JP2005147034A - Air filter for gas turbine, and washing method and washing system for the same, and service life prediction testing method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガスタービンの外部から内部に吸入される空気中の粉塵を捕捉するガスタービン吸気用フィルタに関し、特に、再使用に向けて超音波洗浄に好適なガスタービン吸気用フィルタに関する。また、粉塵を捕捉したガスタービン吸気用フィルタを洗浄するためのガスタービン吸気用フィルタの洗浄方法、及びガスタービン吸気用フィルタの洗浄システムに関する。更にまた、ガスタービン吸気用フィルタの実機寿命を予測するためのガスタービン吸気用フィルタの寿命予測試験方法に関する。 The present invention relates to a gas turbine intake filter that captures dust in the air sucked from the outside to the inside of the gas turbine, and more particularly, to a gas turbine intake filter suitable for ultrasonic cleaning for reuse. The present invention also relates to a gas turbine intake filter cleaning method and a gas turbine intake filter cleaning system for cleaning a gas turbine intake filter that has captured dust. Furthermore, the present invention relates to a life prediction test method for a gas turbine intake filter for predicting the actual life of the gas turbine intake filter.
図10に示すように、一般的なガスタービン100は圧縮機101、燃焼器102及びタービン部103を主な構成要素とし、互いに主軸(不図示)で直結された圧縮機101とタービン部103の間に燃焼器102が配設されてなる。圧縮機101には、ガスタービン100内で作動流体となる空気を外部から導き入れるための吸気部104が連結されている。このような構成のもと、外部の空気が主軸の回転により吸気部104を経て圧縮機101に吸入されて圧縮され、その圧縮空気が燃焼器102に導入されて燃料とともに燃焼する。この燃焼で生じた高温高圧の燃焼ガスは、タービン部103に吐出されて主軸を回転駆動させ、外部へ排出される。このようなガスタービン100は、主軸の一端に発電機等を接続することでその駆動源として活用される。
As shown in FIG. 10, a
ここで、ガスタービン100の外部の空気には、その設置場所によっても異なるが、多かれ少なかれ粉塵が含まれている。この空気がそのまま吸気部104を経て圧縮機101に送られると、その空気中の粉塵が圧縮機101の翼に付着して堆積していき、これにより、圧縮機101に与えられる動力が増大し、結果としてガスタービン100の性能低下が引き起こされてしまう。そこで、このような不都合を解消するために、一般のガスタービン100においては、吸気部104に専用のフィルタ(以下、「ガスタービン吸気用フィルタ」と記すことがある)が設けられており、吸入される空気を一旦フィルタを通過させることで、フィルタで粉塵を捕捉しながら濾過し、この濾過された空気が圧縮機101に送られるようになっている。
Here, the air outside the
具体的には、図10及び図11に示すように、ガスタービン吸気用フィルタ111は箱状の枠体(例えば金属製、樹脂製など)110内に収納保持され、フィルタ111を収納保持した枠体110は吸気部104の吸気口内に一面に亘って複数個並べられて装着される。ここでフィルタ111は、一般には、通過する空気中の粉塵を効率良く捕捉すべく空気の通過に要する面積を拡大させる目的で、プリーツ状に細かく折られており、更に枠体110内では、複数のプリーツ毎に折り曲げられて大きくジグザグ状に収納される。なお、これらの図中で白抜き矢印は、空気の流れを示している。以降の説明で用いる図面においても同様とする。
Specifically, as shown in FIGS. 10 and 11, the gas
ところで、吸気部104にフィルタ111を備えたガスタービン100においては、継続的な運転とともにフィルタ111に粉塵が捕捉されていくわけであるが、その捕捉量の増加に伴って差圧が上昇していく。この差圧が規定値以上になるとガスタービン100の正常な運転に支障を来たすため、所定期間、例えば1年毎に行われるガスタービン100の定期点検時に、フィルタ111は交換される。そして、使用済みのフィルタ111は、従来は産業廃棄物として処分されていたが、近年では、環境保全やランニングコストの低減といった一般社会や市場の要求から、産業廃棄物の発生量を抑えるべく、洗浄が施されて再生され再使用されるようになってきている。使用済みフィルタ111の洗浄再生には、一般に、洗浄液中での超音波洗浄が適用される。
By the way, in the
この超音波洗浄に適するとされるフィルタ111の従来の構成について、以下に説明する。フィルタ111は、図12及び図13に示すように、大きくは、第1濾材112及び第2濾材113が積層されてなり、空気の流れに対して上流側から順に第2濾材113及び第1濾材112が積層されている。具体的には、第1濾材112は、ポリプロピレン(PP)繊維を熱溶融で不織布にしたものであり、他方第2濾材113は、ポリエステル(PET)繊維をアクリル系接着剤で不織布にしたものであって、第1濾材112及び第2濾材113の両者はアクリル系接着剤や部分的な熱溶融により接合される。また、第2濾材113における通気のための有効開口径は、第1濾材112の有効開口径よりも大きく、第2濾材113を形成する不織布の繊維径は、第1濾材112の繊維径よりも太い。こうしてフィルタ111においては、第2濾材113は、主として第1濾材112の過度の変形を抑えるように補強する機能を発揮し、他方第1濾材112は、粉塵に対して濾過、捕集する機能を発揮する。なお、第2濾材113は、粒径の大きい粉塵に対して濾過、捕集する機能も併せ持つ(例えば、特許文献1、2参照)。
A conventional configuration of the
また、実際に粉塵を捕捉したフィルタ111を洗浄するための洗浄システムとしては、従来は、洗浄液を貯留する貯留槽を有し、この貯留槽内の洗浄液に使用済みのフィルタ111を浸漬させて超音波洗浄する洗浄手段を備えていた。洗浄液としては、一般には、溶媒である蒸留水にアルカリ性洗剤を溶かしたものであって、標準状態で弱アルカリ性を呈するものが適用される(例えば、特許文献3参照)。
In addition, as a cleaning system for cleaning the
また、ガスタービン100に設けられたフィルタ111の実機寿命を予測することは、極めて重要であり、未使用の新しいフィルタ111に対しては勿論のこと、洗浄再生されたフィルタ111に対しては、再使用するのに十分な性能を有するか否かの判断指標になることから特に重要である。何故ならば、ガスタービン100の継続運転に伴ってフィルタ111における粉塵の捕捉量が増加していったとしても、少なくともフィルタ111が交換されるタイミング、すなわちガスタービン100の定期点検時までは、差圧が規定値に達しないことを保障する必要があるからである。
In addition, it is extremely important to predict the actual life of the
そのためのフィルタ111の寿命予測試験、いわゆる加速試験(粉塵保持容量試験)は、従来は、JIS B9908(換気用エアフィルタユニット・換気用電気集塵器の性能試験方法)に基づく方法で行われている。この方法では、一般には、試験用の粉塵として、JIS Z8901で規定されている試験用粉体(JIS15種)を用い、その試験用濃度として、JIS B9908で規定されている70±30mg/N(ノルマル)m3を用いる。
しかし、先ず上記した従来のフィルタ111では、以下に示すような問題がある。
However, the
第1に、ガスタービン100の設置場所の如何によって、その雰囲気での空気に含まれる粉塵、すなわちフィルタ111に捕捉される粉塵の酸・塩基に関する性状は様々である。例えば、石灰等が多く飛来する雰囲気ではアルカリ性の粉塵であり、硫黄分等が多く飛来する雰囲気では酸性の粉塵であるといった具合である。そうすると、フィルタ111にはあらゆる性状の粉塵に対して耐薬品性が要求されるものの、フィルタ111の構成要素の一方である第2濾材113は、耐薬品性が十分とは言えないポリエステル繊維よりなるため、ガスタービン100の運転、すなわち粉塵の捕捉とともに徐々に劣化していく場合があり、そもそも再使用するのに十分な耐久性を有し得ない場合がある。なお、フィルタ111の構成要素の他方である第1濾材112については、その分子構造から耐薬品性に優れるポリプロピレン繊維よりなるため、このような問題は無い。
First, depending on the installation location of the
第2に、使用済みフィルタ111の超音波洗浄の際に用いられる洗浄液は、一般には、溶媒である蒸留水にアルカリ性洗剤又は中性洗剤を溶かしたものであって、標準状態で弱アルカリ性又は中性を呈している。一方、フィルタ111に捕捉されている粉塵は、上記のように酸・塩基に関する性状が様々である。そうすると、アルカリ性の粉塵が捕捉されているフィルタ111を上記の洗浄液に浸漬させて超音波洗浄した場合、洗浄液にアルカリ性の粉塵が混入していって、洗浄液そのものが強いアルカリ性になるため、第2濾材113を構成する繊維同士を接合するアクリル系接着剤や、第1濾材112及び第2濾材113を接合するアクリル系接着剤が分解されてしまう。その結果、洗浄後のフィルタ111においては、分解された接着剤が、第1濾材112や第2濾材113を構成する繊維の表面に付着して本来通気のための開口領域まで塞ぐ様相となるため、この場合の洗浄後のフィルタ111がガスタービン100に用いられると、運転再開後、差圧の急上昇を招く。つまり、再使用するのに十分な性能を有するフィルタ111が実質得られない場合がある。
Second, the cleaning liquid used for ultrasonic cleaning of the used
第3に、フィルタ111がプリーツ状のものである場合(図11及び図12参照)、再使用に伴う繰り返しの洗浄や長期間の使用とともに、その形状が次第に変形していく。この変形が著しくなると、図14に示すように、空気の流れに対して上流側の位置で折られた部分(図14中の符号Aの部分)において、隣接するプリーツ同士が接触してしまう。そうすると、このようなフィルタ111がガスタービン100に用いられると、空気の通過に要する面積が実質小さくなるため、粉塵の効率的な捕捉が阻害されるし、やはり差圧の急上昇を招く。但し、フィルタ111そのものの変形に対しては、第2濾材113によりある程度は抑えられるものの、決して十分とは言えない。なお、第2濾材113を単に厚くすることで、フィルタ111の変形強度が一応は増すと考えられるが、第1濾材112に捕捉された粉塵、すなわち第1濾材112と第2濾材113との境界に存する粉塵が洗浄除去される際に、厚くされた第2濾材113がその除去の障害となるため、フィルタ111の洗浄の容易性を考慮すれば得策とは言えない。
Third, when the
また、上記の第2の問題で提起したようフィルタ111に捕捉されている粉塵の酸・塩基に関する性状が様々であっても、再使用するのに支障のない十分な性能を有するフィルタ111に再生できる洗浄方法が望まれる。
Moreover, even if there are various properties related to the acid and base of the dust trapped in the
また、上記した従来の洗浄システムでは、幾つものフィルタ111を洗浄するに連れて、貯留槽内の洗浄液にはフィルタ111から除去された粉塵が異物となって混入し、洗浄液は必然的に汚濁していく。そして、洗浄液の汚濁状況が基準値以上になると、貯留槽の洗浄液を新しい洗浄液に入れ替え、汚れた洗浄液は、その都度、浄化(異物の除去)処理され、排水の水質基準値を満たすように希釈処理された後、海や河川等に排水されていた。そのため、洗浄液の入れ替えの都度、新しい洗浄液が多量に消費されるし、汚れた洗浄液の浄化処理及び希釈処理に関わるコストが発生するため、コスト削減の観点から不利である。しかも、洗浄液の入れ替えの都度、汚れた洗浄液に対し浄化処理及び希釈処理を経た排水が行われるため、万全な管理をもってしても、環境汚染につながる可能性は否めない。
Further, in the above-described conventional cleaning system, as a number of
更にまた、上記した従来の寿命予測試験方法では、試験用粉体の試験用濃度(70±30mg/Nm3)が、実際のガスタービン100の設置場所での空気における粉塵の実機濃度(0.05〜0.1mg/Nm3程度)と比較して格段に高いため、試験の際、試験用粉体が実機濃度では先ずは起こり得ない凝集状態でフィルタ111に捕捉されてしまう。従って、図15に示すように、ガスタービン100での差圧に相当し得る圧力損失が規定値Lに達する時点において、寿命に相当し得る粉塵捕捉量が、実機での値Waよりも試験での値Weが大きくなる。つまり、試験結果と実機との圧力損失の上昇特性にずれが生じることになる。しかも、上記した従来の寿命試験方法では、試験用粉体がJIS15種に規定される一律の粒度分布を有するものの、実機の粉塵の粒度分布はガスタービン100の設置場所の如何によって様々であるため、やはり試験結果と実機との圧力損失の上昇特性にずれが生じることになる。そのため、フィルタ111の実機寿命を予測するにあたっての正当な評価が行えない。
Furthermore, in the above-described conventional life prediction test method, the test concentration (70 ± 30 mg / Nm 3 ) of the test powder is the actual concentration of dust in the air (0. 05~0.1mg / Nm 3 about) for much higher as compared to when the test would be trapped in the
そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、超音波洗浄されて再生されることを前提に、再使用に優れたガスタービン吸気用フィルタを提供することをその目的とするものである。また本発明の目的は、再使用するのに支障のない十分な性能を有するガスタービン吸気用フィルタに洗浄再生できる洗浄方法を提供することにある。また本発明の他の目的は、再使用するのに支障のない十分な性能を有するガスタービン吸気用フィルタに洗浄再生でき、しかもコスト削減や環境保全に対して優れたガスタービン吸気用フィルタの洗浄システムを提供することにある。更にまた本発明の目的は、ガスタービン吸気用フィルタの実機寿命を短時間で正確に予測することができる寿命予測試験方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a gas turbine intake filter excellent in reuse on the premise that it is cleaned and regenerated by ultrasonic cleaning. It is. It is another object of the present invention to provide a cleaning method capable of cleaning and regenerating a gas turbine intake filter having sufficient performance that does not hinder reuse. Another object of the present invention is to clean and regenerate a gas turbine intake filter that has sufficient performance without re-use and is excellent in cost reduction and environmental conservation. To provide a system. Still another object of the present invention is to provide a life prediction test method capable of accurately predicting the actual life of a gas turbine intake filter in a short time.
上記目的を達成するため、本発明によるガスタービン吸気用フィルタは、第1濾材及びこの第1濾材の変形を抑えるとともに有効開口径が前記第1濾材よりも大きい第2濾材が積層されてなり、ガスタービンの外部から内部に吸入される空気を通過させてこの空気中の粉塵を捕捉するガスタービン吸気用フィルタであって、以下の点を特徴とする。 In order to achieve the above object, a gas turbine intake filter according to the present invention is formed by laminating a first filter medium and a second filter medium that suppresses deformation of the first filter medium and has an effective opening diameter larger than that of the first filter medium. A gas turbine intake filter that captures dust in the air by allowing air to be sucked into the air from the outside to the inside of the gas turbine, and is characterized by the following points.
第1の特徴では、前記第1濾材は、ポリプロピレン繊維よりなる不織布であり、前記第2濾材は、ポリオレフィン系樹脂で表面が被覆されたポリエステル繊維よりなる不織布、又はポリオレフィン系樹脂の繊維よりなる不織布であり、前記空気の流れに対して上流側から順に前記第2濾材及び前記第1濾材が積層されている。これにより、フィルタの構成要素である第1濾材及び第2濾材がともに耐薬品性に優れたものとなるため、このフィルタに捕捉されている粉塵の酸・塩基に関する性状を問わず、ガスタービンの運転中に劣化していくことはない。つまり、ガスタービンの設置場所の如何を問わず、再使用するのに十分な耐久性を有するフィルタとなる。 In the first feature, the first filter medium is a nonwoven fabric made of polypropylene fiber, and the second filter medium is a nonwoven fabric made of polyester fiber whose surface is coated with a polyolefin resin, or a nonwoven fabric made of polyolefin resin fiber. The second filter medium and the first filter medium are stacked in order from the upstream side with respect to the air flow. As a result, both the first filter medium and the second filter medium, which are constituent elements of the filter, have excellent chemical resistance. Therefore, regardless of the nature of the acid / base of the dust trapped in this filter, It does not deteriorate during operation. That is, the filter has sufficient durability to be reused regardless of where the gas turbine is installed.
ここで、広範な粒度分布を有する粉塵をその粒径に応じて分担し効率良く捕捉する観点から、前記第1濾材は互いに有効開口径の異なる複数の層が積層されてなり、各層の有効開口径が前記空気の流れに対して下流側ほど小さいことが好ましい。 Here, from the viewpoint of efficiently capturing dust having a wide particle size distribution according to the particle size and efficiently capturing the dust, the first filter medium is formed by laminating a plurality of layers having different effective opening diameters. It is preferable that the diameter is smaller toward the downstream side with respect to the air flow.
第2の特徴では、前記第1濾材は、互いに有効開口径の異なる複数の層が積層されたポリプロピレン繊維よりなる不織布であり、前記第2濾材は、ポリオレフィン系樹脂で表面が被覆されたポリエステル繊維よりなる不織布、又はポリオレフィン系樹脂の繊維よりなる不織布であり、前記空気の流れに対して上流側から順に前記第1濾材及び前記第2濾材が積層され、前記第1濾材の各層の有効開口径が前記空気の流れに対して下流側ほど小さい。これにより、上記した第1の特徴と同様、フィルタの構成要素である第1濾材及び第2濾材がともに耐薬品性に優れたものとなるため、このフィルタに捕捉されている粉塵の酸・塩基に関する性状、すなわちガスタービンの設置場所の如何を問わず、ガスタービンの運転中に劣化していくことはなく、再使用するのに十分な耐久性を有するフィルタとなる。しかも、第1濾材の各層により、広範な粒度分布を有する粉塵をその粒径に応じて効率良く捕捉することができる。 In the second feature, the first filter medium is a non-woven fabric made of polypropylene fibers in which a plurality of layers having different effective opening diameters are laminated, and the second filter medium is a polyester fiber whose surface is coated with a polyolefin resin. A non-woven fabric made of polyolefin resin, or a non-woven fabric made of polyolefin resin, wherein the first filter medium and the second filter medium are laminated in order from the upstream side with respect to the air flow, and the effective opening diameter of each layer of the first filter medium Is smaller on the downstream side with respect to the air flow. Thus, as in the first feature described above, both the first filter medium and the second filter medium, which are constituent elements of the filter, are excellent in chemical resistance. Therefore, the acid / base of the dust trapped in the filter Regardless of the nature of the gas turbine, i.e., where the gas turbine is installed, the filter does not deteriorate during operation of the gas turbine, and the filter has sufficient durability for reuse. Moreover, each layer of the first filter medium can efficiently capture dust having a wide particle size distribution according to the particle size.
第3の特徴では、前記第1濾材は、ポリプロピレン繊維よりなる不織布であり、前記第2濾材は、ポリオレフィン系樹脂で表面が被覆されたポリエステル繊維よりなる不織布、又はポリオレフィン系樹脂の繊維よりなる不織布であり、前記空気の流れに対して上流側から順に前記第2濾材、前記第1濾材及び前記第2濾材が積層されており、プリーツ状に折られている。これにより、フィルタがプリーツ状のものである場合、再使用に伴う繰り返しの洗浄や長期間の使用が行われても、第1濾材の上下流側の両方に積層された第2濾材で変形強度が増すため、フィルタそのものの変形が確実に抑えられる。勿論、上記した第1の特徴と同様、フィルタの構成要素である第1濾材及び第2濾材がともに耐薬品性に優れたものとなるため、このフィルタに捕捉されている粉塵の酸・塩基に関する性状、すなわちガスタービンの設置場所の如何を問わず、ガスタービンの運転中に劣化していくことはなく、再使用するのに十分な耐久性を有するフィルタとなる。 In the third feature, the first filter medium is a nonwoven fabric made of polypropylene fiber, and the second filter medium is a nonwoven fabric made of polyester fiber whose surface is coated with a polyolefin resin, or a nonwoven fabric made of polyolefin resin fiber. The second filter medium, the first filter medium, and the second filter medium are laminated in order from the upstream side with respect to the air flow, and are folded into a pleat shape. As a result, when the filter is pleated, the second filter medium laminated on both the upstream and downstream sides of the first filter medium is used for deformation strength even if repeated cleaning and long-term use associated with reuse are performed. Therefore, deformation of the filter itself can be surely suppressed. Of course, as with the first feature described above, both the first filter medium and the second filter medium, which are constituent elements of the filter, are excellent in chemical resistance. Therefore, it relates to the acid / base of the dust trapped in this filter. Regardless of the property, that is, where the gas turbine is installed, the filter does not deteriorate during operation of the gas turbine, and the filter has sufficient durability for reuse.
更に、第4の特徴では、上記の第1〜第3の特徴を有するフィルタにおいて、前記第1濾材及び前記第2濾材が前記ポリオレフィン系樹脂の熱融着で接合されている。これにより、第1濾材及び第2濾材の接合が、従来一般に用いられたアクリル系接着剤に代えて、その分子構造から耐薬品性に優れたポリオレフィン系樹脂でなされるため、粉塵が捕捉されているフィルタの超音波洗浄中、洗浄液の酸・塩基の度合いが変化しても、その接合状態は安定している。その結果、洗浄後のフィルタは、再使用するのに十分な性能を有するものとなる。 Further, according to a fourth feature, in the filter having the first to third features described above, the first filter medium and the second filter medium are joined by heat fusion of the polyolefin resin. As a result, the first filter medium and the second filter medium are joined by a polyolefin resin having excellent chemical resistance from the molecular structure instead of the acrylic adhesive generally used in the past. Even if the acid / base level of the cleaning liquid changes during ultrasonic cleaning of the filter, the bonding state is stable. As a result, the washed filter has sufficient performance for reuse.
更にまた、前記第1濾材及び前記第2濾材を形成する繊維の表面が有機ケイ酸化合物(例えばメチルシリケート、エチルシリケート、アクリルシリコン樹脂等)で被覆されていることが好ましい。第1濾材及び第2濾材を形成する繊維の表面が親水化されるため、フィルタに捕捉されている粉塵は、超音波洗浄によって容易に除去されるようになるからである。 Furthermore, it is preferable that the surfaces of the fibers forming the first filter medium and the second filter medium are coated with an organic silicate compound (for example, methyl silicate, ethyl silicate, acrylic silicon resin, etc.). This is because the surface of the fibers forming the first filter medium and the second filter medium is hydrophilized, so that dust captured by the filter can be easily removed by ultrasonic cleaning.
また、上記目的を達成するための本発明によるガスタービン吸気用フィルタの洗浄方法は、第1濾材及びこの第1濾材の変形を抑えるとともに有効開口径が前記第1濾材よりも大きい第2濾材が積層されてなり、ガスタービンの外部から内部に吸入される空気を通過させてこの空気中の粉塵を捕捉したガスタービン吸気用フィルタを洗浄するためのガスタービン吸気用フィルタの洗浄方法であって、以下の点を特徴とする。 The gas turbine intake filter cleaning method according to the present invention for achieving the above object includes a first filter medium and a second filter medium that suppresses deformation of the first filter medium and has an effective opening diameter larger than that of the first filter medium. A gas turbine intake filter cleaning method for cleaning a gas turbine intake filter that is laminated and passes air sucked into the gas turbine from the outside to capture dust in the air. It is characterized by the following points.
第1の特徴では、前記ガスタービン吸気用フィルタに捕捉されている粉塵の酸・塩基に関する性状を分析する分析工程と、この分析工程で得られた前記粉塵の性状に対して中和する洗浄液を選定する選定工程と、この選定工程で選定された前記洗浄液に前記ガスタービン吸気用フィルタを浸漬させて超音波洗浄する洗浄工程と、を有する。これにより、フィルタに捕捉されている粉塵の酸・塩基に関する性状が様々であっても、この性状が直接的に分析されて、この分析結果に対して中和する洗浄液が選定されるため、仮にフィルタの構成要素である第1濾材や第2濾材の接合にアクリル系接着剤が用いられていたとしても、フィルタの超音波洗浄中に、そのアクリル系接着剤が分解されてしまうことはなく、その結果洗浄後のフィルタにおいても本来通気のための開口領域が塞がれることがない。 In the first feature, an analysis process for analyzing the properties of the acid and base of the dust trapped in the gas turbine intake filter, and a cleaning liquid for neutralizing the dust properties obtained in the analysis process A selection step of selecting, and a cleaning step of ultrasonically cleaning the gas turbine intake filter by immersing the gas turbine intake filter in the cleaning liquid selected in the selection step. As a result, even if the nature of the acid / base of the dust trapped in the filter varies, this property is analyzed directly, and a cleaning solution that neutralizes the analysis result is selected. Even if an acrylic adhesive is used to join the first filter medium and the second filter medium that are constituent elements of the filter, the acrylic adhesive is not decomposed during the ultrasonic cleaning of the filter. As a result, even in the filter after cleaning, the opening area for ventilation is not blocked.
第2の特徴では、前記ガスタービンの設置環境に基づき、前記ガスタービン吸気用フィルタに捕捉されている粉塵の酸・塩基に関する性状を判定する判定工程と、この判定工程で得られた前記粉塵の性状に対して中和する洗浄液を選定する選定工程と、この選定工程で選定された前記洗浄液に前記ガスタービン吸気用フィルタを浸漬させて超音波洗浄する洗浄工程と、を有する。これにより、フィルタに捕捉されている粉塵の酸・塩基に関する性状が様々であっても、この性状がガスタービンの設置環境より想定的に判定されて、この判定結果に対して中和する洗浄液が選定されるため、上記した第1の特徴と同様、仮にフィルタの構成要素である第1濾材や第2濾材の接合にアクリル系接着剤が用いられていたとしても、フィルタの超音波洗浄中に、そのアクリル系接着剤が分解されてしまうことはなく、その結果、洗浄後のフィルタにおいても本来通気のための開口領域が塞がれることがない。 In the second feature, based on the installation environment of the gas turbine, a determination step for determining properties of the acid / base of the dust captured by the gas turbine intake filter, and the dust obtained in the determination step A selection step of selecting a cleaning liquid to be neutralized with respect to the properties, and a cleaning step of ultrasonically cleaning the gas turbine intake filter in the cleaning liquid selected in the selection step. As a result, even if the properties of the acid and base of the dust trapped in the filter are various, this property is supposedly determined from the installation environment of the gas turbine, and there is a cleaning liquid that neutralizes the determination result. Since it is selected, even if an acrylic adhesive is used to join the first filter medium and the second filter medium, which are constituent elements of the filter, as in the first feature described above, during the ultrasonic cleaning of the filter. The acrylic adhesive is not decomposed, and as a result, the opening area for ventilation is not blocked even in the filter after cleaning.
更にまた、上記目的を達成するための本発明によるガスタービン吸気用フィルタの洗浄システムは、ガスタービンの外部から内部に吸入される空気を通過させてこの空気中の粉塵を捕捉した上記の第4の特徴を有するガスタービン吸気用フィルタを洗浄するためのガスタービン吸気用フィルタの洗浄システムであって、標準状態が弱アルカリ性又は中性である洗浄液を貯留する貯留槽を有し、この貯留槽内の洗浄液に前記ガスタービン吸気用フィルタを浸漬させて超音波洗浄する洗浄手段と、前記貯留槽から前記洗浄液を引き込んで浄化するとともに、この洗浄液に酸性溶液又はアルカリ性溶液を注入して前記標準状態に戻した後、前記貯留槽に送り返す循環手段と、よりなる。 Furthermore, the cleaning system for a gas turbine intake filter according to the present invention for achieving the above object allows the air sucked from the outside to the inside of the gas turbine to pass therethrough and captures dust in the air. A gas turbine intake filter cleaning system for cleaning a gas turbine intake filter having the characteristics of: having a storage tank storing a cleaning liquid whose standard state is weakly alkaline or neutral; The cleaning means for ultrasonic cleaning by immersing the gas turbine intake filter in the cleaning liquid, and purifying the cleaning liquid by drawing it from the storage tank, and injecting an acidic solution or an alkaline solution into the cleaning liquid to the standard state And circulating means for returning to the storage tank after returning.
これにより、洗浄手段により、再使用するのに支障のない十分な性能を有するフィルタに洗浄再生できる。しかも、洗浄の過程で汚れた洗浄液は、従来のように浄化処理や希釈処理を経て排水されてしまうわけではなく、循環手段により、貯留槽から回収されて、浄化処理及び標準状態への復元処理を経た後、再び貯留槽へ送り返され、再使用されるため、新しい洗浄液が多量に消費されないし、環境汚染につながる可能性が低減される。 As a result, the filter can be cleaned and regenerated by the cleaning means so as to have a sufficient performance without any trouble in reuse. In addition, the cleaning liquid that has become dirty during the cleaning process is not drained through the purification process and the dilution process as in the past, but is recovered from the storage tank by the circulation means, and the purification process and the restoration process to the standard state. After passing through, since it is sent back to the storage tank again and reused, a large amount of new cleaning liquid is not consumed, and the possibility of causing environmental pollution is reduced.
そしてまた、上記目的を達成するための本発明によるガスタービン吸気用フィルタの寿命予測試験方法は、第1濾材及びこの第1濾材の変形を抑えるとともに有効開口径が前記第1濾材よりも大きい第2濾材が積層されてなり、ガスタービンの外部から内部に吸入される空気を通過させてこの空気中の粉塵を捕捉するガスタービン吸気用フィルタにおいて、このガスタービン吸気用フィルタの実機寿命を予測するためのガスタービン吸気用フィルタの寿命予測試験方法であって、前記ガスタービン吸気用フィルタは前記空気の流れに対して上流側から順に前記第2濾材及び前記第1濾材が積層されていて、以下の点を特徴とする。 In addition, the life prediction test method for a gas turbine intake filter according to the present invention for achieving the above-mentioned object suppresses the deformation of the first filter medium and the first filter medium and has an effective opening diameter larger than that of the first filter medium. In a gas turbine intake filter that is formed by laminating two filter media and passes air sucked from the outside to the inside of the gas turbine and captures dust in the air, the life expectancy of the gas turbine intake filter is predicted. A gas turbine intake filter life prediction test method for the gas turbine intake filter, in which the second filter medium and the first filter medium are stacked in order from the upstream side with respect to the air flow, It is characterized by the following points.
第1の特徴では、未使用の前記ガスタービン吸気用フィルタに対し、前記ガスタービンの設置環境での粉塵と同程度の粒度分布を有する粉体を異なる濃度毎で前記ガスタービンの実機流速で吹き与えて、前記粉体の濃度と前記第1濾材及び前記第2濾材に捕捉された前記粉体の捕捉量比率との相関関係を測定し、この測定結果より、前記粉塵の実機濃度での捕捉量比率と同程度の捕捉量比率が示される濃度のうちの最大値を試験用濃度として予め設定しておく濃度設定工程と、試験対象の前記ガスタービン吸気用フィルタに対し、前記粉体を前記濃度設定工程を経て設定された前記試験用濃度と前記実機流速で吹き与えて試験する試験工程と、を有する。これにより、試験用粉体として、ガスタービンの設置環境での実機の粉塵と同程度の粒度分布を有するものが用いられるため、実機に見合った状況での試験が行える。しかも、試験の際、その試験用粉体の試験用濃度としては、濃度設定工程により予め設定される、実機濃度での捕捉量比率と同程度の捕捉量比率が示される濃度のうちの最大値が用いられ、且つ、試験用流速としては実機流速が用いられるため、実機の状況がほぼ再現されつつ、実機濃度に対する試験用濃度の倍率分加速された試験が行える。 In the first feature, powder having a particle size distribution similar to dust in the installation environment of the gas turbine is blown at different concentrations at an actual flow velocity of the gas turbine with respect to the unused gas turbine intake filter. The correlation between the concentration of the powder and the trapped amount ratio of the powder trapped in the first filter medium and the second filter medium is measured, and from this measurement result, trapping of the dust at the actual machine concentration is performed. A concentration setting step in which a maximum value among the concentrations at which a captured amount ratio equivalent to the amount ratio is shown is set as a test concentration; and the powder is added to the gas turbine intake filter to be tested. The test concentration set through the concentration setting step, and the test step of blowing and testing at the actual machine flow rate. As a result, a test powder having a particle size distribution comparable to that of the dust in the actual machine in the gas turbine installation environment is used, so that the test can be performed in a situation commensurate with the actual machine. Moreover, as the test concentration of the test powder during the test, the maximum value among the concentrations that are set in advance by the concentration setting step and that show a capture amount ratio similar to the capture amount ratio at the actual machine concentration. Since the actual machine flow rate is used as the test flow velocity, the test accelerated by the magnification of the test concentration relative to the actual machine concentration can be performed while the actual machine situation is almost reproduced.
第2の特徴では、未使用の前記ガスタービン吸気用フィルタに対し、前記ガスタービンの設置環境での粉塵と同程度の粒度分布を有する粉体を異なる濃度毎で前記ガスタービンの実機流速で吹き与えて、前記粉体の濃度と前記第1濾材及び前記第2濾材に捕捉された前記粉体の捕捉量比率との相関関係を測定し、この測定結果より、前記粉塵の実機濃度での捕捉量比率と同程度の捕捉量比率が示される濃度のうちの最大値を試験用濃度として予め設定しておく濃度設定工程と、未使用の前記ガスタービン吸気用フィルタに対し、前記粉体を前記試験用濃度で異なる流速毎で吹き与えて、前記粉体の流速と前記第1濾材及び前記第2濾材に捕捉された前記粉体の捕捉量比率との相関関係を測定し、この測定結果より、前記実機流速での捕捉量比率と同程度の捕捉量比率が示される流速のうちの最大値を試験用流速として予め設定しておく流速設定工程と、試験対象の前記ガスタービン吸気用フィルタに対し、前記粉体を前記濃度設定工程及び前記流速設定工程を経て設定された前記試験用濃度及び前記試験用流速で吹き与えて試験する試験工程と、を有する。これにより、上記した第1の特徴と同様、試験用粉体として、ガスタービンの設置環境での実機の粉塵と同程度の粒度分布を有するものが用いられるため、実機に見合った状況での試験が行える。しかも、試験の際、その試験用粉体の試験用濃度としては、濃度設定工程により予め設定される、実機濃度での捕捉量比率と同程度の捕捉量比率が示される濃度のうちの最大値が用いられ、且つ、試験用流速としては、流速設定工程により予め設定される、実機流速での捕捉量比率と同程度の捕捉量比率が示される流速のうちの最大値が用いられるため、実機の状況がほぼ再現されつつ、実機濃度に対する試験用濃度の倍率分、更には実機流速に対する試験用流速の倍率分加速された試験が行える。 In the second feature, powder having a particle size distribution similar to dust in the installation environment of the gas turbine is blown at different concentrations at an actual flow velocity of the gas turbine with respect to the unused gas turbine intake filter. The correlation between the concentration of the powder and the trapped amount ratio of the powder trapped in the first filter medium and the second filter medium is measured, and from this measurement result, trapping of the dust at the actual machine concentration is performed. A concentration setting step in which a maximum value among the concentrations at which a captured amount ratio equivalent to the amount ratio is shown is set as a test concentration in advance, and the powder is added to the unused gas turbine intake filter. The correlation between the flow rate of the powder and the trapped amount ratio of the powder trapped in the first filter medium and the second filter medium is measured by spraying at different flow rates at the test concentration. , Capture amount ratio at actual machine flow rate The flow rate setting step in which the maximum value of the flow rates at which the trapping amount ratio of the same level is indicated is set as a test flow rate, and the concentration of the powder is set for the gas turbine intake filter to be tested And a test step for testing by blowing at the test concentration and the test flow rate set through the flow rate setting step. As a result, as with the first feature described above, as the test powder, a powder having the same particle size distribution as the actual machine dust in the gas turbine installation environment is used. Can be done. Moreover, as the test concentration of the test powder during the test, the maximum value among the concentrations that are set in advance by the concentration setting step and that show a capture amount ratio similar to the capture amount ratio at the actual machine concentration. As the test flow velocity, the maximum value of the flow velocity that is preset in the flow velocity setting step and shows the capture amount ratio at the same level as the actual device flow velocity is used. While the above situation is substantially reproduced, a test accelerated by the magnification of the test concentration with respect to the actual device concentration, and further by the magnification of the test flow velocity with respect to the actual device flow rate can be performed.
ここで、前記粉体は、予め試験専用に準備された、粒度分布が均一な第1分類、粒度分布が粒径小側に偏った第2分類、又は粒度分布が粒径大側に偏った第3分類のうちのいずれかであることが好ましい。通常、ガスタービンの設置環境での実機の粉塵は、第1〜第3分類のいずれかに該当するため、試験に際し、実機の粉塵を改めて準備するまでもなく、簡便となるからである。 Here, the powder is prepared in advance for testing, the first classification with a uniform particle size distribution, the second classification in which the particle size distribution is biased toward the small particle size, or the particle size distribution is skewed toward the large particle size. Any one of the third classifications is preferable. Usually, the dust in the actual machine in the installation environment of the gas turbine corresponds to any one of the first to third classifications, and therefore it becomes simple without having to prepare the dust in the actual machine again during the test.
ここでまた、試験対象の前記ガスタービン吸気用フィルタは、前記粉塵を捕捉した後に超音波洗浄されたものであることが好ましい。洗浄再生されたフィルタに対して、再使用するのに十分な性能を有するか否かを的確に判断できるからである。 Here, the gas turbine intake filter to be tested is preferably ultrasonically cleaned after the dust is captured. This is because it is possible to accurately determine whether or not the regenerated filter has sufficient performance for reuse.
本発明のガスタービン吸気用フィルタによれば、その構成要素である第1濾材及び第2濾材がともに耐薬品性に優れたものとなるため、このフィルタに捕捉されている粉塵の酸・塩基に関する性状を問わず、ガスタービンの運転中に劣化していくことはない。特に、フィルタがプリーツ状のものである場合、第1濾材の上下流側の両方に第2濾材が積層されていると、これによりフィルタそのものの変形強度が増すため、再使用に伴う繰り返しの洗浄や長期間の使用が行われても、フィルタそのものの変形がより抑えられる。また、フィルタの構成要素である第1濾材及び第2濾材の接合が、耐薬品性に優れたポリオレフィン系樹脂の熱融合でなされると、洗浄中に洗浄液の酸・塩基の度合いが変化しても、その接合状態は安定している。従って、ガスタービンの設置場所の如何を問わず、超音波洗浄されて再生されることを前提に、再使用するのに十分な耐久性と性能を有する再使用に優れたフィルタとなる。 According to the gas turbine intake filter of the present invention, since both the first filter medium and the second filter medium, which are constituent elements thereof, have excellent chemical resistance, the acid / base of dust trapped in this filter Regardless of its nature, it does not deteriorate during operation of the gas turbine. In particular, when the filter is pleated, if the second filter medium is laminated on both the upstream and downstream sides of the first filter medium, this increases the deformation strength of the filter itself. Even when used for a long time, the deformation of the filter itself can be further suppressed. In addition, when the first filter medium and the second filter medium, which are constituent elements of the filter, are joined by thermal fusion of a polyolefin resin having excellent chemical resistance, the degree of acid / base of the cleaning liquid changes during cleaning. However, the bonding state is stable. Therefore, regardless of the installation location of the gas turbine, it is an excellent filter for reuse that has sufficient durability and performance to be reused on the assumption that it is ultrasonically cleaned and regenerated.
また、本発明のガスタービン吸気用フィルタの洗浄方法によれば、フィルタに捕捉されている粉塵の酸・塩基に関する性状が様々であっても、この性状に対して中和する洗浄液が選定されるため、仮にフィルタの構成要素である第1濾材や第2濾材の接合にアクリル系接着剤が用いられていたとしても、フィルタの超音波洗浄中に、そのアクリル系接着剤が分解されてしまうことはなく、その結果、洗浄後のフィルタにおいても本来通気のための開口領域が塞がれることがない。従って、ガスタービンの設置場所の如何を問わず、再使用するのに支障のない十分な性能を有するフィルタに洗浄再生できる。 In addition, according to the method for cleaning a gas turbine intake filter of the present invention, even if the properties of the acid and base of the dust trapped in the filter vary, the cleaning liquid that neutralizes the properties is selected. Therefore, even if an acrylic adhesive is used to join the first filter medium and the second filter medium that are constituent elements of the filter, the acrylic adhesive is decomposed during the ultrasonic cleaning of the filter. As a result, the opening region for ventilation is not blocked even in the filter after cleaning. Therefore, regardless of the installation location of the gas turbine, it is possible to clean and regenerate the filter having a sufficient performance that does not hinder reuse.
更にまた、本発明のガスタービン吸気用フィルタの洗浄システムによれば、洗浄手段により、再使用するのに支障のない十分な性能を有するフィルタに洗浄再生できる。しかも、洗浄の過程で汚れた洗浄液は、循環手段により、貯留槽から回収されて、浄化処理及び標準状態への復元処理を経た後、再び貯留槽へ送り返され、再使用されるため、新しい洗浄液が多量に消費されないし、環境汚染につながる可能性が低減される。従って、コスト削減や環境保全に対して優れた洗浄システムとなる。 Furthermore, according to the cleaning system for a gas turbine intake filter of the present invention, the cleaning means can clean and regenerate a filter having sufficient performance that does not hinder reuse. In addition, the cleaning liquid that has become dirty during the cleaning process is recovered from the storage tank by the circulation means, passed through the purification process and the restoration process to the standard state, and then sent back to the storage tank for reuse. Is not consumed in large quantities and the possibility of environmental pollution is reduced. Therefore, the cleaning system is excellent for cost reduction and environmental protection.
そしてまた、本発明のガスタービン吸気用フィルタの寿命予測試験方法によれば、試験用粉体として、ガスタービンの設置環境での実機の粉塵と同程度の粒度分布を有するものが用いられるため、実機に見合った状況での試験が行える。しかも、試験の際、その試験用粉体の試験用濃度としては、濃度設定工程により予め設定される、実機濃度での捕捉量比率と同程度の捕捉量比率が示される濃度のうちの最大値が用いられ、且つ、試験用流速としては、実機流速、又は流速設定工程により予め設定される、実機流速での捕捉量比率と同程度の捕捉量比率が示される流速のうちの最大値が用いられるため、実機の状況がほぼ再現されつつ、実機濃度に対する試験用濃度の倍率分、更には実機流速に対する試験用流速の倍率分加速された試験が行える。従って、フィルタの実機寿命を短時間で正確に予測することができる。 And, according to the life prediction test method of the gas turbine intake filter of the present invention, as the test powder, a powder having the same particle size distribution as the actual machine dust in the installation environment of the gas turbine is used. Tests can be performed in a situation suitable for the actual machine. Moreover, as the test concentration of the test powder during the test, the maximum value among the concentrations that are set in advance by the concentration setting step and that show a capture amount ratio similar to the capture amount ratio at the actual machine concentration. As the test flow velocity, the maximum value of the actual flow velocity or the flow velocity that is set in advance by the flow velocity setting process and that shows a capture amount ratio similar to the capture amount ratio at the actual flow velocity is used. Therefore, while the situation of the actual machine is almost reproduced, a test accelerated by the magnification of the test density with respect to the actual machine density and further by the magnification of the test flow speed with respect to the actual machine flow rate can be performed. Accordingly, the actual life of the filter can be accurately predicted in a short time.
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳述する。先ず、本発明の第1実施形態であるガスタービン吸気用フィルタについて説明する。図1は第1実施形態のガスタービン吸気用フィルタの拡大断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the gas turbine intake filter according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of the gas turbine intake filter of the first embodiment.
図1に示す本第1実施形態のガスタービン吸気用フィルタ1は、冒頭の背景技術で説明したガスタービン100(図10参照)に適用されるものであって、吸気部104に装着される枠体110内に収納保持されている(図10及び図11参照)。このフィルタ1は、超音波洗浄されて再生され、再使用されるものである。
The gas
続いて、このフィルタ1の構成の詳細について以下に説明する。フィルタ1は、図1に示すように、大きくは、第1濾材2及び第2濾材3が積層されてなり、空気の流れに対して上流側から順に、第2濾材3及び第1濾材2が積層されている。具体的には、第1濾材2は、ポリプロピレン繊維を熱溶融で不織布にしたものである。他方第2濾材3は、表面にポリオレフィン系樹脂をコーティングしたポリエステル繊維を不織布にしたものである。第1濾材2及び第2濾材3の両者はポリオレフィン系樹脂の熱融着で接合されている。
Next, details of the configuration of the
また、第2濾材3における通気のための有効開口径は、第1濾材2の有効開口径よりも大きく、第2濾材3を形成する不織布の繊維径は、第1濾材2の繊維径よりも太い。こうしてフィルタ1においては、第2濾材3は、主として第1濾材2の過度の変形を抑えるように補強する機能を発揮し、他方第1濾材2は、粉塵に対して濾過、捕集する機能を発揮する。なお、第2濾材3は、粒径の大きい粉塵に対して濾過、捕集する機能も併せ持つ。
Moreover, the effective opening diameter for ventilation | gas_flowing in the
このような構成にすると、フィルタ1の構成要素である第1濾材2及び第2濾材3がともに耐薬品性に優れたものとなる。そのため、ガスタービン100の継続的な運転とともにフィルタ1に粉塵が捕捉されていくが、このフィルタ1に捕捉されている粉塵の酸・塩基に関する性状を問わず、劣化していくことはない。つまり、ガスタービン100の設置場所の如何によって、フィルタ1に捕捉されている粉塵の酸・塩基に関する性状は様々であるが、これを問わず、再使用するのに十分な耐久性を有するフィルタ1となる。
With such a configuration, the
しかも、第1濾材2及び第2濾材3の接合が、その分子構造から耐薬品性に優れたポリオレフィン系樹脂でなされている。そのため、フィルタ1の超音波洗浄中、フィルタ1に捕捉されている粉塵が洗浄液に混入していって、洗浄液の酸・塩基の度合いが変化しても、その接合状態は安定している。その結果、洗浄後のフィルタ1においては、第1濾材2や第2濾材3における本来通気のための開口領域を塞ぐような要因はなく、再使用するのに十分な性能を有するものとなる。
In addition, the
従って、フィルタ1は、ガスタービン100の設置場所の如何を問わず、超音波洗浄されて再使用するのに十分な耐久性と性能を有する再使用に優れたものと言える。
Therefore, it can be said that the
なお、上記の説明では、第2濾材3が、表面にポリオレフィン系樹脂をコーティングしたポリエステル繊維を不織布にしたものであるが、これに代えて、ポリオレフィン系樹脂の繊維を熱溶融で不織布にしたもの、すなわちポリオレフィン系樹脂の繊維よりなる不織布であっても構わない。
In the above description, the
次に、本発明の第2実施形態であるガスタービン吸気用フィルタについて、図2を参照しながら説明する。図2は第2実施形態のガスタービン吸気用フィルタの拡大断面図である。本第2実施形態の特徴は、上記の第1実施形態における第1濾材2の構成を変形した点にある。
Next, a gas turbine intake filter according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an enlarged sectional view of the gas turbine intake filter of the second embodiment. The feature of the second embodiment is that the configuration of the
本第2実施形態では、図2に示すように、第2濾材3の下流側に積層されポリプロピレン繊維の不織布である第1濾材2は、上流側から順に互いに有効開口径の異なる第1層2a及び第2層2bが積層されてなる。第1層2aの有効開口径は、第2層2bの有効開口径よりも大きく、第2濾材3の有効開口径よりも小さい。但し、第1層2aと第2層2bの繊維径は、ともに同等であるが、第2濾材3の繊維径よりも細い。こうしてフィルタ1においては、第2濾材3は、第1実施形態と同様、第1濾材2の過度の変形を抑えるように補強する機能を発揮するとともに、粒径の大きい粉塵に対して濾過する機能を発揮する。他方第1濾材2は、第1層2aが中位の粒径の粉塵に対して、第2層2bが微細な粉塵に対してそれぞれ濾過、捕集する機能を発揮する。
In this 2nd Embodiment, as shown in FIG. 2, the
このような構成にすると、特に広範な粒度分布を有する粉塵に対し、その粒径に応じて分担して捕捉できることから、捕捉効率の面で有効である。勿論、第1実施形態と同様の効果も奏する。なお、第1濾材2を構成する層の数は、上記した第1層2a及び第2層2bの2層に限らず、それ以上であっても構わない。但し、層の増加に連れ、第1濾材2全体の厚さ、すなわちフィルタ1全体の厚さが増し過ぎると、空気が通過する際の抵抗が大きくなって、ガスタービン100の運転中における差圧の過大を招くため、実際には2、3層程度が望ましい。
Such a configuration is effective in terms of trapping efficiency because dust having a particularly wide particle size distribution can be shared and trapped according to the particle size. Of course, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. The number of layers constituting the
次に、本発明の第3実施形態であるガスタービン吸気用フィルタについて、図3を参照しながら説明する。図3は第3実施形態のガスタービン吸気用フィルタの拡大断面図である。本第3実施形態の特徴は、上記の第2実施形態における第1濾材2及び第2濾材3の相互の配置を変形した点にある。
Next, a gas turbine intake filter according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a gas turbine intake filter according to a third embodiment. The feature of the third embodiment is that the mutual arrangement of the
本第3実施形態では、図3に示すように、上流側から順に、第1濾材2を構成する第1層2a、及び第2層2b、並びに第2濾材3が積層されている。こうしてフィルタ1においては、第2濾材3は、第1濾材2の過度の変形を抑えるように補強する機能のみを発揮する。他方第1濾材2は、第1層2aが中位以上の粒径の粉塵に対して、第2層2bが微細な粉塵に対してそれぞれ濾過する機能を発揮する。
In the third embodiment, as shown in FIG. 3, the
このような構成にすると、特に広範な粒度分布を有する粉塵に対し、その粒径に応じて分担して捕捉できることから、第2実施形態と比較しての性能は若干劣るものの、捕捉効率の面で有効である。勿論、第2実施形態と同様に、第1実施形態と同様の効果も奏する。なお、第2実施形態と同様に、第1濾材2を構成する層の数は、2層に限らず、それ以上であっても構わないが、ガスタービン100の運転中における差圧過大の観点から、フィルタ1全体の厚さの増し過ぎには、留意が必要である。
With such a configuration, particularly for dust having a wide particle size distribution, it can be shared and captured according to the particle size, so the performance compared to the second embodiment is slightly inferior, but in terms of capture efficiency It is effective in. Of course, similar to the second embodiment, the same effects as the first embodiment can be obtained. As in the second embodiment, the number of layers constituting the
次に、本発明の第4実施形態であるガスタービン吸気用フィルタについて、図4及び図5を参照しながら説明する。図4は第4実施形態のガスタービン吸気用フィルタが枠体に収納保持された状態での断面図、図5はそのフィルタの拡大断面図である。本第4実施形態の特徴は、上記の第1実施形態におけるフィルタ1を変形し、このフィルタ1が特にプリーツ状である場合の問題(冒頭の背景技術で提起した従来のフィルタ111における第3の問題)を解消するように図った点にある。
Next, a gas turbine intake filter according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a cross-sectional view of a gas turbine intake filter according to a fourth embodiment stored and held in a frame, and FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the filter. The feature of the fourth embodiment is that the
本第4実施形態では、フィルタ1は、図4に示すように、通過する空気中の粉塵を効率良く捕捉すべく空気の通過に要する面積を拡大させる目的で、プリーツ状に細かく折られており、更に枠体110内では、複数のプリーツ毎に折り曲げられて大きくジグザク状に収納される(図11参照)。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 4, the
また、図4及び図5に示すように、第2濾材3の下流側に積層された第1濾材2の下流側には、更に第2濾材3’が積層されている。つまり、フィルタ1は、上流側から順に、第2濾材3、第1濾材2、及び第2濾材3’が積層されてなる。この最下流側の第2濾材3’は、最上流側の第2濾材3と同質で有効開口径及び繊維径が同等のものであって、ポリオレフィン系樹脂で表面が被覆されたポリエステル繊維よりなる不織布、又はポリオレフィン系樹脂の繊維よりなる不織布である。こうしてフィルタ1においては、最上流側の第2濾材3及び第1濾材2は、第1実施形態と同様の機能を発揮する。更に最下流側の第2濾材3’は、第1濾材2の過度の変形をより抑えるように補強する機能を発揮する。
As shown in FIGS. 4 and 5, a
このような構成にすると、第1濾材2の上流側の積層された第2濾材3に加え、下流側に積層された第2濾材3’で変形強度が増すため、フィルタ1がプリーツ状のものである場合、再使用に伴う繰り返しの洗浄や長期間の使用が行われても、フィルタ1そのものの変形が確実に抑えられる。勿論、第1実施形態と同様の効果も奏する。なお、第1濾材2の上流側に積層された第2濾材3を厚くするわけではないことから、第1濾材2に捕捉された粉塵、すなわち第1濾材2と第2濾材3との境界に存する粉塵が洗浄除去される際における第2濾材3に起因する除去の障害性の程度に変わりはないし、第2濾材3を更に薄くすることで、その障害性を低減でき、フィルタ1の洗浄が容易になる。
With such a configuration, the deformation strength is increased by the
次に、本発明の第5実施形態であるガスタービン吸気用フィルタについて説明する。本第5実施形態の特徴は、上記の第1〜第4実施形態におけるフィルタ1に対し、超音波洗浄の容易性を高めるように図った点にある。
Next, a gas turbine intake filter which is a fifth embodiment of the present invention will be described. The feature of the fifth embodiment is that the
本第5実施形態では、上記の第1〜第4実施形態のフィルタ1において、第1濾材2及び第2濾材3(第4実施形態の場合の第2濾材3’も含む)を形成する繊維の表面が、有機ケイ酸化合物で被覆されている。つまり、フィルタ1をガスタービン100に搭載して使用する前の段階で、フィルタ1の全域に亘ってメチルシリケート、エチルシリケート、アクリルシリコン樹脂等を主成分とする表面処理剤を塗布した後、これを乾燥させ、これにより、第1濾材2及び第2濾材3を形成する繊維の表面が有機ケイ酸化合物(メチルシリケート、エチルシリケート、アクリルシリコン樹脂等)でコーティングされた状態にされている。
In the fifth embodiment, in the
このような構成にすると、第1濾材2及び第2濾材3を形成する繊維の表面が親水化されるため、実際にガスタービン100に搭載されて使用されたフィルタ1に捕捉されている粉塵は、超音波洗浄によって簡単に洗浄液中に脱落し、容易に除去されるようになる。特に、カーボンブラック等の極めて微細な粉塵に対して有効である。
With such a configuration, since the surfaces of the fibers forming the
次に、本発明の第6実施形態であるガスタービン吸気用フィルタの洗浄方法について説明する。本第6実施形態の洗浄方法での洗浄対象となるものは、従来のフィルタ111である。但し、上記の第1〜第5実施形態のフィルタ1に適用しても構わない。
Next, a gas turbine intake filter cleaning method according to a sixth embodiment of the present invention will be described. What is to be cleaned by the cleaning method of the sixth embodiment is a
本第6実施形態の洗浄方法は、分析工程、選定工程、及び洗浄工程という3つの工程よりなる。具体的には、先ず分析工程では、これから洗浄しようとする使用済みフィルタ111に、まさに捕捉されている粉塵の酸・塩基に関する性状、例えば酸性であるとか、アルカリ性であるとかを分析する。続く選定工程では、そのフィルタ111の超音波洗浄に用いられる洗浄液を分析工程での分析結果に基づいて選定するわけであるが、ここでは、分析結果が酸性であればアルカリ性の洗浄液、逆に分析結果がアルカリ性であれば酸性の洗浄液といったように、分析結果である粉塵の性状に対して中和する洗浄液を選定する。そして、洗浄工程では、そのフィルタ111を選定工程で選定された洗浄液に浸漬させて超音波洗浄する。なお、フィルタ111の超音波洗浄は、真空状態で行う場合もある。
The cleaning method of the sixth embodiment is composed of three steps: an analysis step, a selection step, and a cleaning step. Specifically, first, in the analysis step, the used
このような構成にすると、フィルタ111に捕捉されている粉塵の酸・塩基に関する性状が様々であっても、この性状が直接的に分析されて、この分析結果に対して中和する洗浄液が選定されることになる。そのため、仮にフィルタ111の構成要素である第1濾材112や第2濾材113の接合にアクリル系接着剤が用いられていたとしても、フィルタ111の超音波洗浄中に、そのアクリル系接着剤が分解されてしまうことはなく、その結果、洗浄後のフィルタ111においても本来通気のための開口領域が塞がれることがない。従って、ガスタービン100の設置場所の如何を問わず、再使用するのに支障のない十分な性能を有するフィルタ111に洗浄再生できる。
In such a configuration, even if the properties of the acid and base of the dust captured by the
次に、本発明の第7実施形態であるガスタービン吸気用フィルタの洗浄方法について説明する。本第7実施形態の特徴は、上記の第6実施形態における分析工程を変形した点にある。なお、本第7実施形態の洗浄方法での洗浄対象となるものは、第6実施形態と同様に、主として従来のフィルタ111である。
Next, a gas turbine intake filter cleaning method according to a seventh embodiment of the present invention will be described. The feature of the seventh embodiment is that the analysis process in the sixth embodiment is modified. In addition, what is to be cleaned by the cleaning method of the seventh embodiment is mainly the
本第7実施形態の洗浄方法は、判定工程、選定工程、及び洗浄工程という3つの工程よりなる。具体的には、先ず判定工程では、これから洗浄しようとする使用済みフィルタ111が搭載されていたガスタービン100の設置環境を予め調査しておく。ここでは、そのガスタービン100の周囲の空気をサンプリングして、その空気中の粉塵を分析したり、そのガスタービン100の周辺設備の如何や気候(風の向きや強さ等)を分析したりすることで調査がなされる。次いで、この調査結果に基づき、これから洗浄しようとする使用済みフィルタ111に、まさに捕捉されている粉塵の酸・塩基に関する性状、例えば酸性であるとか、アルカリ性であるとかを想定的に判定する。
The cleaning method according to the seventh embodiment includes three processes: a determination process, a selection process, and a cleaning process. Specifically, first, in the determination step, the installation environment of the
続く選定工程では、第6実施形態における選定工程とほぼ同様に、そのフィルタ111の超音波洗浄に用いられる洗浄液を判定工程での判定結果に基づいて、判定結果である粉塵の性状に対して中和する洗浄液を選定する。そして、洗浄工程では、第6実施形態における選定工程と同様に、そのフィルタ111を選定工程で選定された洗浄液に浸漬させて超音波洗浄する。なお、フィルタ111の超音波洗浄は、真空状態で行う場合もある。
In the subsequent selection process, in the same manner as the selection process in the sixth embodiment, the cleaning liquid used for ultrasonic cleaning of the
このような構成にすると、フィルタ111に捕捉されている粉塵の酸・塩基に関する性状が様々であっても、この性状がガスタービン100の設置環境より想定的に判定されて、この判定結果に対して中和する洗浄液が選定されることになる。そのため、上記した第6実施形態と同様の効果が得られる。
With such a configuration, even if the properties of the acid and base of the dust trapped in the
次に、本発明の第8実施形態であるガスタービン吸気用フィルタの洗浄システムについて、図6を参照しながら説明する。図6は第8実施形態の洗浄システムの概略構成を示すブロック図である。本第8実施形態の洗浄システムでの洗浄対象となるものは、上記の第1〜第5実施形態のフィルタ1であって、特に、第1濾材2及び第2濾材3(第4実施形態の場合の第2濾材3’も含む)の接合がポリオレフィン系樹脂の熱融着でなされているものである。
Next, a gas turbine intake filter cleaning system according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of the cleaning system of the eighth embodiment. What is to be cleaned in the cleaning system of the eighth embodiment is the
図6に示すように、本第8実施形態の洗浄システム50は、洗浄手段51と循環手段61とに大別される。具体的には、先ず洗浄手段51は、使用済みフィルタ1を洗浄するための洗浄用の超音波洗浄装置52と、この超音波洗浄装置52で洗浄されたフィルタ1をすすぐためのすすぎ用の超音波洗浄装置53と、を備えていて、超音波洗浄装置52、超音波洗浄装置53は、それぞれフィルタ1が浸漬される洗浄液が貯留された洗浄槽54、すすぎ槽55を有する。洗浄槽54及びすすぎ槽55は、それぞれ超音波振動を発生させる振動子を備える。
As shown in FIG. 6, the
また、洗浄手段51は、洗浄槽54及びすすぎ槽55に供給する新しい洗浄液の溶媒である蒸留水(この蒸留水としては、イオン交換水も含む)が貯留された給水タンク56を備えている。この給水タンク56内の蒸留水は、給水用の脱気器57でボイル脱気されたものである。なお、脱気器57には洗剤タンクより洗剤が注入されている。ここで、洗浄槽54及びすすぎ槽55に貯留されている洗浄液としては、蒸留水にアルカリ性洗剤又は中性洗剤を溶かしたものであって、標準状態で弱アルカリ性又は中性を呈する。
Further, the cleaning means 51 includes a
このような構成のもと、使用済みフィルタ1は、最初に超音波洗浄装置52の洗浄槽54に浸漬され、超音波洗浄される。次いで、洗浄層54から取り出され、エアブロー乾燥を経た後、今度は超音波洗浄装置53のすすぎ槽55に浸漬され、超音波洗浄(すすぎ)される。そして、すすぎ槽55から取り出され、エアブロー乾燥を経て、フィルタ1の洗浄再生が完了する。なお、真空ポンプ等により超音波洗浄装置52及び超音波洗浄装置53の装置内を真空状態とし、使用済みフィルタ1を超音波洗浄、次いですすぎの超音波洗浄を行う場合もある。
Under such a configuration, the used
その際、幾つものフィルタ1を洗浄するに連れて、洗浄槽54及びすすぎ槽55内の洗浄液にはフィルタ1から除去された粉塵が混入していって、洗浄液の酸・塩基の度合いが変化していく場合があるが、本第8実施形態の洗浄システム50で洗浄対象とするフィルタ1においては、第1濾材2及び第2濾材3の接合が、その分子構造から耐薬品性に優れたポリオレフィン系樹脂でなされているため、超音波洗浄中のその接合状態は安定している。従って、洗浄後のフィルタ1は、上記の第1〜第5実施形態で述べた通り、再使用するのに支障のない十分な性能を有するものに洗浄再生されるわけである。
At that time, as a number of
また、洗浄槽54及びすすぎ槽55内の洗浄液にはフィルタ1から除去された粉塵が異物となって混入し、洗浄液は次第に汚濁していく。この汚れた洗浄液に対して後述の循環手段61が機能する。
Further, the dust removed from the
循環手段61は、大きくは、洗浄層54及びすすぎ層55から汚れた洗浄液が引き込まれ、この洗浄液中の5μm以下の固形異物を分離して一次浄化するバグフィルタ62と、循環手段61全体に亘ってその洗浄液を圧送循環させるための圧送ポンプ63と、バグフィルタ62を経た洗浄液を高速凝集沈殿法で最終浄化する浄化装置64と、浄化装置64を経て浄化された洗浄液をボイル脱気する脱気器65と、を備える。また、バグフィルタ62の後段であって浄化装置64に入る手前の循環経路には、ここから洗浄液を取り入れこの洗浄液の酸・塩基に関する性状(pH)を分析する水質検査装置66が接続されている。また、浄化装置64には、H2SO4等の酸性溶液が貯留されている酸液タンク67、NaOH等のアルカリ性溶液が貯留されているアルカリ液タンク68、アルカリ性洗剤又は中性洗剤が貯留されている洗剤タンク69が接続されている。なお、洗浄手段51及び循環手段61を構成する各種装置間の接続経路及び循環経路中には、適所にバルブが設けられている。
The circulation means 61 is roughly divided into a
このような構成のもと、洗浄層54及びすすぎ層55内の洗浄液の汚濁状況が基準値以上になると、この汚れた洗浄液は、圧送ポンプ63の駆動により、先ずバグフィルタ62を通じて一次浄化され、浄化装置64に送られる。ここで一部の洗浄液は、水質検査装置66内に取り入れられ、洗浄液の酸・塩基に関する性状が分析される。浄化装置64に送り込まれた洗浄液は、最終浄化された後、標準状態である弱アルカリ性又は中性に戻すべく、水質検査装置66の分析結果に基づき、酸液タンク67やアルカリ液タンク68から酸性溶液やアルカリ性溶液が注入されるとともに、洗剤タンク69から洗剤が注入される。そしてこの洗浄液は、脱気器65を経てボイル脱気され、洗浄槽54へ送り返される。
Under such a configuration, when the contamination state of the cleaning liquid in the
このように、洗浄の過程で汚れた洗浄液は、循環手段61により、洗浄層54及びすすぎ層55から回収されて、浄化処理及び標準状態への復元処理を経た後、再び洗浄層54へ送り返され、再使用される。そのため、従来の洗浄システムのような、洗浄層54及びすすぎ層55内の洗浄液の汚濁状況が基準値以上になった都度、新しい洗浄液への入れ替えは行われないし、また、汚れた洗浄液に対し浄化処理及び希釈処理を経た排水も行われない。従って、本第8実施形態の洗浄システムでは、新しい洗浄液が多量に消費されないし、環境汚染につながる可能性が低減されるようになり、コスト削減や環境保全に対して優れている。
In this way, the cleaning liquid that has become dirty during the cleaning process is recovered from the
次に、本発明の第9実施形態であるガスタービン吸気用フィルタの寿命予測試験方法について、図7及び図8を参照しながら説明する。図7は第9実施形態の寿命予測試験方法で用いられる試験用粉体の特性を示す図、図8はその寿命予測試験方法における濃度設定工程で得られた測定結果の一例を示す図である。 Next, a life prediction test method for a gas turbine intake filter according to a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a view showing the characteristics of the test powder used in the life prediction test method of the ninth embodiment, and FIG. 8 is a view showing an example of the measurement result obtained in the concentration setting step in the life prediction test method. .
本第9実施形態の寿命予測試験は、基本的には、従来と同様にJIS B9908に基づく方法で行われるが、本試験に先駆けて予備試験が行われる点で異なる。つまり、本第9実施形態の寿命予測試験方法は、予備試験である詳細は後述の濃度設定工程、及び本試験である詳細は後述の試験工程よりなる。また、本第9実施形態の寿命予測試験方法での試験対象となるものは、上記の第1、第2、若しくは第4実施形態のフィルタ1、又はこれらのいずれかを含む第5実施形態のフィルタ1であって、上流側から順に第2濾材3及び第1濾材2が積層されたものである。但し、従来のフィルタ111を適用しても構わない。そして、濃度設定工程では、未使用の新しいフィルタ1が用いられ、試験工程では、洗浄後のフィルタ1であって、実際に評価されるべきロットのうちから抜き取られたものが用いられる。以下、これらの各工程に関して順に詳述していく。
The life prediction test of the ninth embodiment is basically performed by a method based on JIS B9908 as in the prior art, but differs in that a preliminary test is performed prior to the main test. That is, the life prediction test method according to the ninth embodiment includes a concentration setting process described later for details as a preliminary test and a test process described later for details as a main test. Further, the test object in the life prediction test method of the ninth embodiment is the
先ず、実際に濃度設定工程及び試験工程に入る前に、両工程で用いられる試験用粉体を選定する。ここでは、試験対象のフィルタ1が含まれるロットのフィルタ1がこれから搭載されようとするガスタービン100における設置環境での粉塵(実機の粉塵)と同程度の粒度分布を有する粉体が選定される。例えばガスタービン100の設置場所で予め採取して準備しておいた実機の粉塵そのものでもよいが、本第9実施形態では、予め試験専用に準備された粒度分布の異なる3つの分類のうちから選定される。
First, before actually entering the concentration setting step and the test step, the test powder used in both steps is selected. Here, the powder having the same particle size distribution as the dust (actual dust) in the installation environment in the
この試験専用の粉体は、図7に示すように、第1分類、第2分類、及び第3分類に大別され、粒径の異なる粉体が配合されてなる。第1分類は、図7(a)に示すように、微細粒子から粗粒子までほぼ均等に存在する粒度分布が均一なもの、第2分類は、図7(b)に示すように、微細粒子が多く存在する粒度分布が粒径小側に偏ったもの、第3分類は、図7(c)に示すように、粗い粒子が多く存在する粒度分布が粒径大側に偏ったものである。ここで、本第9実施形態において、このような試験専用の粉体から試験用粉体を選定する理由は、実機の粉塵は、一般に、ガスタービン100の設置場所の如何によって様々であるものの、通常、第1〜第3分類のいずれかに該当するため、試験に際し、実機の粉塵を改めて準備するまでもなく、簡便となるからである。なお、第1〜第3分類の粒度分布の検証は、アンダーセンサンプラー法等で簡単に行える。
As shown in FIG. 7, the test-dedicated powder is roughly classified into a first classification, a second classification, and a third classification, and powders having different particle sizes are blended. As shown in FIG. 7 (a), the first classification has a uniform particle size distribution that exists almost uniformly from fine particles to coarse particles, and the second classification shows fine particles as shown in FIG. 7 (b). In the third classification, as shown in FIG. 7 (c), the particle size distribution in which many coarse particles are present is biased toward the large particle size side. . Here, in the ninth embodiment, the reason for selecting the test powder from such test-dedicated powder is that the dust in the actual machine generally varies depending on where the
続いて、濃度設定工程では、後の本試験である試験工程でフィルタ1に与える試験用粉体の濃度を設定するにあたっての予備試験を行う。具体的には、未使用のフィルタ1に対し、上記した選定の試験用粉体を所定の濃度で且つガスタービン100の実機流速で吹き与え、第1濾材2及び第2濾材3に捕捉された試験用粉体の捕捉量比率を測定する。ここでは、実機流速を3cm/sとする。次いで、別の未使用のフィルタ1に対し、同じく選定の試験用粉体を先の濃度とは異なる濃度で且つガスタービン100の実機流速で吹き与え、同様に第1濾材2及び第2濾材3に捕捉された試験用粉体の捕捉量比率を測定する。これを数回繰り返し、試験用粉体の濃度と捕捉量比率との相関関係を割り出す。この測定結果の一例を図8に示す。
Subsequently, in the concentration setting step, a preliminary test for setting the concentration of the test powder to be applied to the
図8から明らかなように、捕捉量比率は、試験用粉体の濃度が約2mg/Nm3(図8中の符号D参照)まではほぼ一定であるものの、これ以上で急激に変化する。この現象は、従来の寿命予測試験方法において、試験用粉体の試験用濃度が70±30mg/Nm3であると、凝集状態でフィルタ1に捕捉されることの裏付けとなる。逆に、試験用粉体の濃度が約2mg/Nm3までは、凝集状態は引き起こされないと言える。そこで、濃度設定工程では、後の本試験である試験工程で用いられる試験用粉体の試験用濃度Dとして、2mg/Nm3を設定する。つまり、試験用濃度Dとしては、濃度設定工程での試験結果より、実際のガスタービン100の設置場所での空気における粉塵の実機濃度(0.05〜0.1mg/Nm3程度、図8中の符号Da参照)での捕捉量比率と同程度の捕捉量比率が示される濃度のうちの最大値(2mg/Nm3)を設定する。
As is clear from FIG. 8, the trapping amount ratio is substantially constant until the concentration of the test powder is about 2 mg / Nm 3 (see symbol D in FIG. 8), but rapidly changes beyond this. This phenomenon proves that the
その後、本試験である試験工程に移行する。試験工程では、洗浄後のフィルタ1に対し、上記した選定の試験用粉体を試験用濃度Dと実機流速で所定時間吹き与えて、圧力損失の推移を測定する。そして、圧力損失が規定値に達しなければ、その洗浄後のフィルタ1が抜き取られたロットのものは、再使用に十分な性能を有するものと評価して完了する。
After that, the process proceeds to the test process which is the main test. In the test step, the selected test powder is sprayed for a predetermined time at the test concentration D and the actual machine flow rate to the washed
このように、本第9実施形態の寿命予測試験方法によれば、試験用粉体として、実機の粉塵と同程度の粒度分布を有するものが用いられるため、実機に見合った状況での試験が行える。しかも、試験の際、その試験用粉体の試験用濃度Dとしては、濃度設定工程により予め設定される、実機濃度Daでの捕捉量比率と同程度の捕捉量比率が示される濃度のうちの最大値が用いられ、且つ、試験用流速としては実機流速が用いられるため、実機の状況がほぼ再現されつつ、実機濃度Daに対する試験用濃度Dの倍率分加速された本試験が行える。 As described above, according to the life prediction test method of the ninth embodiment, the test powder having the same particle size distribution as the dust of the actual machine is used, so that the test in a situation suitable for the actual machine is performed. Yes. In addition, as the test concentration D of the test powder during the test, among the concentrations that are set in advance by the concentration setting step and that have a capture amount ratio similar to the capture amount ratio at the actual machine concentration Da. Since the maximum value is used and the actual machine flow rate is used as the test flow rate, the actual test can be performed while the state of the actual machine is almost reproduced and accelerated by the magnification of the test concentration D with respect to the actual machine concentration Da.
上記した一例に当てはめれば、実機濃度Daが0.05〜0.1mg/Nm3程度、試験用濃度Dが2mg/Nm3であるので、実機濃度Daと実機流速で本試験した場合と比較して、20〜40倍加速された本試験が行える。つまり、ガスタービン100の定期点検への所定期間が1年である場合、約10〜20日間での試験時間で済む。従って、洗浄後のフィルタ1の実機寿命を短時間で正確に予測することができる。
In Atehamere to an example described above, actual concentration Da is 0.05 to 0.1 / Nm 3 or so, since the test concentration D is at 2 mg / Nm 3, compared with the case of this test in actual concentration Da and actual flow rate Thus, the main test accelerated 20 to 40 times can be performed. That is, when the predetermined period for the periodic inspection of the
なお、上記の説明では、試験工程での試験対象は、再使用するのに十分な性能を有するか否かを的確に判断すべく、洗浄後のフィルタ1であったが、これを未使用の新しいフィルタ1に代えても構わない。未使用のフィルタ1が含まれるロットのフィルタ1が、初めて使用するのに十分な性能を有するか否かの評価を行えるからである。
In the above description, the test object in the test process is the
次に、本発明の第10実施形態であるガスタービン吸気用フィルタの寿命予測試験方法について、図9を参照しながら説明する。図9は第10実施形態の寿命予測試験方法における流速設定工程で得られた測定結果の一例を示す図である。本第10実施形態の特徴は、上記の第9実施形態の予備試験を変形し、第9実施形態での試験時間の更なる短縮化を図った点にある。 Next, a life prediction test method for a gas turbine intake filter according to a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of measurement results obtained in the flow rate setting step in the life prediction test method of the tenth embodiment. The feature of the tenth embodiment is that the preliminary test of the ninth embodiment is modified to further shorten the test time in the ninth embodiment.
つまり、本第10実施形態の寿命予測試験方法は、予備試験として、詳細は後述の流速設定工程を加えている。なお、濃度設定工程以前は第9実施形態と同様で、試験工程は第9実施形態とほぼ同様である。 In other words, the life prediction test method of the tenth embodiment adds a flow rate setting process described later in detail as a preliminary test. Prior to the concentration setting process, the process is the same as in the ninth embodiment, and the test process is almost the same as in the ninth embodiment.
濃度設定工程に続いて、流速設定工程では、後の本試験である試験工程でフィルタ1に与える試験用粉体の流速を設定するにあたっての予備試験を行う。具体的には、未使用のフィルタ1に対し、上記した選定の試験用粉体を上記した試験用濃度Dで且つ所定の流速で吹き与え、第1濾材2及び第2濾材3に捕捉された試験用粉体の捕捉量比率を測定する。ここでは、試験用濃度Dを2mg/Nm3とする。次いで、別の未使用のフィルタ1に対し、同じく選定の試験用粉体を試験用濃度Dで且つ先の流速とは異なる流速で吹き与え、同様に第1濾材2及び第2濾材3に捕捉された試験用粉体の捕捉量比率を測定する。これを数回繰り返し、試験用粉体の流速と捕捉量比率との相関関係を割り出す。この測定結果の一例を図9に示す。
Subsequent to the concentration setting step, in the flow rate setting step, a preliminary test for setting the flow rate of the test powder to be applied to the
図9から明らかなように、捕捉量比率は、試験用粉体の流速が約10cm/s(図9中の符号V参照)まではほぼ一定であるものの、これ以上で急激に変化する。この現象は、試験用粉体の流速が約10cm/sまでは、凝集状態は引き起こされないことを示す。そこで、流速設定工程では、後の本試験である試験工程で用いられる試験用粉体の試験用流速Vとして、10cm/sを設定する。つまり、試験用流速Vとしては、流速設定工程での試験結果より、実機流速(3cm/s、図9中の符号Va参照)での捕捉量比率と同程度の捕捉量比率が示される流速のうちの最大値(10cm/s)を設定する。 As is clear from FIG. 9, the trapping amount ratio is substantially constant until the flow rate of the test powder is about 10 cm / s (see reference symbol V in FIG. 9), but changes rapidly at higher rates. This phenomenon indicates that the agglomeration state is not caused until the flow rate of the test powder is about 10 cm / s. Therefore, in the flow rate setting step, 10 cm / s is set as the test flow velocity V of the test powder used in the test step which is the subsequent main test. That is, the test flow velocity V is a flow velocity at which a capture amount ratio comparable to the capture amount ratio at the actual machine flow velocity (3 cm / s, see symbol Va in FIG. 9) is shown from the test result in the flow velocity setting step. The maximum value (10 cm / s) is set.
その後、本試験である試験工程に移行する。試験工程では、洗浄後のフィルタ1に対し、上記した選定の試験用粉体を試験用濃度Dと試験用流速Vで所定時間吹き与えて、圧力損失の推移を測定する。そして、圧力損失が規定値に達しなければ、その洗浄後のフィルタ1が抜き取られたロットのものは、再使用に十分な性能を有するものと評価して完了する。
After that, the process proceeds to the test process which is the main test. In the test process, the selected powder for test is sprayed for a predetermined time at the test concentration D and the test flow velocity V to the washed
このように、本第10実施形態の寿命予測試験方法によれば、上記の第9実施形態と同様に、試験用粉体として、実機の粉塵と同程度の粒度分布を有するものが用いられるため、実機に見合った状況での試験が行える。しかも、試験の際、上記の第9実施形態と同様に、その試験用粉体の試験用濃度Dとしては、濃度設定工程により予め設定される、実機濃度Daでの捕捉量比率と同程度の捕捉量比率が示される濃度のうちの最大値が用いられ、且つ、試験用流速Vとしては、流速設定工程により予め設定される、実機流速Vaでの捕捉量比率と同程度の捕捉量比率が示される流速のうちの最大値が用いられるため、実機の状況がほぼ再現されつつ、実機濃度Daに対する試験用濃度Dの倍率分、更には実機流速Vaに対する試験用流速Vの倍率分加速された試験が行える。 As described above, according to the life prediction test method of the tenth embodiment, as in the ninth embodiment, a test powder having a particle size distribution similar to that of actual dust is used. The test can be performed in a situation suitable for the actual machine. Moreover, during the test, as in the ninth embodiment, the test concentration D of the test powder is approximately the same as the captured amount ratio at the actual machine concentration Da set in advance by the concentration setting step. The maximum value of the concentrations indicating the trapping amount ratio is used, and the test flow rate V is set in advance by the flow rate setting step, and the trapping amount ratio is the same as the trapping amount ratio at the actual machine flow rate Va. Since the maximum value of the flow velocity shown is used, the actual machine situation is almost reproduced, and the acceleration is accelerated by the magnification of the test concentration D with respect to the actual machine concentration Da, and further by the magnification of the test flow velocity V with respect to the actual machine flow velocity Va. You can test.
上記した一例に当てはめれば、実機濃度Daが0.05〜0.1mg/Nm3程度、試験用濃度Dが2mg/Nm3であり、実機流速Vaが3cm/s、試験用流速Vが10cm/sであるので、実機濃度Daと実機流速Vaで本試験した場合と比較して、濃度に関して20〜40倍、更に流速に関して3.3倍加速された本試験が行える。つまり、ガスタービン100の定期点検への所定期間が1年である場合、約3〜6日間での試験時間で済む。従って、洗浄後のフィルタ1の実機寿命をより短時間で正確に予測することができる。
In Atehamere to an example described above, actual concentration Da is 0.05 to 0.1 / Nm 3 mm, test concentration D is 2 mg / Nm 3, actual velocity Va is 3 cm / s, the test
その他本発明は上記の各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。 In addition, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
本発明は、特に再使用に向けて超音波洗浄に好適なガスタービン吸気用フィルタに有用である。 The present invention is particularly useful for a gas turbine intake filter suitable for ultrasonic cleaning for reuse.
1 ガスタービン吸気用フィルタ
2 第1濾材
2a 第1層
2b 第2層
3,3’ 第2濾材
100 ガスタービン
101 圧縮機
102 燃焼器
103 タービン部
104 吸気部
110 枠体
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記第1濾材は、ポリプロピレン繊維よりなる不織布であり、前記第2濾材は、ポリオレフィン系樹脂で表面が被覆されたポリエステル繊維よりなる不織布、又はポリオレフィン系樹脂の繊維よりなる不織布であり、前記空気の流れに対して上流側から順に前記第2濾材及び前記第1濾材が積層されていることを特徴とするガスタービン吸気用フィルタ。 A first filter medium and a second filter medium that suppresses deformation of the first filter medium and has an effective opening diameter larger than that of the first filter medium are laminated, and the air sucked into the inside from the outside of the gas turbine is passed through the air. A gas turbine intake filter that traps dust in the interior,
The first filter medium is a non-woven fabric made of polypropylene fiber, and the second filter medium is a non-woven cloth made of polyester fiber whose surface is coated with a polyolefin resin, or a non-woven cloth made of polyolefin resin fibers, and the air The gas turbine intake filter, wherein the second filter medium and the first filter medium are laminated in order from the upstream side with respect to the flow.
前記第1濾材は、互いに有効開口径の異なる複数の層が積層されたポリプロピレン繊維よりなる不織布であり、前記第2濾材は、ポリオレフィン系樹脂で表面が被覆されたポリエステル繊維よりなる不織布、又はポリオレフィン系樹脂の繊維よりなる不織布であり、前記空気の流れに対して上流側から順に前記第1濾材及び前記第2濾材が積層され、前記第1濾材の各層の有効開口径が前記空気の流れに対して下流側ほど小さいことを特徴とするガスタービン吸気用フィルタ。 A first filter medium and a second filter medium that suppresses deformation of the first filter medium and has an effective opening diameter larger than that of the first filter medium are laminated, and the air sucked into the inside from the outside of the gas turbine is passed through the air. A gas turbine intake filter that traps dust in the interior,
The first filter medium is a nonwoven fabric made of polypropylene fibers in which a plurality of layers having different effective opening diameters are laminated, and the second filter medium is a nonwoven fabric made of polyester fibers whose surfaces are coated with a polyolefin resin, or polyolefin The first filter medium and the second filter medium are laminated in order from the upstream side with respect to the air flow, and the effective opening diameter of each layer of the first filter medium is the air flow. On the other hand, a gas turbine intake filter that is smaller on the downstream side.
前記第1濾材は、ポリプロピレン繊維よりなる不織布であり、前記第2濾材は、ポリオレフィン系樹脂で表面が被覆されたポリエステル繊維よりなる不織布、又はポリオレフィン系樹脂の繊維よりなる不織布であり、前記空気の流れに対して上流側から順に前記第2濾材、前記第1濾材及び前記第2濾材が積層されており、プリーツ状に折られていることを特徴とするガスタービン吸気用フィルタ。 A first filter medium and a second filter medium that suppresses deformation of the first filter medium and has an effective opening diameter larger than that of the first filter medium are laminated, and the air sucked into the inside from the outside of the gas turbine is passed through the air. A gas turbine intake filter that traps dust in the interior,
The first filter medium is a non-woven fabric made of polypropylene fiber, and the second filter medium is a non-woven cloth made of polyester fiber whose surface is coated with a polyolefin resin, or a non-woven cloth made of polyolefin resin fibers, and the air The gas turbine intake filter, wherein the second filter medium, the first filter medium, and the second filter medium are laminated in order from the upstream side with respect to the flow, and are folded in a pleat shape.
前記ガスタービン吸気用フィルタに捕捉されている粉塵の酸・塩基に関する性状を分析する分析工程と、この分析工程で得られた前記粉塵の性状に対して中和する洗浄液を選定する選定工程と、この選定工程で選定された前記洗浄液に前記ガスタービン吸気用フィルタを浸漬させて超音波洗浄する洗浄工程と、を有することを特徴とするガスタービン吸気用フィルタの洗浄方法。 A first filter medium and a second filter medium that suppresses deformation of the first filter medium and has an effective opening diameter larger than that of the first filter medium are laminated, and the air sucked into the inside from the outside of the gas turbine is passed through the air. A gas turbine intake filter cleaning method for cleaning a gas turbine intake filter that has captured dust therein,
An analysis step for analyzing the properties of the dust acid and base captured by the gas turbine intake filter, and a selection step for selecting a cleaning liquid to neutralize the dust properties obtained in the analysis step; A cleaning step of immersing the gas turbine intake filter in the cleaning liquid selected in the selection step and ultrasonically cleaning the gas turbine intake filter.
前記ガスタービンの設置環境に基づき、前記ガスタービン吸気用フィルタに捕捉されている粉塵の酸・塩基に関する性状を判定する判定工程と、この判定工程で得られた前記粉塵の性状に対して中和する洗浄液を選定する選定工程と、この選定工程で選定された前記洗浄液に前記ガスタービン吸気用フィルタを浸漬させて超音波洗浄する洗浄工程と、を有することを特徴とするガスタービン吸気用フィルタの洗浄方法。 A first filter medium and a second filter medium that suppresses deformation of the first filter medium and has an effective opening diameter larger than that of the first filter medium are laminated, and the air sucked into the inside from the outside of the gas turbine is passed through the air. A gas turbine intake filter cleaning method for cleaning a gas turbine intake filter that has captured dust therein,
Based on the installation environment of the gas turbine, a determination step for determining the properties of the dust / acid captured by the gas turbine intake filter and the properties of the dust obtained in the determination step are neutralized. A gas turbine intake filter comprising: a selection step of selecting a cleaning liquid to be performed; and a cleaning step of ultrasonically cleaning the gas turbine intake filter by immersing the gas turbine intake filter in the cleaning liquid selected in the selection step. Cleaning method.
標準状態が弱アルカリ性又は中性である洗浄液を貯留する貯留槽を有し、この貯留槽内の洗浄液に前記ガスタービン吸気用フィルタを浸漬させて超音波洗浄する洗浄手段と、前記貯留槽から前記洗浄液を引き込んで浄化するとともに、この洗浄液に酸性溶液又はアルカリ性溶液を注入して前記標準状態に戻した後、前記貯留槽に送り返す循環手段と、よりなることを特徴とするガスタービン吸気用フィルタの洗浄システム。 The gas turbine intake filter cleaning system for cleaning a gas turbine intake filter according to claim 5, wherein air sucked into the air turbine from outside to inside is captured to collect dust in the air. ,
There is a storage tank for storing a cleaning solution whose standard state is weakly alkaline or neutral, and cleaning means for ultrasonic cleaning by immersing the gas turbine intake filter in the cleaning liquid in the storage tank; A gas turbine intake filter comprising: a circulating means that draws in and purifies the cleaning liquid, and injects an acidic solution or an alkaline solution into the cleaning liquid to return to the standard state, and then sends it back to the storage tank. Cleaning system.
前記ガスタービン吸気用フィルタは前記空気の流れに対して上流側から順に前記第2濾材及び前記第1濾材が積層されていて、
未使用の前記ガスタービン吸気用フィルタに対し、前記ガスタービンの設置環境での粉塵と同程度の粒度分布を有する粉体を異なる濃度毎で前記ガスタービンの実機流速で吹き与えて、前記粉体の濃度と前記第1濾材及び前記第2濾材に捕捉された前記粉体の捕捉量比率との相関関係を測定し、この測定結果より、前記粉塵の実機濃度での捕捉量比率と同程度の捕捉量比率が示される濃度のうちの最大値を試験用濃度として予め設定しておく濃度設定工程と、
試験対象の前記ガスタービン吸気用フィルタに対し、前記粉体を前記濃度設定工程を経て設定された前記試験用濃度と前記実機流速で吹き与えて試験する試験工程と、
を有することを特徴とするガスタービン吸気用フィルタの寿命予測試験方法。 A first filter medium and a second filter medium that suppresses deformation of the first filter medium and has an effective opening diameter larger than that of the first filter medium are laminated, and the air sucked into the inside from the outside of the gas turbine is passed through the air. In the gas turbine intake filter for capturing dust in the gas turbine intake filter, a gas turbine intake filter life prediction test method for predicting the actual life of the gas turbine intake filter,
The gas turbine intake filter has the second filter medium and the first filter medium laminated in order from the upstream side with respect to the air flow,
The powder having the same particle size distribution as the dust in the installation environment of the gas turbine is blown at different concentrations to the unused gas turbine intake filter at the actual flow velocity of the gas turbine, and the powder Is measured, and the correlation between the trapped amount ratio of the powder trapped in the first filter medium and the second filter medium is measured, and from this measurement result, the trap amount ratio at the actual machine concentration of the dust is approximately the same. A concentration setting step in which the maximum value of the concentrations indicating the capture amount ratio is set in advance as a test concentration;
A test process for blowing the powder with the test concentration set through the concentration setting process and the actual machine flow rate to the gas turbine intake filter to be tested,
A life prediction test method for a gas turbine intake filter characterized by comprising:
前記ガスタービン吸気用フィルタは前記空気の流れに対して上流側から順に前記第2濾材及び前記第1濾材が積層されていて、
未使用の前記ガスタービン吸気用フィルタに対し、前記ガスタービンの設置環境での粉塵と同程度の粒度分布を有する粉体を異なる濃度毎で前記ガスタービンの実機流速で吹き与えて、前記粉体の濃度と前記第1濾材及び前記第2濾材に捕捉された前記粉体の捕捉量比率との相関関係を測定し、この測定結果より、前記粉塵の実機濃度での捕捉量比率と同程度の捕捉量比率が示される濃度のうちの最大値を試験用濃度として予め設定しておく濃度設定工程と、
未使用の前記ガスタービン吸気用フィルタに対し、前記粉体を前記試験用濃度で異なる流速毎で吹き与えて、前記粉体の流速と前記第1濾材及び前記第2濾材に捕捉された前記粉体の捕捉量比率との相関関係を測定し、この測定結果より、前記実機流速での捕捉量比率と同程度の捕捉量比率が示される流速のうちの最大値を試験用流速として予め設定しておく流速設定工程と、
試験対象の前記ガスタービン吸気用フィルタに対し、前記粉体を前記濃度設定工程及び前記流速設定工程を経て設定された前記試験用濃度及び前記試験用流速で吹き与えて試験する試験工程と、
を有することを特徴とするガスタービン吸気用フィルタの寿命予測試験方法。 A first filter medium and a second filter medium that suppresses deformation of the first filter medium and has an effective opening diameter larger than that of the first filter medium are laminated, and the air sucked into the inside from the outside of the gas turbine is passed through the air. In the gas turbine intake filter for capturing dust in the gas turbine intake filter, a gas turbine intake filter life prediction test method for predicting the actual life of the gas turbine intake filter,
The gas turbine intake filter has the second filter medium and the first filter medium laminated in order from the upstream side with respect to the air flow,
The powder having the same particle size distribution as the dust in the installation environment of the gas turbine is blown at different concentrations to the unused gas turbine intake filter at the actual flow velocity of the gas turbine, and the powder Is measured, and the correlation between the trapped amount ratio of the powder trapped in the first filter medium and the second filter medium is measured, and from this measurement result, the trap amount ratio at the actual machine concentration of the dust is approximately the same. A concentration setting step in which the maximum value of the concentrations indicating the capture amount ratio is set in advance as a test concentration;
The powder captured by the flow rate of the powder, the first filter medium, and the second filter medium by blowing the powder to the unused gas turbine intake filter at different flow rates at the test concentration. Measure the correlation with the captured amount ratio of the body, and from this measurement result, set the maximum value of the flow rate that shows the captured amount ratio at the same level as the actual device flow rate as the test flow rate. A flow rate setting process,
A test step of blowing the powder at the test concentration and the test flow rate set through the concentration setting step and the flow rate setting step and testing the gas turbine intake filter to be tested,
A life prediction test method for a gas turbine intake filter characterized by comprising:
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