CN210376071U - 一种燃机自洁式进气过滤器反吹性能评价系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种燃机自洁式进气过滤器反吹性能评价系统，评价系统包括依次连通的试验台静压间、上游管段、受试过滤器安装管段和下游管段；所述试验台静压间设有前端过滤器、发尘装置和上游温湿度测量装置，其内部设有空气加湿装置；所述上游管段内设有上游压力测点和上游粒子计数器；所述受试过滤器安装管段内设有用于安装受试过滤器的装置；所述下游管段内设有用于对安装在受试过滤器安装管段内的受试过滤器进行反吹的脉冲反吹装置、下游温湿度测量装置、下游压力测点、下游粒子计数器、末端过滤器和风机。本实用新型通过构建阻力恢复系数和效率保持系数的综合评价函数评价受试过滤器的反吹性能，未被现有技术报道过。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃机空气进气过滤系统领域，具体涉及一种燃机自洁式进气过滤器反吹性能评价系统，可以扩展到使用一般通风过滤器的旋转机械、暖通等领域。
背景技术
燃机进气过滤系统中使用的过滤器类型主要包括静态板框式过滤器以及自洁筒式过滤器。根据压气机运行环境及对空气质量的具体要求，现代燃气轮机进气过滤系统一般配置多级不同过滤效率的静、动态过滤器。一般情况下，进气系统过滤空气中的污染物含量随着运行时间的增长而逐渐增加，导致进气阻力和过滤效率逐渐升高。为了降低进气压差对燃机性能的影响，当静态过滤器到达预设最大阻力时会进行更换，对动态过滤器来说，可以通过脉冲反吹装置喷射一定流量和压力的压缩空气进行反吹，吹落附着在过滤器中的灰尘等污染物，促使恢复至低阻力。燃机电厂运营者根据过滤器阻力和进气空气湿度等设定脉冲反吹的控制策略或在运行中不定时进行反吹，一定程度减缓了阻力到达终阻力的周期，延长了使用寿命。
动态筒式过滤器在燃气电厂中得到了大量的应用。然而针对动态筒式过滤器参考国际标准ISO16890等，仅有阻力、效率和容尘量等性能的一般性评价，缺少对动态筒式过滤器的(效率变化、阻力恢复等)性能优劣的评价测试方法，在实际反吹过程中，过滤器阻力恢复程度差异较大，阻力不变或过滤器破损等失效现象时有发生，给燃机用户如何评价和选用动态筒式过滤器造成了困扰。
发明内容
本实用新型目的在于克服现有技术的不足，提供一种燃机自洁式进气过滤器反吹性能评价系统，通过量化过滤器阻力恢复与反吹气流参数的关系评价过滤器反吹性能的优劣。
本实用新型上述目的通过如下技术方案实现：
一种燃机自洁式进气过滤器反吹性能评价系统，包括依次连通的试验台静压间、上游管段、受试过滤器安装管段和下游管段；所述试验台静压间设有前端过滤器、发尘装置和上游温湿度测量装置，其内部设有空气加湿装置；所述上游管段内设有上游压力测点和上游粒子计数器；所述受试过滤器安装管段内设有用于安装受试过滤器的装置；所述下游管段内设有用于对安装在受试过滤器安装管段内的受试过滤器进行反吹的脉冲反吹装置、下游温湿度测量装置、下游压力测点、下游粒子计数器、末端过滤器和风机。
优选地，所述受试过滤器为动态筒式过滤器。
更优选地，所述脉冲反吹装置包括脉冲反吹喷嘴和控制反吹气流的控制器，脉冲反吹喷嘴安装于下游管段内。
更优选地，所述风机为轴流风机。
更优选地，所述发尘装置和上游温湿度测量装置设于试验台静压间内与上游管段连通的出口处。
更优选地，前端过滤器设于试验台静压间入口处。
更优选地，所述上游管段、受试过滤器安装管段和下游管段均为方形风道管段。
更优选地，所述受试过滤器安装管段的名义内径为616mm～622mm。
更优选地，所述受试过滤器安装管段的长度不低于所述过滤器深度的1.1倍。
更优选地，受试过滤器处的管道为透明材质。
一种采用上述评价系统的燃机自洁式进气过滤器反吹性能评价方法，通过构建阻力恢复系数和效率保持系数的综合评价函数评价受试过滤器的反吹性能，包括步骤：
(1)调整设定试验台静压间内的空气参数，包括空气温度、相对湿度、压力、空气密度；
(2)测量过滤器初阻力和过滤效率：选择试验风量，测量该风量下过滤器初阻力P0和基于癸二酸二辛脂气溶胶0.4μm粒径的过滤效率η0；
(3)容尘试验：选择人工尘，以140mg/m3的浓度送往受试过滤器，过滤器阻力随人工尘在受试过滤器上不断积累而增长，阻力增长至终阻力Pf时，停止发尘；本方法中Pf＝P0+300Pa，测量终阻力下的过滤效率为ηf；
(4)脉冲反吹试验：设定脉冲反吹装置参数进行反吹，脉冲反吹气体压力0.8MPa，脉冲宽度0.2秒，脉冲间隔30秒；记录反吹1次后的过滤器阻力值为PC1，进行第二次反吹，并记录反吹后的过滤器阻力值为PC2，进行第三次反吹，并记录反吹后的过滤器阻力值为PC3；
(5)测量反吹后过滤器过滤效率：反吹后受试过滤器对癸二酸二辛脂气溶胶0.4μm粒径的过滤效率ηC；
(6)反吹性能评价：
阻力恢复系数定义为受试过滤器反吹后的阻力与初阻力差值同容尘增加阻力的比值，计算公式如下：
效率保持系数定义为受试过滤器反吹后的效率与初效差值同容尘提升效率的比值，计算公式如下：
评价指标向量为x＝(x1,x2)T，指标权重向量为w＝(w1,w2)T，由此构造综合评价函数为y＝f(w,x)，其中：
w1为阻力恢复系数权重值，w2为效率保持系数权重值，采用主观赋权法，即根据受试过滤器用户主观上对两个价指标的重视程度来确定其权重系数，w1+w2＝1。
有益效果：
本实用新型提出的动态过滤器反吹性能测试评价方法属于第一次提出，本方法和装置可以调整进气空气温湿度，评价动态筒式过滤器在不同湿度环境中运行时的脱灰性能；同时可以改变脉冲反吹装置结构和调整具体参数，为研究动态筒式过滤器提供了科学合理的方法，填补了动态筒式过滤器评价方法和测试装置领域的空白。
附图说明
图1为燃机自洁式进气过滤器反吹性能评价系统的结构示意图；
其中：1、试验台静压间；2、上游管段；3、受试过滤器安装管段；4、下游管段；5、前端过滤器；6、上游温湿度测量装置；7、发尘装置；8、空气加湿装置；9、上游压力测点；10、动态筒式过滤器；11、脉冲反吹装置；12、下游温湿度测量装置；13、下游压力测点；14、末端过滤器；15、风机；16、上游粒子计数器；17、下游粒子计数器；。
具体实施方式
下面结合附图和实施例具体介绍本实用新型实质性内容，但并不以此限定本实用新型的保护范围。
实施例1：
一种燃机自洁式进气过滤器反吹性能评价系统，包括依次连通的试验台静压间1、上游管段2、受试过滤器安装管段3和下游管段4；试验台静压间1设有前端过滤器5、发尘装置7和上游温湿度测量装置6，其内部设有空气加湿装置8；上游管段2内设有上游压力测点9和上游粒子计数器16；受试过滤器安装管段3内设有用于安装动态筒式过滤器10的装置；下游管段4内设有用于对安装在受试过滤器安装管段3内的动态筒式过滤器10进行反吹的脉冲反吹装置11、下游温湿度测量装置12、下游压力测点13、下游粒子计数器17、末端过滤器14和风机14。其中，脉冲反吹装置包括脉冲反吹喷嘴和控制反吹气流的控制器，脉冲反吹喷嘴安装于下游管段内；风机为轴流风机；发尘装置和上游温湿度测量装置设于试验台静压间内与上游管段连通的出口处；前端过滤器设于试验台静压间入口处；上游管段、受试过滤器安装管段和下游管段均为方形风道管段，受试过滤器安装管段的名义内径为616mm～622mm，受试过滤器安装管段的长度不低于过滤器深度的1.1倍。受试过滤器处的管道为透明材质，便于观察。
一种采用上述评价系统的燃机自洁式进气过滤器反吹性能评价方法，通过构建阻力恢复系数和效率保持系数的综合评价函数评价受试过滤器的反吹性能，包括步骤：
(1)调整设定试验台静压间内的空气参数：本方法选择空气标准状态为基准，即：温度为20℃、相对湿度为65％、压力为0.1MPa、空气的密度ρ＝1.185kg/m3；
(2)测量过滤器初阻力和过滤效率：本方法选择试验风量为2500m3/h，测量该风量下过滤器初阻力P0和基于DEHS(癸二酸二辛脂)气溶胶0.4μm粒径的过滤效率η0；
(3)容尘试验：采用ISO 15957规定的L2人工尘，以140mg/m3的浓度送往受试过滤器，过滤器阻力随人工尘在受试过滤器上不断积累而增长，阻力增长至终阻力Pf时，停止发尘；本方法中Pf＝P0+300Pa，测量终阻力下的过滤效率为ηf；
(4)脉冲反吹试验：设定脉冲反吹装置参数进行反吹，脉冲反吹气体压力0.8MPa，脉冲宽度0.2秒，脉冲间隔30秒；记录反吹1次后的过滤器阻力值为PC1，进行第二次反吹，并记录反吹后的过滤器阻力值为PC2，进行第三次反吹，并记录反吹后的过滤器阻力值为PC3；
(5)测量反吹后过滤器过滤效率：反吹后受试过滤器对癸二酸二辛脂气溶胶0.4μm粒径的过滤效率ηC；
(6)反吹性能评价：
阻力恢复系数定义为受试过滤器反吹后的阻力与初阻力差值同容尘增加阻力的比值，计算公式如下：
效率保持系数定义为受试过滤器反吹后的效率与初效差值同容尘提升效率的比值，计算公式如下：
评价指标向量为x＝(x1,x2)T，指标权重向量为w＝(w1,w2)T，由此构造综合评价函数为y＝f(w,x)，其中：
w1为阻力恢复系数权重值，w2为效率保持系数权重值，采用主观赋权法，即根据受试过滤器用户主观上对两个价指标的重视程度来确定其权重系数，w1+w2＝1。
实施例2：
利用本实用新型卧式试验台，待评价的过滤器A水平放置。室内进气空气温度为20℃，相对湿度控制为为80％，设定通风流量为2500m3/h。
(1)被测过滤器准备
按照测试标准要求在试验台上安装过滤器A，空吹15min，过滤器及各种正常安装的框架应与风道良好密封，以防止粉尘渗漏。
(2)初始阻力、效率测试
首先对过滤器做初始阻力测试，记录25％、50％、75％、100％和125％额定风量下的初阻力值，绘制阻力与风量的关系曲线。按空气密度1.20kg/m3的情况对阻力读数进行修正。测得过滤器初阻力为180Pa。
然后对样品做效率测试，打开DEHS气溶胶，使用粒子计数器测试过滤器前后0.4um的粒子数，计算过滤器在额定风量下的过滤效率，测得过滤器初效为75％。关闭气溶胶及粒子计数设备。
(3)容尘试验。打开发尘设备，采用L2人工尘，以浓度140mg/m3送往受试过滤器，过滤器阻力随负荷尘在受试过滤器上不断积累而增长。阻力增长至终阻力480Pa时，停止发尘。
(4)打开气溶胶及粒子计数设备，测得过滤效率为98.5％。
(5)脉冲反吹。打开脉冲反吹系统，对样品在额定风量下施加0.8MPa脉冲宽度为0.2s的反吹气流，反吹第一次后过滤器阻力为320pa，反吹第二次后阻力为300Pa，反吹第三次后阻力为300pa。
(6)效率测试。过滤器反吹打开气溶胶及粒子计数设备，测得过滤效率为89.6％。
| 粒径(μm) | 反吹前效率 | 反吹后效率 |
| 0.346 | 98.2 | 87.9 |
| 0.4 | 98.5 | 89.6 |
| 0.447 | 98.8 | 91 |
| 0.592 | 99.1 | 93.5 |
| 0.794 | 99.5 | 96.1 |
计算可知此过滤器阻力恢复系数为0.6。效率保持系数为0.6212。
样品在经过反吹后均出现了效率和阻力的下降，在反吹性能测试中过滤器在反吹后阻力下降越大，即过滤器阻力恢复系数越大，代表其反吹自洁能力越高；在反吹后效率下降越小，即效率保持系数越大，代表其保持自身过滤效率的能力越好。
上述实施例的作用在于具体介绍本实用新型的实质性内容，但本领域技术人员应当知道，不应将本实用新型的保护范围局限于该具体实施例。
Claims (10)
1.一种燃机自洁式进气过滤器反吹性能评价系统，其特征在于：包括依次连通的试验台静压间、上游管段、受试过滤器安装管段和下游管段；所述试验台静压间设有前端过滤器、发尘装置和上游温湿度测量装置，其内部设有空气加湿装置；所述上游管段内设有上游压力测点和上游粒子计数器；所述受试过滤器安装管段内设有用于安装受试过滤器的装置；所述下游管段内设有用于对安装在受试过滤器安装管段内的受试过滤器进行反吹的脉冲反吹装置、下游温湿度测量装置、下游压力测点、下游粒子计数器、末端过滤器和风机。
2.根据权利要求1所述的评价系统，其特征在于：所述受试过滤器为动态筒式过滤器。
3.根据权利要求2所述的评价系统，其特征在于：所述脉冲反吹装置包括脉冲反吹喷嘴和控制反吹气流的控制器，脉冲反吹喷嘴安装于下游管段内。
4.根据权利要求2所述的评价系统，其特征在于：所述风机为轴流风机。
5.根据权利要求2所述的评价系统，其特征在于：所述发尘装置和上游温湿度测量装置设于试验台静压间内与上游管段连通的出口处。
6.根据权利要求2所述的评价系统，其特征在于：前端过滤器设于试验台静压间入口处。
7.根据权利要求2所述的评价系统，其特征在于：所述上游管段、受试过滤器安装管段和下游管段均为方形风道管段。
8.根据权利要求2所述的评价系统，其特征在于：所述受试过滤器安装管段的名义内径为616mm～622mm。
9.根据权利要求2所述的评价系统，其特征在于：所述受试过滤器安装管段的长度不低于所述过滤器深度的1.1倍。
10.根据权利要求2所述的评价系统，其特征在于：受试过滤器处的管道为透明材质。
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Cited By (1)
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| CN110346259A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-10-18 | 国电环境保护研究院有限公司 | 一种燃机自洁式进气过滤器反吹性能评价系统和方法 |
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2019
- 2019-08-01 CN CN201921238500.3U patent/CN210376071U/zh active Active
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| CN110346259B (zh) * | 2019-08-01 | 2024-03-29 | 国能南京电力试验研究有限公司 | 一种燃机自洁式进气过滤器反吹性能评价系统和方法 |
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