CN108252808A - 一种船舶燃气轮机用空气预过滤装置 - Google Patents

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    • B01D47/02—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent by passing the gas or air or vapour over or through a liquid bath
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    • F02C7/08—Heating air supply before combustion, e.g. by exhaust gases

Abstract

本发明涉及一种船舶燃气轮机用空气预过滤装置，包括过滤桶、风车、冷凝箱、以及缓存箱；过滤桶的下部设置有叶轮，过滤桶的侧壁纵向设置有若干孔道；孔道的下端口位于过滤桶底部内侧，孔道的上端口位于过滤桶的上侧壁；风车可转动地设置于过滤桶外部并且风车的转轴与叶轮的转轴驱动连接；过滤桶的下部容纳有过滤液；风车转动带动叶轮将过滤桶内的过滤液下压，使得过滤液经由孔道上行最终自过滤桶的上部喷出；过滤桶的上端开口并且经由管路与冷凝箱连通，冷凝箱经由管路与缓存箱连通。本发明具有较好的过滤效果，空气经过该水质过滤网的过滤能够减轻外部空气过滤装置的作业负担，确保压气机乃至燃气轮机的高效运行。

Description

一种船舶燃气轮机用空气预过滤装置
技术领域
本发明涉及燃气轮机领域，尤其为一种船舶燃气轮机用空气预过滤装置。
背景技术
燃气轮机在空气和燃气的主要流程中，只有压气机（Compressor）、燃烧室（Combustor）和燃气透平（Turbine）这三大部件组成的燃气轮机循环，通称为简单循环。大多数燃气轮机均采用简单循环方案。
压气机从外界大气环境吸入空气，并经过轴流式压气机逐级压缩使之增压，同时空气温度也相应提高；压缩空气被压送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的气体；然后再进入到透平中膨胀做功，推动透平带动压气机和外负荷转子一起高速旋转，实现了气体或液体燃料的化学能部分转化为机械功，并输出电功。
进入压气机的空气需要进过燃气轮机空气过滤器的过滤，燃气轮机空气过滤器的功能和作用是过滤掉空气中的灰尘待微粒，让干净的空气从进气系统中进入燃气轮机，保证燃气轮发电机组安全可靠地运行发电。如果空气过滤器质量不好，如果空气过滤器质量不好而造成堵塞，就会减少燃气轮机的进气量，降低燃气轮发电机组的输出功率和热效率。
现有技术中燃气轮机空气过滤器需要定期反冲排出污物，并且需要及时更换滤芯中的耗材，确保压气机能够正常高效运行。
发明内容
本发明目的在于提供一种船舶燃气轮机用空气预过滤装置，用以在空气进入现有的船舶用燃气轮机空气过滤器前进行预过滤，以降低空气过滤器的作业负担，降低反冲频率，提高耗材使用寿命，进一步确保压气机乃至整个燃气轮机的高效运行；具体技术方案如下：
一种船舶燃气轮机用空气预过滤装置，包括过滤桶、风车、冷凝箱、以及缓存箱；所述过滤桶的下部可轴向转动地向下设置有叶轮，过滤桶的侧壁纵向设置有若干个孔道；所述孔道的下端口位于过滤桶底部内侧，孔道的上端口位于过滤桶的上部侧壁；所述风车可转动地设置于过滤桶外部并且风车的转轴穿过过滤桶的侧壁与所述叶轮的转轴驱动连接；过滤桶的下部容纳有过滤液并且过滤桶的中部连通有高于过滤液液面的进气管；所述风车受风力驱动而转动时带动叶轮转动，将过滤桶内的过滤液下压，使得过滤液经由孔道上行最终自过滤桶的上部喷出，各个孔道喷出的过滤液互相碰撞形成过滤网；所述过滤桶的上端开口并且经由管路与所述冷凝箱连通，所述冷凝箱经由管路与缓存箱连通；所述缓存箱经过外部过滤装置与燃气轮机的压气机连接；在压气机作业时，缓存箱内形成负压，从而负压传递至过滤桶侧壁的进气管使得外部空气进入过滤桶并且穿过所述过滤网后进入冷凝室，混杂在空气中的过滤液在冷凝室遇冷凝结，继而空气继续进入缓存箱向外部过滤装置以及压气机供气。船舶在水面尤其是海上行驶时，自然风以及船舶行驶形成的相对空气流动能够确保风车启动，此时，利用具有适当传动比的传动机构使得风车驱动叶轮转动将过滤液（例如洁净的水）压迫在过滤桶内上部形成水质的过滤网，具有较小的风阻并且对灰尘等颗粒物具有较好的吸附以及溶解作用，无需额外提供驱动即可实现其运行；当然，在风力不够的情况下也可以适当利用离合器连接一外部驱动至叶轮，使得过滤桶内形成水质过滤网。
所述的一种船舶燃气轮机用空气预过滤装置，其进一步设计在于，所述过滤桶的下部横向设置有高于孔道下端口并且低于所述叶轮的杂质滤网。杂质滤网能够确保进入过滤液的杂质被拦截在杂质滤网上，从而孔道上端口喷出的用以形成水质过滤网的过滤液较为洁净。
所述的一种船舶燃气轮机用空气预过滤装置，其进一步设计在于，所述风车的外部设置有导流罩。利用导流罩可以确保风车的运行状态平稳。
所述的一种船舶燃气轮机用空气预过滤装置，其进一步设计在于，所述冷凝箱为一箱体，其外部设置有若干翅片，并且冷凝箱置于船舶外部避光处。
所述的一种船舶燃气轮机用空气预过滤装置，其进一步设计在于，所述冷凝箱的一侧设置有供水管，所述供水管的上端置于冷凝箱的上方，供水管的下端淹没于水下，并且供水管的下端侧壁横向延伸形成直径大于供水管直径的取水盘，所述取水盘与船舶前进方向相对，从而船舶在前进时取水盘内形成局部高压，从将水压迫进入供水管内，使得供水管上端出水喷淋在冷凝箱外壁上，冷凝箱在船舶行驶时水份加速蒸发能进一步降低冷凝箱的温度。
所述的一种船舶燃气轮机用空气预过滤装置，其进一步设计在于，所述缓存箱内设置有温热盘管，所述温热盘管内供应有燃气轮机的燃气透平排出的温热废气。
本发明的有益效果在于：
利用船舶行驶过程中存在的风力驱动叶轮转动形成水质的过滤网，具有较小风阻的同时具有较好的过滤效果，空气经过该水质过滤网的过滤能够减轻外部空气过滤装置的作业负担，确保压气机乃至燃气轮机的高效运行；利用船舶行驶过程中在取水管下端形成的局部高压使得船舶的行驶能够将外部水浇灌至冷凝箱上，结合水的蒸发作用，确保冷凝箱处于较低温状态，从而使得经过水质过滤网过滤的空气中含有的水份能够基本冷凝于冷凝箱内，减少进入压气机的水汽含量；利用燃气透平排出的含有热量的废气对进入缓存箱的空气进行一定程度的升温，确保进入压气机外部管路的空气温度不小于5℃，避免空气中的水汽在进入压气机前冷凝成冰从而对高速运转的压气机造成击打。
附图说明
图1是本发明实施例的整体结构示意图。
图2是过滤桶结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图以及实施例对本发明进行进一步说明：
如图1所示的一种船舶燃气轮机用空气预过滤装置，包括过滤桶1、风车2、冷凝箱3、以及缓存箱4；所述过滤桶1的下部可轴向转动地向下设置有叶轮5，过滤桶1的侧壁纵向设置有若干个孔道11；所述孔道的下端口位于过滤桶底部内侧，孔道的上端口位于过滤桶的上部侧壁；所述风车2可转动地设置于过滤桶外部并且风车的转轴穿过过滤桶的侧壁与所述叶轮的转轴驱动连接；过滤桶1的下部容纳有过滤液并且过滤桶的中部连通有高于过滤液液面的进气管6；所述风车受风力驱动而转动时带动叶轮转动，将过滤桶内的过滤液下压，使得过滤液经由孔道上行最终自过滤桶的上部喷出，各个孔道喷出的过滤液互相碰撞形成过滤网7；所述过滤桶的上端开口并且经由管路与所述冷凝箱连通，所述冷凝箱经由管路与缓存箱连通；所述缓存箱经过外部过滤装置与燃气轮机的压气机连接；在压气机作业时，缓存箱内形成负压，从而负压传递至过滤桶侧壁的进气管使得外部空气进入过滤桶并且穿过所述过滤网后进入冷凝室，混杂在空气中的过滤液在冷凝室遇冷凝结，继而空气继续进入缓存箱向外部过滤装置以及压气机供气。船舶在水面尤其是海上行驶时，自然风以及船舶行驶形成的相对空气流动能够确保风车启动，此时，利用具有适当传动比的传动机构使得风车驱动叶轮转动将过滤液（例如洁净的水）压迫在过滤桶内上部形成水质的过滤网，具有较小的风阻并且对灰尘等颗粒物具有较好的吸附以及溶解作用，无需额外提供驱动即可实现其运行；当然，在风力不够的情况下也可以适当利用离合器连接一外部驱动至叶轮，使得过滤桶内形成水质过滤网。
利用船舶行驶过程中存在的风力驱动叶轮转动形成水质的过滤网，具有较小风阻的同时具有较好的过滤效果，空气经过该水质过滤网的过滤能够减轻外部空气过滤装置的作业负担，确保压气机乃至燃气轮机的高效运行。
所述过滤桶1的下部横向设置有高于孔道下端口并且低于所述叶轮的杂质滤网12。杂质滤网能够确保进入过滤液的杂质被拦截在杂质滤网上，从而孔道上端口喷出的用以形成水质过滤网的过滤液较为洁净。
所述风车2的外部设置有导流罩21。利用导流罩可以确保风车的运行状态平稳。
所述冷凝箱3为一箱体，其外部设置有若干翅片31，并且冷凝箱置于船舶外部避光处。
所述冷凝箱的一侧设置有供水管8，所述供水管的上端置于冷凝箱的上方，供水管的下端淹没于水下，并且供水管的下端侧壁横向延伸形成直径大于供水管直径的取水盘81，所述取水盘与船舶前进方向相对，从而船舶在前进时取水盘内形成局部高压，从将水压迫进入供水管内，使得供水管上端出水喷淋在冷凝箱外壁上，冷凝箱在船舶行驶时水份加速蒸发能进一步降低冷凝箱的温度。利用船舶行驶过程中在取水管下端形成的局部高压使得船舶的行驶能够将外部水浇灌至冷凝箱上，结合水的蒸发作用，确保冷凝箱处于较低温状态，从而使得经过水质过滤网过滤的空气中含有的水份能够基本冷凝于冷凝箱内，减少进入压气机的水汽含量。
所述缓存箱内设置有温热盘管9，所述温热盘管内供应有燃气轮机的燃气透平排出的温热废气。利用燃气透平排出的含有热量的废气对进入缓存箱的空气进行一定程度的升温，确保进入压气机外部管路的空气温度不小于5℃，避免空气中的水汽在进入压气机前冷凝成冰从而对高速运转的压气机造成击打。

Claims (6)

1.一种船舶燃气轮机用空气预过滤装置，其特征在于，包括过滤桶、风车、冷凝箱、以及缓存箱；所述过滤桶的下部可轴向转动地向下设置有叶轮，过滤桶的侧壁纵向设置有若干个孔道；所述孔道的下端口位于过滤桶底部内侧，孔道的上端口位于过滤桶的上部侧壁；所述风车可转动地设置于过滤桶外部并且风车的转轴穿过过滤桶的侧壁与所述叶轮的转轴驱动连接；过滤桶的下部容纳有过滤液并且过滤桶的中部连通有高于过滤液液面的进气管；所述风车受风力驱动而转动时带动叶轮转动，将过滤桶内的过滤液下压，使得过滤液经由孔道上行最终自过滤桶的上部喷出，各个孔道喷出的过滤液互相碰撞形成过滤网；所述过滤桶的上端开口并且经由管路与所述冷凝箱连通，所述冷凝箱经由管路与缓存箱连通；所述缓存箱经过外部过滤装置与燃气轮机的压气机连接；在压气机作业时，缓存箱内形成负压，从而负压传递至过滤桶侧壁的进气管使得外部空气进入过滤桶并且穿过所述过滤网后进入冷凝室，混杂在空气中的过滤液在冷凝室遇冷凝结，继而空气继续进入缓存箱向外部过滤装置以及压气机供气。
2.根据权利要求1所述的一种船舶燃气轮机用空气预过滤装置，其特征在于，所述过滤桶的下部横向设置有高于孔道下端口并且低于所述叶轮的杂质滤网。
3.根据权利要求1所述的一种船舶燃气轮机用空气预过滤装置，其特征在于，所述风车的外部设置有导流罩。
4.根据权利要求1所述的一种船舶燃气轮机用空气预过滤装置，其特征在于，所述冷凝箱为一箱体，其外部设置有若干翅片，并且冷凝箱置于船舶外部避光处。
5.根据权利要求4所述的一种船舶燃气轮机用空气预过滤装置，其特征在于，所述冷凝箱的一侧设置有供水管，所述供水管的上端置于冷凝箱的上方，供水管的下端淹没于水下，并且供水管的下端侧壁横向延伸形成直径大于供水管直径的取水盘，所述取水盘与船舶前进方向相对，从而船舶在前进时取水盘内形成局部高压，从将水压迫进入供水管内，使得供水管上端出水喷淋在冷凝箱外壁上，冷凝箱在船舶行驶时水份加速蒸发能进一步降低冷凝箱的温度。
6.根据权利要求1所述的一种船舶燃气轮机用空气预过滤装置，其特征在于，所述缓存箱内设置有温热盘管，所述温热盘管内供应有燃气轮机的燃气透平排出的温热废气。
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