量构件包括从流量计、电导计、光度计、白光光谱仪、湿度传感器、压力传感器和颗粒测量设备中选择的至少一个构件。
附图说明
通过阅读下面的说明并参考附图，本发明的其它目的、特征和优点会变得明显，下面的说明仅提供非限制性示例，附图示出本发明的用于监控位于测试管道中的过滤器的系统。
具体实施方式
如附图所示，监控系统1包括测试管道2，待测试的过滤器3安装在测试管道中，在测试管道中实施测试步骤以确定过滤器3的盐保留能力。因此，测试管道2具有用于过滤器3的合适的支撑件(未示出)，以将过滤器沿横向方向定位在管道中，位于由箭头F表示的入射空气流路径中。
被称为“高效微粒空气(HEPA)”过滤器的高性能过滤器4安装在测试管道2的入口处，以在管道中，特别是在不同的测量区域A、B、C和D中供给优质空气。测量区域A位于HEPA过滤器4和待测试的过滤器3之间，直至与位于过滤器3的直接上游的区域B相接。区域C位于过滤器3的直接下游，区域D位于区域C的下游。测试管道2包括用于朝向过滤器3注入盐水流的装置5以及位于测试管道2下游的空气传输设备(未示出)。
监控系统1包括布置在过滤器3两侧的用于测量流动参数的构件。这些测量构件连接到计算机6，计算机可记录所执行的测量值。测量构件例如包括流量计7、湿度传感器8、静压传感器8a、白光光谱仪9、分度装置(graduatedmeans)9a、光度计10、电导计11和用于测量颗粒数量的装置12。显然，可使用这些构件中的一个或多个，这取决于待实施的测试类型。还可以使用其它类型的测量构件。
流量计7位于HEPA过滤器4的上游，并可确定进来的空气的流率。湿度传感器8和静压传感器8a位于区域A和D中。白光光谱仪9可确定区域A中由注射装置5注入的水量和区域D中的水量。分度装置9a位于区域B和C，并可确定存在于这些区域中的水量。光度计10位于区域A中，并可确定盐浓度。电导计11和用于测量颗粒数量的装置12位于区域B和C中，位于过滤器3的两侧。电导计11确定盐浓度，测量装置12可确定过滤器3的偏置效率。偏置效率对应于过滤器3下游的颗粒数量与过滤器3上游的相同尺寸的颗粒数量之比。
以非限制性示例为例，如所示，管道2具有阶梯形式，以实现盐水在过滤器3上的注射的更好分布。第一高度差(level difference)13相对于水平轴线形成角度β，第二高度差14相对于水平轴线形成角度γ。角度β可小于7°，角度γ可大于20°。还可以考虑采用笔直的或具有不同角度β和γ的管道来执行过滤器3的监控。
待测试的过滤器3相对于管道2的水平轴线倾斜角度α。角度α可以是10°。过滤器3通过密封紧固装置(未示出)安装在管道2中，以引导盐水流仅穿过过滤器3。
由注射装置5注射的盐浓度例如可以是35g/L。
第一监控步骤包括校准白光光谱仪9和用于测量颗粒数量的装置12。在该第一步骤期间，待测试的过滤器3没有定位在管道2中。空气流由空气传输设备引导通过HEPA过滤器4，以在测量区域A、B、C和D中获得良好的空气质量，然后，通过注射装置5注射盐水。空气流使得可获得朝向过滤器3喷洒的入射盐水流。
计算机6记录来自白光光谱仪9、电导计11和用于测量HEPA过滤器4上游和下游中的颗粒数量的装置12的值，即，分别记录水量的值、盐浓度的值和颗粒数量的值。
第二步骤包括将过滤器3插入并锁定在管道2中，然后，通过空气传输设备传输空气流，过滤器3在预定时间(例如3小时)内受到由注射装置5喷洒的入射盐水流的影响。
第三步骤包括在一小时期间实施三个测试。每个测试包括由白光光谱仪9测量水量、由光度计10测量盐浓度以及由测量装置12测量颗粒数量，以确定过滤器3的偏置效率。
每个测试持续约15分钟。每个测试的开始之间间隔约20分钟的时间。在每个测试之后，在管道2中沿水平轴线移动白光光谱仪9和光度计10。在测试期间，测量构件9和10可定位在区域B中，然后定位在区域A中，之后定位在区域D中。
在第四步骤期间，重复进行上述三个测试约2小时，以从每个测量构件9、10和12获得三个测量值，并推导出平均值。
步骤1至4随后被称为“测试序列”。
第五步骤包括例如通过增加空气流率来使过滤器3干燥。干燥过滤器约12小时，然后检查其湿度率。当过滤器3是干燥的，重复测试序列至少一次。可重复测试序列高达4次。
当完成第五步骤时，干燥的过滤器3在450Pa下充满例如ASHRAE类型的灰尘，再次重复测试序列至少两次，然后，过滤器3在700Pa下立即再次充满ASHRAE类型的灰尘，重复测试序列至少两次。
最后，通过源于标准EN779的测试测量过滤器3的灰尘保留能力。
在测试期间，应当有规律地监控填充损失。
应当注意的是，刚已描述的本发明能够监控过滤器，并能够根据过滤器4上游和下游的盐水量、过滤器4上游获得的盐量确定过滤器在海洋环境中的盐和灰尘保留能力。
由此，对于有效的过滤器，过滤器上游获得的盐水量应当大于过滤器下游获得的盐水量，盐水滴能力和盐沉积量的值应当大于或等于基准值。请注意，通常有一些水，例如水的初始量的25%不会到达过滤器3。
如果下面三个参数中的两个是正确的，那么过滤器的性能是未确定的，应当重复测试。然而，如果三个参数中仅有一个是正确的，那么过滤器被认为已发生故障。
还应注意的是，本发明不局限于监控用在海洋环境中的过滤器，还可用于监控任意过滤器。

Claims (13)

1.一种监控用于涡轮机的吸气管的过滤器(3)的方法，其特征在于，
所述过滤器(3)受到入射的喷洒盐水流的影响；
测量在过滤器两侧的代表过滤器的盐保留能力的流动参数。
2.如权利1所述的监控过滤器的方法，其中，以具有至少一个监控测试的序列来执行测量步骤。
3.如权利要求2所述的监控过滤器的方法，其中，在每一测试，在放置有过滤器(3)的测试管(2)中移动测量构件(9,10)。
4.如权利要求2或3所述的监控过滤器的方法，其中，以20分钟的间隔执行三个15分钟的测试。
5.如权利要求2至4任一项所述的监控过滤器的方法，其中，执行四个测试序列。
6.如权利要求5所述的监控过滤器的方法，其中，在序列之间使所述过滤器(3)干燥。
7.如以上权利要求任一项所述的监控过滤器的方法，其中，所述过滤器(3)相对于水平轴线倾斜10度。
8.如权利要求2至7任一项所述的监控过滤器的方法，其中，每个测试包括测量盐浓度、盐水滴的分布的值以及水量。
9.如权利要求6至8任一项所述的监控过滤器的方法，其特征在于，驱动过滤器充满灰尘。
10.如权利要求9所述的监控过滤器的方法，其特征在于，对充满灰尘的驱动过滤器(3)执行至少一个测试序列。
11.如权利要求10所述的监控过滤器的方法，其特征在于，测量所述过滤器(3)的盐保留能力。
12.一种监控用于涡轮机中的吸气管的过滤器(3)的系统，包括用于朝向所述过滤器(3)注射喷洒的盐水流的装置(5)，其特征在于，其包括用于测量在过滤器两侧的代表所述过滤器(3)的盐保留能力的流动参数的构件(9,10,12)。
13.如权利要求12所述的监控系统，其中，测量构件包括从流量计(7)、电导计(11)、光度计(10)、白光光谱仪(9)、湿度传感器(8)、压力传感器和颗粒测量设备(12)中选择的至少一个测量构件。
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