JP4919826B2 - ガスタービン流入口構造 - Google Patents

Description

本発明は、ガスタービン空気圧縮機の吸気口に設けられたパッケージ型フィルタを交換するガスタービン流入口構造に関し、特にガスタービンに好適なガスタービン流入口構造に関する。

ガスタービンの燃焼用空気は、大気から吸引した空気を圧縮機で昇圧し、燃焼器へ供給されている。また、圧縮機の昇圧中間段階で抽気された空気は、空気冷却器で冷却され、ガスタービンローター及び静翼などの高温部品の冷却用に供給されている。したがって、このようなガスタービンの燃焼用空気として使用される空気は極めてクリーン（不純物などを含まない）ものが要求されることになる。

そこで、従来から、クリーンな空気を供給するために、空気を取り込む流入口一面に多段フィルタを備えたガスタービン流入口構造が用いられてきた。この多段フィルタとしては、図８に示すように、捕集するダスト粒径の大きいものから１次フィルタ５１０、２次フィルタ５２０、３次フィルタ５３０を順に配置することによって集じん効率が高くなるようになっている。

１次フィルタ５１０は、最も外気側に設置されたロール・オ・マット方式のもので比較的粒径の大きなダストを捕集し、時間管理によって又は１次フィルタを挟んだ空間間の気圧差増大をトリガーとして自動巻き取りされるようになっている。すなわち、この１次フィルタ５１０は交換頻度が多いが、１次フィルタ５１０としてシート状フィルタ部材からなるロール状フィルタを用いることによって、ガスタービンが運転されていても、そのシート状フィルタを巻き取ることで容易に捕集面を更新でき、さらにシート状フィルタを交換できるので、結果として集じん効率を維持することができるようになっている。

２次フィルタ５２０及び３次フィルタ５３０は、数多くのパッケージ型フィルタが固定収納されており、１次フィルタ５１０では捕集することができなかったダストを捕集することができるようになっている。しかしながら、２次フィルタ５２０及び３次フィルタ５３０は流入口一面を占めるパッケージ型フィルタとなっていることから、これらのパッケージ型フィルタを交換する際の作業員の安全ならびにクリーンな空気を供給するためにはガスタービンを停止する必要があった。実際には、２次フィルタ５２０及び３次フィルタ５３０の交換は定期点検工事などと共に行われており、定期点検工事などの時期とこれらの２次フィルタ５２０及び３次フィルタ５３０の交換時期とがマッチングしない場合には、ガスタービンを臨時停止してこれらのパッケージ型フィルタの交換を行なう必要があり、結果としてガスタービンの稼動率（ガスタービンの運転時間／暦時間）が低下するという問題があった。

ここで、定期点検工事などの時期とこれらのパッケージ型フィルタの交換時期とがマッチングしない場合であっても、これらのパッケージ型フィルタを交換する方法が考えられるが、経済面や未だ交換する必要のないパッケージ型フィルタを交換して廃棄しなければならないなど環境面で問題があった。

さらに、従来は、フィルタを挟んだ２つの空間間の気圧差であるフィルタ差圧を指標として、１次フィルタ５１０は捕集面の更新時期を決定し、２次フィルタ５２０及び３次フィルタ５３０はパッケージ型フィルタの交換時期を決定していたが、そのフィルタ差圧は少数の所定の位置におけるフィルタ差圧のみを用いており、他の位置におけるフィルタ差圧の状況と同様であるかが不明であるという問題があった。

一方、パッケージ型フィルタを交換する装置がいくつか提案されているが（特許文献１〜３参照）、パッケージ型フィルタを交換する際にガスタービンを一時的に停止しなければならないものや、フィルタ差圧の大きさから吸気圧損によるガスタービン効率低下などにより採用することができないものあり、ガスタービンを臨時停止しなければパッケージ型フィルタの交換ができない問題を解決することはできなかった。

特開２００４−８４５７６号公報 特開平８−１５６０７２号公報 特開２００１−１１３１１１号公報

本発明は、上記事情に鑑み、ガスタービンを停止することなくパッケージ型フィルタの交換を行なうことができるガスタービン流入口構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、垂直方向に移動自在のパッケージ型フィルタを備え、流入口に複数連結して配設される単位ユニットと、前記パッケージ型フィルタの上方に配設され、前記パッケージ型フィルタの面に沿って移動し、且つ前記パッケージ型フィルタを垂直方向に移動させる移動手段と、前記単位ユニットからガスタービン空気圧縮機吸気口への外気の流入を防止するダスト流入防止手段とを具備するとともに、前記移動手段は、前記パッケージ型フィルタの上方に前記フィルタの面に沿って設けられたレールと、前記レールに沿って移動自在な移動部と、前記移動部に取り付けられ、ひも状部材調節部からの繰り出し長さを調節可能に下方に繰り出されて昇降可能に形成されるとともに、先端に取り付けられたフックを介して前記パッケージ型フィルタの上端に係止されるひも状部材とを有することを特徴とするガスタービン流入口構造にある。

かかる第１の態様では、ガスタービンを停止することなく、パッケージ型フィルタの交
換を行なうことができる。
同時に容易かつ低廉にガスタービン流入構造を提供することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載のガスタービン流入口構造において、前記パッケージ型フィルタを挟んだ２つの空間間の気圧差を検出する差圧検出手段を設けたことを特徴とするガスタービン流入口構造にある。

かかる第２の態様は、パッケージ型フィルタを挟んだ２つの空間間の気圧差を検出する
ことにより、パッケージ型フィルタの集じん能力を把握することができるので、集じん能
力の限界までパッケージ型フィルタを最大限に（無駄なく）利用することができ、結果と
してパッケージ型フィルタの交換の作業効率を向上させることができるという効果を奏す
る。

本発明の第３の態様は、第１または第２の態様に記載のガスタービン流入口構造において、前記ダスト流入防止手段は、空気遮蔽板であることを特徴とするガスタービン流入口構造にある。

かかる第３の態様では、容易に単位ユニットからガスタービン空気圧縮機吸気口への外
気の流入を防止することができる。

本発明に係るガスタービン流入口構造によれば、ガスタービンを停止することなく、固定収納されたパッケージ型フィルタの交換を行なうことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、本実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るガスタービン流入口構造の側面概略図である。図１に示すように、本実施形態に係るガスタービン流入口構造１は、内部空間を有する下部構造１０と、その下部構造１０上に設けられた隔壁１５０と、その隔壁１５０の上に設けられ、内部空間を有する上部構造１１とから構成されている。

まず、ガスタービン流入口構造１の下部構造１０について説明する。図２は、本発明の実施形態１に係るガスタービン流入口構造の下部構造の概略上面図である。図２に示すように、下部構造１０は、複数の単位ユニット１１０を連結したものが、流入口１１６に沿って配設されることにより構成されている。そして、下部構造１０は単位ユニット１１０内を通過して集じんされてクリーンになった外気をガスタービン空気圧縮機吸込口２００に送るようになっている。

図３は単位ユニットの拡大概略図である。図３に示すように、単位ユニット１１０は、１次フィルタ１１１の内側の所定の領域を分割壁１２０で分割することにより形成されている。そして単位ユニット１１０の内部には外気側から２次フィルタ１１２、３次フィルタ１１３及びダスト流入防止手段である空気遮蔽板１１５がそれぞれ備えられている。ここで、分割壁１２０の両側面には、複数の溝１２２、１２３、１２５が形成されており、２次フィルタ１１２、３次フィルタ１１３及び空気遮蔽板１１５を垂直方向に移動自在に支持することができるようになっている。

１次フィルタ１１１は、ダストを含んだ外気が流入口１１６内に漏洩しないように流入口１１６と同程度の幅を有するロールされたシート状フィルタからなり、粒径が大きいダストを捕集した後で巻き取ることができるようなロール・オ・マット方式を採用したものである。

２次フィルタ１１２は、図４に示すように、格子状に形成されたフレーム１１７とそのフレーム１１７に収容される複数のパッケージ型フィルタ１１８とから構成されており、パッケージ型フィルタ１１８ごとに交換することができるようになっている。このパッケージ型フィルタ１１８には積層された複数のフィルタ部材が固定収納されており、その捕集粒径は１次フィルタ１１１のものよりも小さいが、後述する３次フィルタ１１３のものよりも大きなものである。

３次フィルタ１１３は、２次フィルタ１１２と同様に構成されている。そして、このパッケージ型フィルタの捕集粒径は他のフィルタよりも小さなものである。

したがって、外気に含まれていたダストなどは、１次フィルタ１１１や、２次フィルタ１１２及び３次フィルタ１１３が備えられた単位ユニット１１０内を通過することによって、捕集粒径が大きなものから徐々に取り除かれることになる。

また、空気遮蔽板１１５は、図３に示すように、単位ユニット１１０の開口部１１９を塞ぐように設けられている。この空気遮蔽板１１５は垂直方向に移動することができるようになっており、単位ユニット１１０からガスタービン空気圧縮機吸込口２００への外気流入の遮断又は通過を選択することができるようになっている。すなわち、単位ユニット１１０の２次フィルタ１１２又は３次フィルタ１１３を交換しない場合には、通常、空気遮蔽板１１５は外気の流入を遮断しないように上方に配置され、外気は単位ユニット１１０からガスタービン空気圧縮機吸込口２００へ流入する。また、単位ユニット１１０の内部に設けられた２次フィルタ１１２又は３次フィルタ１１３を交換する場合には、空気遮蔽板１１５は下方に移動して単位ユニット１１０の開口部１１９を塞ぐように配置され、２次フィルタ１１２又は３次フィルタ１１３を交換する際に、それらのフィルタを通過しなかったダストなどを含む外気がガスタービン空気圧縮機吸込口２００に流入することを防止する。

次に、ガスタービン流入口構造１の上部構造１１について説明する。図５は本実施形態に係るガスタービン流入口構造の上部構造の概略下面図である。図５に示すように、上部構造１１は、上部構造１１の天井１５に配置され、複数の板状部材２５を介して連結された２つのレール２０、３０を有している。

レール２０は、レール３０の外側に設置されたコ字状の部材で構成されており、各単位ユニット１１０内に備えられた２次フィルタ１１２の直上の位置を結ぶように、すなわち、各単位ユニット１１０内に備えられた２次フィルタ１１２に沿って形成されている。そして、レール２０には、レール２０に沿って自在に移動すると共に２次フィルタ１１２を垂直方向に移動させる移動手段５０ａが取り付けられており、各単位ユニット１１０内に備えられた２次フィルタ１１２を垂直方向に移動させることができるようになっている。

図６は、移動手段の概略側面図である。図６に示すように、移動手段５０ａは、天井１５に取り付けられたレール２０を側面から挟むようにして配置される２つの車輪５１を有している。各車輪５１は、各軸受５２を介してレール取付部５３に接続されており、移動手段５０ａはレール２０に沿って自在に移動することができるようになっている。

レール取付部５３には、棒状部材５４を介してひも状部材調節部５５が接続されており、ひも状部材調節部５５に接続されたひも状部材５６の長さを調節することができるようになっている。そして、ひも状部材５６の先端にはフック５７が取り付けられており、図示しないフレーム１１７の取付部に係合させることができるようになっている。

したがって、このように移動手段５０ａを構成することにより、フック５７を介して吊下されるパッケージ型フィルタの垂直方向の位置を制御することができる。

３次フィルタ１１３に関するレール３０の構成及びレール３０に取り付けられる移動手段５０ｂについては、レール２０及び移動手段５０ａと同様であるので説明を省略する。

なお、単位ユニット１１０の直上部分の隔壁１５０は、図示しないが、開閉自在となっており、各パッケージ型フィルタを交換する際や空気遮蔽板１１５を移動させる際に単位ユニット１１０の直上部分を開閉することができるようになっている。

次に、本実施形態のガスタービン流入口構造１の動作について説明する。ある単位ユニット１１０における２次フィルタ１１２の一部のパッケージ型フィルタ１１８の集じん能力が低下したとすると、まず、その単位ユニット１１０の空気遮蔽板１１５を下方にスライドさせて、その単位ユニット１１０からガスタービン空気圧縮機吸込口２００への外気の流入を遮断する。次に、移動手段５０ａをその単位ユニット１１０の上方に移動させる。そして、移動手段５０ａを用いて、図７に示すように、その単位ユニット１１０のフレーム１１７の取付部にフック５７を係合させ、２次フィルタ１１２を上方に吊上げ、パッケージ型フィルタ１１８を交換用パッケージ型フィルタと交換する。その後、交換された２次フィルタ１１２を元の位置に戻し、空気遮蔽板１１５を上方にスライドさせる。

以上説明したように、このように構成されたガスタービン流入口構造１を用いることにより、ガスタービンを停止することなく、容易に各フィルタのパッケージ型フィルタを交換することができる。

（他の実施形態）
上述したように、ガスタービン流入口構造１を構成したが、パッケージ型フィルタを挟んだ２つの空間間の気圧差を検出する差圧検出手段である気圧計をパッケージ型フィルタを挟んだ２つの空間にそれぞれ設け、さらにガスタービン空気圧縮機吸気口付近に設けてもよい。差圧検出手段である気圧計を設けて各空間間の気圧差や各空間とガスタービン空気圧縮機吸気口付近との気圧差を検出することによって、パッケージ型フィルタの集じん能力（余寿命）を検知することができるので、集じん能力の限界まで各単位ユニット内のパッケージ型フィルタを最大限に（無駄なく）利用することができる。その結果、パッケージ型フィルタの交換の作業効率を向上させることができるという効果を奏する。

実施形態１では、空気遮蔽板として平板状のものを用いたが、ダスト流入防止手段はこれに限定されない。ダスト流入防止手段として、例えば複数の長尺矩形の板状部材とそれらの板状部材とを接続する可撓性を有する屈曲部材とからなるシャッター状のものを用いてもよい。

実施形態１に係るガスタービン流入口構造の概略側面図である。 実施形態１に係るガスタービン流入口構造の下部構造の概略上面図である。 実施形態１に係る単位ユニットの拡大概略図である。 実施形態１に係る２次フィルタの構造を示す斜視図である。 実施形態１に係るガスタービン流入口構造の上部構造の概略下面図である。 実施形態１に係る移動手段の概略側面図である。 実施形態１において２次フィルタを上方に移動させた際の状態図である。 ガスタービン流入口構造の多段フィルタの概略上面図である。

符号の説明

１ ガスタービン流入口構造
１０ 下部構造
１１ 上部構造
１５ 天井
２０、３０ レール
２５ 板状部材
５０ａ、５０ｂ 移動手段
５１ 車輪
５２ 軸受
５３ レール取付部
５４ 棒状部材
５５ ひも状部材調節部
５６ ひも状部材
５７ フック
１１０ 単位ユニット
１１１ １次フィルタ
１１２ ２次フィルタ
１１３ ３次フィルタ
１１５ 空気遮蔽板
１１６ 流入口
１１７ フレーム
１１８ パッケージ型フィルタ
１１９ 開口部
１２０ 分割壁
１２２、１２３、１２５ 溝
１５０ 隔壁
２００ ガスタービン空気圧縮機吸込口

Claims (3)

1. 垂直方向に移動自在のパッケージ型フィルタを備え、流入口に複数連結して配設される単位ユニットと、
   前記パッケージ型フィルタの上方に配設され、前記パッケージ型フィルタの面に沿って移動し、且つ前記パッケージ型フィルタを垂直方向に移動させる移動手段と、
   前記単位ユニットからガスタービン空気圧縮機吸気口への外気の流入を防止するダスト流入防止手段と
   を具備するとともに、
   前記移動手段は、
   前記パッケージ型フィルタの上方に前記フィルタの面に沿って設けられたレールと、
   前記レールに沿って移動自在な移動部と、
   前記移動部に取り付けられ、ひも状部材調節部からの繰り出し長さを調節可能に下方に繰り出されて昇降可能に形成されるとともに、先端に取り付けられたフックを介して前記パッケージ型フィルタの上端に係止されるひも状部材とを有することを特徴とするガスタービン流入口構造。
2. 請求項１に記載のガスタービン流入口構造において、
   前記パッケージ型フィルタを挟んだ２つの空間間の気圧差を検出する差圧検出手段を設けたことを特徴とするガスタービン流入口構造。
3. 請求項１または請求項２に記載のガスタービン流入口構造において、
   前記ダスト流入防止手段は、空気遮蔽板であることを特徴とするガスタービン流入口構造。

Images