RU2654036C2

RU2654036C2 - Gas filter system provided with means for attaching and removing filter elements for maintenance

Info

Publication number: RU2654036C2
Application number: RU2014147609A
Authority: RU
Inventors: Даниэль РОШЕ; Жан-Марк ЭНРИ; МАН ХИН Майкл Кенни ЛИУ
Original assignee: Тоталь Раффинаж Шими; Ааф Франс
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2018-05-15
Also published as: EP2841180A1; FR2989903B1; WO2013160625A1; RU2014147609A; FR2989903A1

Abstract

FIELD: separation; mixing.

SUBSTANCE: invention relates to a gas filter system for gas turbines and can be used for combined heat and power production in oil refineries and other industrial facilities. Gas turbine system comprises a gas turbine and a gas filter device comprising a holder including a stationary support portion and at least one movable support portion to which a filter compartment matches, and filter elements mounted on the stationary support by fastening means. Gas filter device defines a flow zone of the incoming gas through which the gas stream entering the turbine passes and a maintenance zone located outside the flow zone of the incoming gas and designed for mounting or replacing the filter elements. At least one movable section of the support is configured to move from the flow zone of incoming gas to the maintenance zone.

EFFECT: technical result is simplification of maintenance of gas turbine filters.

5 cl, 4 dwg

Description

Данное изобретение относится к системе фильтрации газа для газовых турбин, подачи воздуха для горения во вращающиеся механизмы и т.п. Это изобретение может оказаться особенно полезным для комбинированного производства тепловой и электроэнергии на нефтеперерабатывающих заводах и других промышленных объектах.This invention relates to a gas filtration system for gas turbines, supply of combustion air to rotating mechanisms, and the like. This invention may be particularly useful for the combined production of heat and electricity in refineries and other industrial facilities.

Газовый фильтр предназначен для очищения газа, например воздуха, перед его подачей в газовую турбину, или, например, для установки перед компрессором, дизельным двигателем или промышленным оборудованием.The gas filter is designed to purify gas, such as air, before it is fed into a gas turbine, or, for example, to be installed in front of a compressor, diesel engine or industrial equipment.

Как известно, серия фильтров на пути циркуляции воздуха устанавливается таким образом, что поступающий воздух проходит последовательно через каждый фильтр. Например, коалесцирующий фильтр устанавливается на входе в контур циркуляции воздуха для удержания мелких взвешенных частиц воды, далее присутствует фильтр грубой очистки (предварительной фильтрации), установленный после коалесцирующего фильтра, он удерживает твердые зернистые частицы среднего размера (так называемые пылинки), и, наконец, фильтр тонкой очистки, установленный после фильтра грубой очистки, удерживающий очень мелкие частицы, таким образом на выходе получают очищенный воздух. Три указанных фильтра можно собрать в единую фильтровальную установку.As you know, a series of filters on the air circulation path is installed in such a way that the incoming air passes sequentially through each filter. For example, a coalescing filter is installed at the entrance to the air circulation circuit to hold small suspended particles of water, then there is a coarse filter (pre-filter) installed after the coalescing filter, it holds medium-sized solid particles (the so-called dust particles), and finally A fine filter, installed after the coarse filter, which holds very fine particles, so that purified air is obtained at the outlet. These three filters can be assembled into a single filter unit.

Известно, что коалесцирующий фильтр достаточно быстро загрязняется, это вызывает необходимость регулярной остановки всей системы на несколько дней, например каждые полгода, для проведения технического обслуживания.It is known that a coalescing filter is quickly contaminated, this necessitates regular shutdown of the entire system for several days, for example every six months, for maintenance.

Замена фильтра может оказаться достаточно длительной процедурой, в частности, при значительных размерах фильтра, составляющих, например, около десяти метров. Именно поэтому существует потребность избежать или ограничить длительность и/или частоту остановки системы, в которую подается очищенный воздух, связанный, в частности, если речь идет о газовой турбине, еще и с процессом горения. Например, в случае газовой турбины, установленной в линии производства тепловой энергии и электроэнергии на нефтеперерабатывающем заводе, каждая остановка этой линии для технического обслуживания фильтров турбины может потребовать остановки определенных блоков нефтеперерабатывающего завода, а это приводит к прекращению подачи энергетических ресурсов и значительной упущенной выгодеReplacing the filter can be a fairly lengthy procedure, in particular, with significant filter sizes of, for example, about ten meters. That is why there is a need to avoid or limit the duration and / or frequency of the shutdown of the system into which purified air is supplied, which, in particular when it comes to a gas turbine, is also associated with the combustion process. For example, in the case of a gas turbine installed in a heat and electricity production line at a refinery, each shutdown of this line for the maintenance of turbine filters may require the shutdown of certain units of a refinery, which leads to a power outage and significant loss of profit

В целом, существует потребность в упрощении технического обслуживания фильтров этого типа.In general, there is a need to simplify the maintenance of this type of filter.

Предлагается устройство фильтрации газа, стойка которого содержит фиксированную часть стойки и как минимум одну подвижную секцию стойки, в каждой подвижной секции стойки установлен блок как минимум с одним фильтрующим элементом. В этом устройстве фильтрации газа, или, к примеру, фильтрации воздуха, для каждого фильтрующего элемента предусмотрены устройства крепления фильтрующего элемента к соответствующей подвижной секции стойки. Как минимум одна подвижная секция сдвигается относительно фиксированной части, обеспечивая перемещение хотя бы одного устройства крепления (а лучше - всех устройств крепления) в зону обслуживания для установки/снятия фильтрующего элемента, закрепленного данным устройством крепления (а в наиболее благоприятном варианте - каждого фильтрующего элемента), в зоне обслуживания.A gas filtration device is proposed, the rack of which contains a fixed part of the rack and at least one movable section of the rack, a block with at least one filter element is installed in each movable section of the rack. In this gas filtration device, or, for example, air filtration, devices for attaching the filter element to the corresponding movable section of the rack are provided for each filter element. At least one movable section is shifted relative to the fixed part, ensuring the movement of at least one fastening device (and better of all fastening devices) to the service area for installing / removing the filter element fixed by this fastening device (and in the most favorable case, each filter element) in the service area.

Таким образом, поскольку как минимум одно устройство крепления, а желательно, все устройства крепления, можно переместить в зону обслуживания, то можно сократить перемещения технического специалистов, выполняющих замену фильтрующих элементов. Замена одного (или нескольких) блоков фильтрующего (их) элемента(ов) может стать достаточно простой процедурой, и ее выполнение не потребует значительных затрат времени. Такая процедура значительно упрощает техническое обслуживание по сравнению с существующей технологией, в частности, она не требует использования подъемных механизмов, необходимых для установки и/или проверки всех фильтрующих элементов.Thus, since at least one attachment device, and preferably all attachment devices, can be moved to the service area, it is possible to reduce the movement of technicians performing filter element replacement. Replacing one (or several) blocks of filtering element (s) can become a fairly simple procedure, and its implementation will not require significant investment of time. This procedure greatly simplifies maintenance compared to existing technology, in particular, it does not require the use of lifting mechanisms necessary for the installation and / or inspection of all filter elements.

Кроме этого, замену фильтра можно выполнять без остановки оборудования, перед которым установлена система фильтрации, например, без остановки газовой турбины.In addition, the filter can be replaced without stopping the equipment in front of which a filtration system is installed, for example, without stopping the gas turbine.

Газом в системе фильтрации может быть воздух или любой другой газ.The gas in the filtration system can be air or any other gas.

Фильтрующие элементы располагаются на внешней поверхности устройства фильтрации. Фильтрующие элементы обеспечивают фильтрацию атмосферного воздуха, поступающего в систему, требующую подачи воздуха, либо фильтрацию воздуха, выходящего из оборудования, на котором установлена система фильтрации. Устройство фильтрации может быть частью системы фильтрации воздуха, которая устанавливается на входе или выходе из промышленного оборудования, такого, как газовая турбина, компрессор, для фильтрации поступающего атмосферного воздуха или воздуха, вырабатываемого этим оборудованием, перед его выходом из оборудования.The filter elements are located on the outer surface of the filter device. The filtering elements provide filtration of atmospheric air entering the system requiring air supply, or filtering the air leaving the equipment on which the filtration system is installed. The filtration device can be part of an air filtration system that is installed at the inlet or outlet of industrial equipment, such as a gas turbine, compressor, to filter the incoming atmospheric air or air generated by this equipment, before it leaves the equipment.

Целесообразно, чтобы фильтрующие элементы одного блока образовывали единый фильтровальный отсек, к которому подходит труба подачи воздуха для фильтрации, а несколько устройств крепления распределены вдоль трубы подачи воздуха, и каждому устройству крепления соответствует определенный фильтрующий элемент. На каждый фильтрующий элемент поступает соответствующая порция потока воздуха.It is advisable that the filtering elements of one unit form a single filter compartment to which the air supply pipe for filtering is suitable, and several fastening devices are distributed along the air supply pipe, and a specific filter element corresponds to each fastening device. Each filter element receives a corresponding portion of the air flow.

Высота фильтровального отсека может быть примерно такой же, как и высота устройства фильтрации.The height of the filter compartment may be approximately the same as the height of the filter device.

Как альтернатива, каждый фильтрующий элемент может быть составляющей отдельного фильтровального отсека с индивидуальной подачей воздуха, независимой от других фильтровальных отсеков. При этом высота отсеков может быть достаточно небольшой, например, около метра.As an alternative, each filter element can be a component of a separate filter compartment with an individual air supply, independent of other filter compartments. Moreover, the height of the compartments can be quite small, for example, about a meter.

Зона технического обслуживания может соответствовать лишь части поверхности системы фильтрации воздуха. Например, зона технического обслуживания может соответствовать более низкой части внешней поверхности системы фильтрации воздуха, высотой, например, до 2 метров от уровня пола, так, чтобы технический специалист, находясь на полу, мог установить/снять устройство крепления, перемещенное в эту зону.The maintenance area can only correspond to a part of the surface of the air filtration system. For example, the maintenance area may correspond to the lower part of the outer surface of the air filtration system, for example, up to 2 meters above the floor, so that the technician, while on the floor, can install / remove the mounting device moved to this area.

Зону технического обслуживания можно выполнить удобной для легкого доступа оператора. Например, высоту зоны обслуживания можно ограничить примерно 2 м, еще лучше - 1 м.The maintenance area can be made convenient for easy operator access. For example, the height of the service area can be limited to about 2 m, even better - 1 m.

Расположение зоны технического обслуживания на небольшом расстоянии от пола ни в коем случае не является ограничением изобретения. Иногда такой вариант оказывается очень удобным, так как по остальной части внешней поверхности системы фильтрации поступает входящий поток воздуха, при этом оператор работает вне зоны потока воздуха, соответственно, замена одного или нескольких фильтрующих элементов возможна без отключения системы, в которую подается очищенный воздух. Техническое обслуживание выполняется ниже потока воздуха. Это связано с рядом преимуществ, так как обслуживание фильтра может выполняться без необходимости остановки газовой турбины, на которой установлен фильтр, либо, в случае газовой турбины, генерирующей тепловую и электроэнергию на нефтеперерабатывающем заводе - без необходимости остановки некоторых связанных с ней блоков оборудования нефтеперерабатывающего завода.The location of the maintenance area at a short distance from the floor is by no means a limitation of the invention. Sometimes this option turns out to be very convenient, since the incoming air stream enters the rest of the outer surface of the filtration system, while the operator works outside the zone of air flow, respectively, replacing one or more filter elements is possible without shutting down the system into which the cleaned air is supplied. Maintenance is performed below the air stream. This is due to a number of advantages, since filter maintenance can be performed without the need to stop the gas turbine on which the filter is installed, or, in the case of a gas turbine generating heat and electricity at a refinery, without the need to stop some associated units of the refinery equipment.

Например, можно спроектировать зону технического обслуживания на высоте нескольких метров с доступом к ней с подвесного контейнера или другого оборудования.For example, you can design a maintenance area at a height of several meters with access to it from a hanging container or other equipment.

В устройстве фильтрации воздуха можно разработать зону потока поступающего газа, например, поступающего воздуха, в которой он подается в систему фильтрации. Такая зона поступающего воздуха может, например, занимать почти всю длину внешней поверхности устройства фильтрации, или только определенную часть высоты устройства фильтрации, например, начиная с трех метров от нижней части устройства, и практически всю высоту до верхней части устройства фильтрации. Размеры зоны потока поступающего воздуха могут зависеть от размеров и внутренней конструкции устройства фильтрации.In the air filtration device, it is possible to develop a flow zone for the incoming gas, for example, incoming air, in which it is supplied to the filtration system. Such a zone of incoming air can, for example, occupy almost the entire length of the outer surface of the filtration device, or only a certain part of the height of the filtration device, for example, starting from three meters from the bottom of the device, and almost the entire height to the top of the filtration device. The size of the incoming air flow zone may depend on the size and internal structure of the filtration device.

Целесообразно, но абсолютно не обязательно, спроектировать зону технического обслуживания так, чтобы она находилась вне зоны потока поступающего воздуха. При этом техническое обслуживание выполняется независимо от потока воздуха, поступающего в устройство фильтрации. Иными словами, техническое обслуживание может выполняться без остановки системы, в которую подается воздух после фильтрации.It is advisable, but absolutely not necessary, to design the maintenance zone so that it is outside the zone of the incoming air flow. In this case, maintenance is carried out regardless of the flow of air entering the filtering device. In other words, maintenance can be performed without stopping the system into which air is supplied after filtration.

Можно предусмотреть устройство фильтрации воздуха, состоящее только из одного фильтрующего элемента, например, фильтровального отсека; он устанавливается на стойке, в которой вмонтирован центральный вращающийся вал; вращаясь, он позволяет перемещать с фильтровального отсека каждое устройство крепления на высоту человеческого роста. Однако более эффективно, если в блоке фильтрующих элементов установлен не один большой фильтрующий элемент, а несколько фильтрующих элементов меньшего размера - это значительно упрощает техническое обслуживание.You can provide an air filtration device consisting of only one filter element, for example, a filter compartment; it is mounted on a stand in which a central rotating shaft is mounted; rotating, it allows you to move each attachment device to the height of human growth from the filter compartment. However, it is more efficient if more than one large filter element is installed in the filter element block, but several smaller filter elements are installed, which greatly simplifies maintenance.

«Средство крепления» может быть точечным, таким, как болт, скоба, зажим, возможны и другие средства крепления. Например, крепление может быть прямолинейным пазом, в частности, прямолинейным пазом, в который устанавливается планка, соединенная с фильтрующим элементом; возможны и другие варианты крепления.The "fastener" may be a point, such as a bolt, clip, clamp, and other fasteners are possible. For example, the mount may be a straight groove, in particular a straight groove in which a bar is connected to the filter element; other mounting options are possible.

Для одного фильтрующего элемента может быть предусмотрено одно или несколько устройств крепления.For one filter element, one or more fastening devices may be provided.

Можно выполнить одну подвижную секцию стойки таким образом, что на ней будут закреплены один или несколько фильтрующих элементов, но удобнее, если часть стойки будет состоять из нескольких подвижных секций, перемещающихся независимо друг от друга. Например, можно предусмотреть несколько независимых устройств для перемещения секций, то есть несколько блоков электродвигателей с переключателями направления движения, или несколько механизмов, действующих вручную; каждое устройство для перемещения устанавливается так, чтобы можно было переместить только одну секцию стойки. Благодаря такому относительно независимому перемещению можно еще больше упростить и ускорить замену фильтрующих элементов. Например, на каждой подвижной секции стойки может быть установлена фильтровальный отсек, состоящий из нескольких фильтрующих элементов.You can perform one movable section of the rack in such a way that one or more filtering elements will be fixed on it, but it is more convenient if part of the rack will consist of several movable sections moving independently of each other. For example, you can provide several independent devices for moving sections, that is, several blocks of electric motors with direction switches, or several mechanisms that operate manually; each moving device is mounted so that only one section of the rack can be moved. Thanks to this relatively independent movement, the replacement of filter elements can be further simplified and accelerated. For example, a filter compartment consisting of several filter elements can be installed on each movable section of the rack.

Можно предусмотреть одну зону технического обслуживания или несколько зон, например, для каждой подвижной секции стойки.You can provide one service area or several zones, for example, for each movable section of the rack.

Удобно, если в стойке будет секция, предназначенная для поступательного движения, например, с помощью приводного ремня, гусеничной ленты, цепи или любой другой системы передачи движения, обеспечивающей поступательное движение этой секции стойки в соответствующем направлении.It is convenient if there will be a section in the rack designed for translational movement, for example, using a drive belt, track, chain or any other motion transmission system that provides translational movement of this section of the rack in the corresponding direction.

Приводной ремень может быть натянут на двух шкивах, натяжных роликах или т.п..The drive belt can be tensioned on two pulleys, tension rollers or the like.

Можно предусмотреть установку на подвижной секции стойки одного или нескольких приводных ремней, приводимых в движение электродвигателем, так, чтобы определенная часть стойки, например, планка, была связана с одним или несколькими приводными ремнями, а на ней закреплялся бы один или несколько фильтрующих элементов.It is possible to provide for the installation of one or more drive belts driven by an electric motor on a movable section of the rack, so that a certain part of the rack, for example, a bar, is connected to one or more drive belts, and one or more filter elements are fixed on it.

Выполнение двух блоков для натяжения приводного ремня упрощает конструкцию системы, так как позволяет избежать усилия, необходимого для перемещения подвижной секции стойки.The implementation of two blocks for tensioning the drive belt simplifies the design of the system, as it avoids the force required to move the movable section of the rack.

Подвижная секция стойки с приводным ремнем не является обязательным признаком данного изобретения.A movable strut section with a drive belt is not a mandatory feature of this invention.

Целесообразно, но не обязательно, чтобы в устройстве фильтрации газа было предусмотрено соединение с фильтровальной системой, например, в виде вытяжного колпака, а в фильтровальной системе было еще как минимум одно дополнительное устройство фильтрации.It is advisable, but not necessary, that the gas filtration device be provided with a connection to the filter system, for example, in the form of an exhaust hood, and in the filter system there should be at least one additional filter device.

Например, устройство фильтрации может быть дополнением к действующей установке, в этом случае оно размещается снаружи, как дополнительная ступень фильтрации. В устройстве фильтрации может быть предусмотрен четвертый фильтр, он добавляется к установке, состоящей из нескольких фильтров, таких, как, например, фильтр предварительной очистки, коалесцирующий фильтр, фильтры грубой и тонкой очистки. К такой установке можно добавить четвертый фильтр, для более крупных частиц, чем фильтр предварительной очистки; его можно установить перед фильтром предварительной очистки, чтобы защитить фильтр предварительной очистки от загрязнения очень крупными частицами. Наличие четвертого фильтра может позволить увеличить срок эксплуатации фильтровального комплекса, так как самые крупные загрязнения будут задерживаться четвертым фильтром, описанным выше.For example, a filtration device can be in addition to an existing installation, in which case it is placed externally as an additional stage of filtration. A fourth filter may be provided in the filtration device; it is added to the installation consisting of several filters, such as, for example, a pre-filter, a coalescing filter, and coarse and fine filters. A fourth filter can be added to such an installation, for larger particles than a pre-filter; it can be installed in front of the pre-filter to protect the pre-filter from contamination with very large particles. The presence of a fourth filter may allow to increase the life of the filter complex, since the largest contaminants will be retained by the fourth filter described above.

Также предлагается система фильтрации, состоящая из описанного уже устройства фильтрации и, как минимум еще одного дополнительного устройства фильтрации.A filtering system is also proposed, consisting of the filtering device already described and at least one additional filtering device.

Целесообразно, но не обязательно, чтобы устройство крепления фильтрующего элемента состояло как минимум из трех точек крепления, расположенных на одной прямой.It is advisable, but not necessary, that the attachment device of the filter element consist of at least three attachment points located on one straight line.

Желательно, но не обязательно, чтобы устройство крепления фильтрующего элемента состояло из нескольких выступов на подвижной секции стойки (или, соответственно, на этом фильтрующем элементе), а на этом фильтрующем элементе (или, соответственно, на подвижной секции стойки) было предусмотрено несколько отверстий или проушин, таким образом, что каждое отверстие соответствует определенному выступу. При такой конструкции устанавливать и снимать фильтрующий элемент будет достаточно легко.It is desirable, but not necessary, that the attachment device of the filter element consist of several protrusions on the movable section of the rack (or, accordingly, on this filter element), and on this filter element (or, respectively, on the movable section of the rack), several openings or eyes, so that each hole corresponds to a specific protrusion. With this design, installing and removing the filter element will be quite easy.

Желательно, но не обязательно, чтобы в конструкции стойки было предусмотрено устройство, оказывающее давление на фильтрующий элемент таким образом, чтобы этот фильтрующий элемент был прижат к соответствующей подвижной секции стойки. Такое устройство позволяет избежать любого смещения фильтрующего элемента в направлении, перпендикулярном поверхности фильтрующего элемента.It is desirable, but not necessary, that a device be provided in the rack structure that exerts pressure on the filter element so that the filter element is pressed against the corresponding movable section of the rack. Such a device avoids any displacement of the filter element in a direction perpendicular to the surface of the filter element.

Давление на фильтрующий элемент может быть непосредственным или косвенным. Например, можно предусмотреть давление на фильтровальную панель, оказываемое прижимной планкой.The pressure on the filter element may be direct or indirect. For example, pressure can be provided on the filter panel exerted by the pressure bar.

Желательно, но не обязательно, чтобы прижимным устройством являлась прижимная планка, например, с отверстиями, расположенными в тех же местах, что и отверстия в конструкции стойки или на фильтровальной панели. Такая прижимная планка может устанавливаться в непосредственной близости от, как минимум, трех точек крепления, находящихся на одной прямой, например, накладываться поверх точек крепления.It is desirable, but not necessary, that the clamping device is a clamping bar, for example, with holes located in the same places as the holes in the rack structure or on the filter panel. Such a clamping plate can be installed in the immediate vicinity of at least three attachment points located on one straight line, for example, superimposed on top of the attachment points.

В этом случае каждому отверстию на прижимной планке может соответствовать один определенный выступ.In this case, each hole on the clamping bar may correspond to one specific protrusion.

Желательно, но не обязательно, чтобы в конструкции стойки были запорные (фиксирующие) элементы, фиксирующие по меньшей мере часть боковых поверхностей фильтрующего элемента на соответствующей подвижной секции стойки; это могут быть, например, две направляющие, расположенные по краям прижимной планки.It is desirable, but not necessary, that the rack structure has locking (fixing) elements that fix at least part of the side surfaces of the filter element on the corresponding movable section of the rack; these may be, for example, two guides located at the edges of the pressure bar.

Целесообразно, чтобы длина прижимной планки была равной или большей, чем длина фильтрующего элемента. За счет этого можно обеспечить равномерное давление по всей длине прижимной планки.It is advisable that the length of the clamping plate was equal to or greater than the length of the filter element. Due to this, it is possible to ensure uniform pressure along the entire length of the clamping plate.

Форма стойки и тип используемых механизмов, обеспечивающих перемещение, не являются ограничениями данного изобретения.The shape of the rack and the type of movement mechanisms used are not limitations of the present invention.

Желательно, но не обязательно, чтобы, по меньшей мере, для одного ремня было бы предусмотрено устройство регулировки натяжения ремня, например, на уровне редуктора двигателя или иным образом.It is desirable, but not necessary, that at least one belt be provided with a device for adjusting the belt tension, for example, at the level of the engine gearbox or otherwise.

Желательно, но не обязательно, чтобы были предусмотрены детекторы окончания движения, связанные с органами управления электродвигателем, так, чтобы они обеспечивали прекращение вращения редуктора двигателя для исключения перемещения фильтрующего элемента за пределы его заданного перемещения, например, выше отсека. Такое защитное оборудование исключает перемещение фильтрующего элемента за пределы верхнего отсека во время установки или замены фильтрующего элемента.It is desirable, but not necessary, that motion end detectors associated with electric motor controls be provided so that they stop the rotation of the engine gearbox to prevent the filter element from moving beyond its predetermined movement, for example, above the compartment. Such protective equipment eliminates the movement of the filter element beyond the upper compartment during installation or replacement of the filter element.

Также предлагается способ технического обслуживания устройства фильтрации газа со стойкой, содержащей фиксированную части стойки и хотя бы одну подвижную секцию стойки, на которой установлен блок с по меньшей мере одним фильтрующим элементом. В такой системе фильтрации газа для каждого фильтрующего элемента предусмотрено устройство крепления этого элемента к соответствующей подвижной секции стойки. Способ включает в себя следующую стадию:A method for the maintenance of a gas filtration device with a rack containing a fixed part of the rack and at least one movable section of the rack on which a unit with at least one filter element is installed is also provided. In such a gas filtration system, for each filter element, a device is provided for attaching this element to the corresponding movable section of the rack. The method includes the following step:

- запуск перемещения по меньшей мере одной подвижной секции стойки таким образом, чтобы переместить по меньшей мере одно устройство крепления в зону технического обслуживания для закрепления/снятия по меньшей мере одного фильтрующего элемента, соответствующего этой зоне технического обслуживания.- start moving at least one movable section of the rack in such a way as to move at least one attachment device in the maintenance area for fixing / removing at least one filter element corresponding to this maintenance area.

Эта стадия может быть выполнена с помощью цифровых средств обработки сигнала, например, процессором, и/или человеком. Она может выполняться несколько раз: каждый раз перемещение будет выполняться на ограниченное расстояние, чтобы передвинуть фильтрующий элемент на высоту человеческого роста, то есть на уровень оператора, выполняющего техническое обслуживание.This stage can be performed using digital signal processing means, for example, a processor, and / or a person. It can be performed several times: each time the movement will be carried out to a limited distance in order to move the filter element to the height of human growth, that is, to the level of the operator performing the maintenance.

Способ также может включать стадию фиксации или снятия каждого фильтрующего элемента в зоне технического обслуживания.The method may also include the step of fixing or removing each filter element in the maintenance area.

Также предлагается система газовой турбины, например, как оборудование для одновременной генерации тепловой и электроэнергии на нефтеперерабатывающем заводе; такая система состоит из газовой турбины и устройства фильтрации газа, описанного в данной патентной заявке, для подачи воздуха в газовую турбину.A gas turbine system is also proposed, for example, as equipment for the simultaneous generation of heat and electricity in a refinery; such a system consists of a gas turbine and a gas filtration device described in this patent application for supplying air to a gas turbine.

Изобретение также предполагает применение описанной системы газовой турбины в установке одновременного производства пара и электроэнергии для потребностей нефтеперерабатывающего завода, или для любого другого технологического процесса.The invention also involves the use of the described gas turbine system in an installation for the simultaneous production of steam and electricity for the needs of an oil refinery, or for any other process.

Такое применение очень выгодно, но оно не является ограничением данного изобретения. Систему фильтрации газа можно использовать, например, для дизельного двигателя, компрессора, градирни и любой другой установки, в которой необходима фильтрация воздуха.Such an application is very beneficial, but it is not a limitation of the present invention. The gas filtration system can be used, for example, for a diesel engine, compressor, cooling tower and any other installation in which air filtration is required.

В данной заявке предлог «на» означает и «непосредственно на», и «опосредованно на».In this application, the preposition “on” means both “directly on” and “indirectly on”.

В данной заявке термины «вверху», «внизу», «верхний», «нижний», «вертикальный», «горизонтальный», «боковой», «выше», «ниже» и т.д. имеют классическое значение, то есть обозначают вертикальное направление и направление вектора силы тяжести, вектор силы тяжести направлен сверху вниз в устройстве фильтрации, установленном в обычных условиях применения. Безусловно устройство фильтрации может быть ориентировано и по-другому, в частности, во время транспортировки.In this application, the terms “top”, “bottom”, “upper”, “lower”, “vertical”, “horizontal”, “side”, “above”, “below”, etc. have a classical meaning, that is, they indicate the vertical direction and direction of the gravity vector, the gravity vector is directed from top to bottom in the filtration device installed in normal conditions of use. Of course, the filtering device can be oriented differently, in particular, during transportation.

Изобретение станет более понятным после изучения фигур, приведенных исключительно в качестве примера реализации данного изобретения.The invention will become better understood after studying the figures given solely as an example of implementation of the present invention.

На фиг. 1 показан, в качестве примера, общий вид системы фильтрации воздуха для газотурбинной системы - это вариант реализации данного изобретения;In FIG. 1 shows, by way of example, a general view of an air filtration system for a gas turbine system; this is an embodiment of the present invention;

На фиг. 2 показана увеличенная верхняя часть системы фильтрации воздуха, показанного на фиг. 1;In FIG. 2 shows an enlarged upper part of the air filtration system shown in FIG. one;

На фиг. 3 показана еще в большем увеличении эта часть системы фильтрации воздуха;In FIG. 3 shows in even greater magnification this part of the air filtration system;

На фиг. 4 показана в перспективе увеличенная нижняя часть устройства фильтрации воздуха, изображенного на фиг. 1.In FIG. 4 shows, in perspective, an enlarged lower part of the air filtration device shown in FIG. one.

Для одних и тех же или подобных деталей на различных рисунках используются одинаковые обозначения.For the same or similar parts in different figures, the same designations are used.

На фиг. 1 система 100 фильтрации состоит из устройства 1 фильтрации газа и фильтрационной камеры 2.In FIG. 1, the filtration system 100 consists of a gas filtration device 1 and a filtration chamber 2.

Фильтрационная камера 2 включает в себя три фильтра, расположенные внутри корпуса, они не видны на фиг. 1, это коалесциорующий фильтр, фильтр грубой (предварительной) очистки, установленный после коалесцирующего фильтра, и фильтр тонкой очистки, установленный после фильтра грубой очистки.The filtration chamber 2 includes three filters located inside the housing; they are not visible in FIG. 1, it is a coalescing filter, a coarse filter (preliminary) installed after the coalescing filter, and a fine filter installed after the coarse filter.

Устройство 1 фильтрации воздуха состоит из трех фильтровальных отсеков 19, каждый отсек имеет форму колонны.The air filtration device 1 consists of three filter compartments 19, each compartment having the shape of a column.

К каждому фильтровальному отсеку подходит одна труба подачи воздуха, проходящая через несколько фильтрующих элементов 12, 12'. Каждому фильтрующему элементу соответствует планка крепления к подвижной секции стойки и часть потока воздуха. Таким образом, фильтрующие элементы связаны друг с другом трубой подачи воздуха.Each filter compartment is fitted with one air supply pipe passing through several filter elements 12, 12 '. Each filter element corresponds to a bracket for attaching to the movable section of the rack and part of the air flow. Thus, the filter elements are connected to each other by an air supply pipe.

Труба подачи воздуха может быть сделана из полипропилена или подобного пластмассового материала.The air supply pipe may be made of polypropylene or similar plastic material.

Устройство 1 фильтрации газа может быть смонтировано на фильтрационной камере или вытяжном шкафе (колпаке) 112.The gas filtration device 1 may be mounted on a filtration chamber or a fume hood (hood) 112.

Высота и ширина устройства фильтрации могут достигать нескольких метров - размеры подбираются в зависимости от объема воздуха, поступающего в фильтрационную камеру 2.The height and width of the filtration device can reach several meters - the sizes are selected depending on the volume of air entering the filter chamber 2.

Эта фильтровальная система 100 устанавливается на входе потока воздуха (не показан на рисунке), обеспечивая подачу чистого воздуха в газовую турбину. На выходе из турбины устанавливается генератор переменного тока. Такая газовая турбина может быть установлена на нефтеперерабатывающем заводе для одновременного производства электроэнергии и водяного пара. Водяной пар используется для нужд нефтеперерабатывающего завода. Такое оборудование для одновременного генерирования пара и электроэнергии используется на нефтеперерабатывающем заводе в Нормандии; оно хорошо известно специалистам этой отрасли и не описывается в данной работе.This filter system 100 is installed at the inlet of the air flow (not shown in the figure), providing clean air to the gas turbine. At the exit of the turbine, an alternator is installed. Such a gas turbine can be installed in a refinery for the simultaneous production of electricity and water vapor. Water vapor is used for the needs of an oil refinery. Such equipment for the simultaneous generation of steam and electricity is used at a refinery in Normandy; it is well known to specialists in this industry and is not described in this paper.

Устройство 1 содержит стойку 11, в которой есть одна фиксированная часть стойки и три подвижные секции стойки. Каждой подвижной секции стойки соответствует фильтровальный отсек 19.The device 1 contains a rack 11, in which there is one fixed part of the rack and three movable sections of the rack. Each movable section of the rack corresponds to a filter compartment 19.

Фиксированная часть стойки состоит из вытяжного шкафа (колпака) 112 и кожухов 25, предотвращающих попадание извне в камеру 2 воздуха, не прошедшего через фильтровальные отсеки 19.The fixed part of the rack consists of a fume hood (hood) 112 and casings 25, which prevent air from entering the chamber 2 from outside from outside the filter compartments 19.

В конструкции, показанной на фиг. 1, устройство фильтрации воздуха содержит двадцать четыре фильтрующих элемента 12, 12'; высота трех фильтрующих элементов 12' больше, чем высота остальных (двадцати одного) фильтрующих элементов 12.In the construction shown in FIG. 1, the air filtration device comprises twenty-four filtering elements 12, 12 '; the height of the three filter elements 12 'is greater than the height of the remaining (twenty-one) filter elements 12.

Фильтрующие элементы 12, 12' собраны в три фильтровальных отсека 19. Каждому фильтровальному отсеку 19 соответствует своя подвижная секция стойки, которая может перемещаться независимо от других подвижных секций стойки.The filter elements 12, 12 'are assembled into three filter compartments 19. Each filter compartment 19 has its own movable section of the rack, which can be moved independently of other movable sections of the rack.

На каждую фильтровальный отсек 19 на подвижной секции стойки приходится по два приводных ремня 17 и опорная планка 111, связанная с приводными ремнями 17, это показано более подробно на фиг. 2.For each filter compartment 19 on the movable section of the rack, there are two drive belts 17 and a support bar 111 associated with the drive belts 17, this is shown in more detail in FIG. 2.

На фиг. 1 двадцать один фильтрующий элемент 12 меньшей высоты размещены в зоне 30 потока поступающего газа. Иными словами, в рабочем состоянии воздух, поступающий для работы газовой турбины, фильтруется фильтрующими элементами 12.In FIG. 1 twenty-one filtering elements 12 of lower height are located in the zone 30 of the flow of incoming gas. In other words, in working condition, the air entering for operation of the gas turbine is filtered by filtering elements 12.

На фиг. 1 показано, что фильтрующие элементы 12' большей высоты расположены в зоне 20, находящейся рядом с зоной 30 потока поступающего воздуха. Эта зона 20 называется зоной технического обслуживания, фильтрующие элементы, находящиеся в этой зоне, легко доступны для оператора, стоящего на полу.In FIG. 1 shows that the filter elements 12 'of greater height are located in the zone 20, located next to the zone 30 of the flow of incoming air. This zone 20 is called the maintenance zone, filter elements located in this zone are easily accessible to the operator standing on the floor.

Каждый фильтрующий элемент 12 закреплен на подвижной секции стойки 11 устройства фильтрации газа средствами крепления 13, например, болтами (см. фиг. 2).Each filter element 12 is mounted on the movable section of the rack 11 of the gas filtration device by means of fastening 13, for example, by bolts (see Fig. 2).

Устройство 1 фильтрации газа выполнено таким образом, что каждый фильтрующий элемент 12 можно переместить в зону 20 технического обслуживания для замены в ходе технического обслуживания. Эта зона 20 технического обслуживания находится вне зоны 30 потока поступающего газа, перемещение фильтровальных отсеков 19 возможно без остановки турбины, это может быть особенно ценным для одновременного производства пара и электроэнергии, так как осложнения, связанные с отключением подачи электроэнергии или пара в оборудование нефтеперерабатывающего завода, могут быть достаточно значительными.The gas filtering device 1 is configured such that each filter element 12 can be moved to the maintenance area 20 for replacement during maintenance. This maintenance zone 20 is located outside the incoming gas flow zone 30, moving the filter compartments 19 is possible without stopping the turbine, this can be especially valuable for the simultaneous production of steam and electricity, since the complications associated with the shutdown of the supply of electricity or steam to the equipment of the oil refinery, can be quite significant.

В частности, каждый приводной ремень 17 установлен на двух блоках, находящихся в верхней и нижней частях фильтрационной камеры 2. Два таких блока 41 видны на фиг. 4. Эти блоки приводятся в движение электродвигателем 40 и/или переключателем направления движения.In particular, each drive belt 17 is mounted on two blocks located in the upper and lower parts of the filter chamber 2. Two such blocks 41 are visible in FIG. 4. These blocks are driven by an electric motor 40 and / or a direction switch.

На фиг. 2 показано, что металлические опорные планки 111, концы которых соединены с двумя приводными ремнями соответствующего фильтровального отсека, могут перемещаться вместе с приводными ремнями 17 в направлении поступательного движения по вертикали.In FIG. 2, it is shown that metal support strips 111, the ends of which are connected to two drive belts of the corresponding filter compartment, can be moved together with the drive belts 17 in the vertical direction of translation.

На фиг. 3 показано более подробно, как фильтровальные отсеки могут быть соединены с опорными планками 111.In FIG. 3 shows in more detail how the filter compartments can be connected to the support bars 111.

На опорной планке 111 предусмотрены выступы 13, в данном случае штыри с резьбой, выступающие в направлении, перпендикулярном плоскости фильтровального отсека 19.The projections 13 are provided on the support bar 111, in this case threaded pins protruding in a direction perpendicular to the plane of the filter compartment 19.

На фильтровальном отсеке предусмотрены отверстия, предназначенные для указанных выступов 13. Фильтровальный отсек устанавливается так, что каждый выступ попадает в соответствующее ему отверстие. Так как подвижная секция перемещается в зону технического обслуживания, обозначенную позицией 20 на фиг. 1, выполнить эту операцию относительно несложно.Holes are provided on the filter compartment for these projections 13. The filter compartment is installed so that each protrusion enters its corresponding opening. As the movable section moves to the maintenance area, indicated by 20 in FIG. 1, performing this operation is relatively simple.

В устройстве фильтрации 1 есть устройства крепления фильтровального отсека 19 к соответствующей опорной планке 111. Эти устройства крепления состоят из прижимной планки 15 и фиксирующего устройства 16.In the filtering device 1 there are devices for attaching the filter compartment 19 to the corresponding support bar 111. These fastening devices consist of a pressure bar 15 and a fixing device 16.

Прижимная планка 15 имеет форму полосы достаточно небольшой толщины, на ней есть отверстия, соответствующие отверстиям на фильтровальном отсеке 19. Иными словами, опорная планка устанавливается так, что выступы попадали в отверстия на опорной планке.The clamping strip 15 has a strip shape of a sufficiently small thickness, there are holes on it corresponding to the holes in the filter compartment 19. In other words, the support strip is set so that the protrusions fall into the holes on the support strip.

Фиксирующие устройства - это направляющие 16, их внутренние поверхности 161, 162 удерживают плотно прилегающие друг к другу края опорной планки 111, края прижимной планки 15 и часть фильтровального отсека 19, находящуюся между планками 111 и 15.The locking devices are guides 16, their inner surfaces 161, 162 hold the edges of the support bar 111, the edges of the pressure bar 15 and the part of the filter compartment 19 located between the bars 111 and 15, which are tightly adjacent to each other.

Внутренняя поверхность 161, находящаяся напротив опорной планки 111, может быть более жесткой, чем внутренняя поверхность 162. При установке устройства 1 фильтрации газа в нормальное рабочее положение эта поверхность 162 оказывает силу сопротивления, вызывающую давление на прижимную планку.The inner surface 161 opposite the support bar 111 may be stiffer than the inner surface 162. When the gas filtering device 1 is installed in its normal operating position, this surface 162 exerts a resistance force causing pressure on the pressure bar.

Во время технического обслуживания оператор вытягивает внутреннюю поверхность 162, например, взявшись за раструб 163, показанный на фиг. 4, так, чтобы вынуть направляющую 16, и обеспечить возможность перемещения опорных планок по вертикали так, чтобы передвинуть каждую опорную планку на уровень человеческого роста.During maintenance, the operator pulls the inner surface 162, for example, holding the bell 163 shown in FIG. 4, so as to remove the guide 16, and to provide the ability to move the support bars vertically so as to move each support bar to a level of human growth.

Для штырей с резьбой 13 можно предусмотреть гайки, обеспечивающие фиксацию фильтровального отсека 19 на стойке 11.For the threaded pins 13, nuts can be provided that secure the filter compartment 19 to the rack 11.

На фиг. 4 показано, что для каждой фильтровального отсека предусмотрено два приводных ремня 17, удерживающие по краям опорные планки 111. Для каждого приводного ремня 17 предусмотрен блок, расположенный в верхней части устройства фильтрации 1 газа, установленный на колесе с муфтой свободного хода, и блок 41 в нижней части устройства фильтрации 1 газа, приводимый в движение электродвигателем 40.In FIG. 4 it is shown that for each filter compartment two drive belts 17 are provided that support the support bars 111 at the edges. For each drive belt 17 there is a block located at the top of the gas filtering device 1 mounted on a wheel with a freewheel and a block 41 in the lower part of the gas filtration device 1, driven by an electric motor 40.

В частности, вал 18 соединяет два блока одной секции. Вал и блоки приводятся в движение электродвигателем 40, предусмотренным для этой секции.In particular, the shaft 18 connects two blocks of one section. The shaft and blocks are driven by an electric motor 40 provided for this section.

Редуктор двигателя 43, в котором есть внутренний приводной ремень, позволяет, с одной стороны, передавать вращательное движение двигателя на вал блока 41, и, с другой стороны, перемещать в вертикальном направлении блок 41, так, чтобы обеспечить натяжение ремня 17.The gearbox of the engine 43, in which there is an internal drive belt, allows, on the one hand, to transmit the rotational movement of the engine to the shaft of the block 41, and, on the other hand, to move the block 41 in the vertical direction, so as to ensure the tension of the belt 17.

Микроконтроллер, не показанный на рисунке, управляет тремя электродвигателями 40 устройства фильтрации 1 газа, а также соответствующими редукторами двигателей 43.A microcontroller, not shown in the figure, controls three electric motors 40 of the gas filtration device 1, as well as the corresponding gear motors 43.

Этот микроконтроллер связан с детекторами окончания движения, не показанными на рисунке. Такими детекторами могут быть ограничители, установленные на ремнях в конечных точках движения, контакты окончания движения или другие механизмы.This microcontroller is associated with end-of-motion detectors not shown in the figure. Such detectors can be limiters mounted on belts at the end points of movement, contacts of the end of movement, or other mechanisms.

Процедуру замены фильтра, находящегося в нормальном рабочем положении, показанном на фиг. 1, можно начать со снятия направляющих 16 - они вытягиваются за раструба 163. Затем снимается крепление фильтрующих элементов большего размера 12', откручиваются соответствующие болты.The procedure for replacing a filter in the normal operating position shown in FIG. 1, you can start by removing the guides 16 - they are pulled by the socket 163. Then, the fastening of the filter elements of a larger size 12 'is removed, the corresponding bolts are unscrewed.

Техническое обслуживание фильтровальных отсеков 19 можно выполнять для каждого отсека отдельно, или, например, для всех отсеков одновременно. Если запланировать техническое обслуживание из расчета по одному оператору на каждый отсек, можно значительно сократить время технического обслуживания. Кроме того, можно запланировать замену только панели центрального отсека, так как обычно максимальное загрязнение фильтра наблюдается по центру зоны 30 потока поступающего газа.Maintenance of the filter compartments 19 can be performed for each compartment separately, or, for example, for all compartments simultaneously. If you plan maintenance on the basis of one operator per compartment, you can significantly reduce maintenance time. In addition, you can plan to replace only the panel of the central compartment, since usually the maximum pollution of the filter is observed in the center of the zone 30 of the flow of incoming gas.

Для каждого отсека после снятия крепления соответствующего фильтрующего элемента 12' включается электродвигатель 40, чтобы опустить фильтрующий элемент 12 из зоны 30 потока поступающего газа вниз, в зону 20 технического обслуживания. Также можно снять крепление этого фильтрующего элемента меньшей высоты 12. Затем подается команда перемещения по вертикали следующего фильтрующего элемента на высоту человеческого роста, и так далее.For each compartment, after removing the fastening of the corresponding filter element 12 ', the motor 40 is turned on to lower the filter element 12 from the incoming gas flow zone 30 down to the maintenance zone 20. You can also remove the mount of this filter element of a lower height 12. Then a command is issued to move vertically the next filter element to the height of human growth, and so on.

Во время этой процедуры снятия отсеков опорные планки 111, соответствующие снятым фильтрующим элементам, проходят через нижний блок 41 так, что их можно закрепить с другой стороны блока фильтрации. Также следует отметить, что если поток воздуха не отключается, то воздух очищается устройством фильтрации 1 не так хорошо, как в обычном рабочем состоянии, так как в устройстве отсутствует несколько фильтрующих элементов. В то же время, для системы фильтрации, в которой предусмотрен четвертый фильтр, если она установлена на линии по одновременному производству пара и электроэнергии, может оказаться более выгодным не останавливать всю линию и рассчитывать на фильтрацию, обеспеченную фильтрационной камерой 2, чем останавливать часть оборудования нефтеперерабатывающего завода.During this compartment removal procedure, the support bars 111 corresponding to the removed filter elements pass through the lower unit 41 so that they can be fixed on the other side of the filtration unit. It should also be noted that if the air flow does not turn off, then the air is not cleaned by the filtration device 1 as well as in the normal working condition, since the device does not have several filter elements. At the same time, for a filtration system in which a fourth filter is provided, if it is installed on a line for the simultaneous production of steam and electricity, it may be more advantageous not to stop the entire line and rely on the filtration provided by the filtration chamber 2 than to stop part of the oil refining equipment factory.

После снятия крепления фильтрующего элемента большего размера можно полностью вынуть фильтровальный отсек.After removing the mounting of the larger filter element, the filter compartment can be completely removed.

Оператор берет новый, чистый фильтровальный отсек, и начинает с крепления первого фильтрующего элемента этого отсека, затем дает команду обратного вращения двигателя, чтобы поднять этот элемент и опустить на высоту человеческого роста опорную планку 111, соответствующую следующему фильтрующему элементу, и так далее.The operator takes a new, clean filter compartment, and begins by attaching the first filter element of this compartment, then commands the engine to reverse rotation to raise this element and lower the support bar 111 corresponding to the next filter element to the height of human growth, and so on.

Как только установлены все элементы фильтровального отсека, если оператор подает дополнительную команду вертикального перемещения, ограничитель, связанный с одним из ремней этой колонны, касается рычага или планки - таким образом определяется точка окончания движения. При этом микроконтроллер запрещает дальнейшее вращение электродвигателя 40 этой колонны, предупреждая перемещение фильтрующего элемента большей высоты за пределы верхних блоков.As soon as all the elements of the filter compartment are installed, if the operator gives an additional command for vertical movement, the limiter associated with one of the belts of this column touches the lever or strap - this determines the end point of movement. In this case, the microcontroller prohibits further rotation of the electric motor 40 of this column, preventing the movement of the filter element of a greater height beyond the upper blocks.

После установки фильтрующего элемента оператор аккуратно устанавливает прижимную планку над этим элементом, и затягивает болты. После установки всех фильтрующих элементов панели оператор устанавливает на место направляющую, предупреждая появление промежутков на поверхности фильтрации.After installing the filter element, the operator carefully installs the clamping bar above this element, and tightens the bolts. After installing all filter elements of the panel, the operator replaces the guide, preventing the appearance of gaps on the filtering surface.

Claims

1. A gas turbine system comprising a gas turbine and a gas filtration device (1) comprising

- rack (11) having a fixed portion of the rack (11) and at least one movable section of the rack (11), which corresponds to the filter compartment (19),

- filter elements (12, 12 '), mounted on the movable section of the rack (11) using means (13) of fastening,

in which the gas filtering device (1) limits the incoming gas flow zone (30) through which the gas flow entering the turbine passes, and the maintenance zone (20) located outside the incoming gas flow zone (30) and intended to be installed or replaced filtering elements (12, 12 '), while at least one movable section of the rack (11) is configured to move from the zone (30) of the flow of incoming gas into the maintenance zone (20).

2. The gas turbine system according to claim 1, in which each filter compartment (19) has a column shape, and the filter elements (12, 12 ') are arranged in vertically oriented rows.

3. The gas turbine system according to claim 1, wherein the maintenance zone (20) is located under the incoming gas flow zone (30).

4. The gas turbine system according to claim 1, in which each filter compartment (19) is attached to a support strip (111), the ends of which are attached to two drive belts (17), while for each drive belt (17) there are two blocks (41) ) located in the upper and lower parts of the gas filtration device (1) and driven by an electric motor (40) and a direction switch.

5. The gas turbine system according to claim 4, in which pins are made on the support strip (111), protruding perpendicular to the plane of the filter compartment (19), and holes are made in the filter compartment (19), each of the pins on the support strip (111) inserted into the corresponding hole in the filter compartment (19).