الزامات فنی برای فیلترهای هوا با راندمان بالا-در عملکرد توربین‌های گازی در نیروگاه‌های حرارتی

بر اساس ویژگی های عملیاتی توربین های گاز در نیروگاه های حرارتی، یک سیستم کامل از الزامات فنی برای فیلترهای هوا با راندمان بالا با آخرین استاندارد بین المللی ISO 29461-1 و استاندارد داخلی DL/T 2849-2024 به عنوان هسته تشکیل شده است. منطق اصلی دستیابی به رهگیری کارآمد ذرات زیر میکرون با کمترین مصرف انرژی افت فشار از طریق فیلتراسیون درجه بندی دقیق در محیط های ورودی بسیار متغیر است، در نتیجه از پره های گران قیمت توربین گاز محافظت می شود و عملکرد ایمن، کارآمد و طولانی مدت واحد را تضمین می کند.
موارد زیر الزامات فنی اصلی خلاصه شده بر اساس آخرین استانداردها و کاربردهای مهندسی عملی است

فیلتر نهایی با راندمان بالا درجه E12 است و پروژه‌های نوسازی معمولی به عنصر فیلتر ریز نهایی نیاز دارند تا با درجه E12 مطابقت داشته باشد، به طوری که نفوذپذیری کلی ذرات کمتر از 0.5٪ باشد. این مطابق با سطح استاندارد ISO 29461-1 T12 است که برای نفوذپذیرترین اندازه ذرات (MPPS) به راندمان فیلتراسیون بیشتر یا برابر با 99.5٪ نیاز دارد.

• پیکربندی فیلتر درجه‌بندی شده: معمولاً از دو سطح فیلتر استفاده می‌شود، با راندمان درشت سطح اول (G4/M5) و سطح دوم راندمان بالا (F9/E12).
• استانداردهای آزمایش: آزمایش و درجه بندی باید مطابق با ISO 29461-1 (برای ماشین آلات توربو) یا EN1822 انجام شود. استاندارد صنعت برق چین DL/T 2849-2024 نیز منتشر شده است. استاندارد گروه T/CAQI 248-2022 نیز الزامات فنی جامعی را پیشنهاد می کند.

• اختلاف فشار اولیه کم: در حجم هوای نامی، معمولاً باید اختلاف فشار اولیه کارتریج فیلتر با راندمان بالا E12 باشد.<270Pa.
• حد مقاومت نهایی: مقاومت عملیاتی باید در یک محدوده معقول کنترل شود و معمولاً توصیه می شود که مقاومت نهایی از 2 تا 3 برابر مقاومت اولیه تجاوز نکند یا با توجه به مقدار تنظیم شده سیستم (مانند کمتر یا مساوی 1000Pa) جایگزین شود.

• Long service life: High efficiency filter cartridges typically require>12000 ساعت کار یا 36 ماه کار بیکار.
• تست استاندارد نگهداری گرد و غبار: ISO 29461-1 برای اولین بار یک روش تست استاندارد نگهداری گرد و غبار را برای فیلترهای زیر کارآمد (EPA) و با راندمان بالا (HEPA) معرفی می کند، که برای مقایسه واقعی تر طول عمر فیلترها در استفاده واقعی استفاده می شود.

• مقاومت در برابر دما: مقاومت در برابر تغییرات دمایی محیط ورودی در حین کارکرد توربین گاز، به ویژه ضربه دمای بالای آنی 80-120 درجه ضروری است.
• مقاومت در برابر رطوبت: برای محیط های ساحلی مه آلود، بارانی یا با رطوبت بالا، فیلترها باید مقاومت خوبی در برابر رطوبت داشته باشند.
• استحکام مکانیکی و آب بندی: طراحی سازه باید الزامات ISO 2941-2943 و سایر سری از استانداردها را برآورده کند و ضد پارگی، یکپارچگی ساختاری و مقاومت در برابر فشار عنصر فیلتر را تأیید کند. تحت فشار برگشتی پالس تا 0.4-0.6MPa، عنصر فیلتر نیاز به حفظ ثبات ساختاری دارد.

• اتخاذ استانداردهای تست تخصصی (ISO 29461-1): استانداردهای عمومی (مانند ISO 16890، EN1822) نمی توانند به طور دقیق شرایط کاری واقعی مانند سرعت جریان بالا و برگشت پالس در توربوماشین ها را شبیه سازی کنند. ISO 29461-1، به عنوان اولین استاندارد بین المللی برای فیلترهای ورودی مکانیکی توربو، یک روش تست و درجه بندی یکپارچه (سطوح T1-T13) را ارائه می دهد و اپراتورها را قادر می سازد محصولات را به صورت علمی تر مقایسه و انتخاب کنند.
• ارزیابی کارایی واقعی پس از "حذف استاتیک": بسیاری از فیلترها برای بهبود کارایی اولیه به الیاف استاتیک متکی هستند. اما در محیط ورودی توربین های گاز، الکتریسیته ساکن به سرعت از بین می رود. بنابراین، استاندارد جدید مستلزم ارزیابی حداقل بازده مکانیکی فیلتر پس از حذف استاتیکی است، که عملکردی است که فیلتر واقعاً می تواند در کل چرخه عمر خود به آن تکیه کند.
• معرفی آزمایش ظرفیت نگهداری گرد و غبار HEPA: در گذشته، فیلترهای با راندمان بالا فقط کارایی را بدون اندازه‌گیری ظرفیت نگهداری گرد و غبار اندازه‌گیری می‌کردند و ارزیابی طول عمر واقعی آنها را غیرممکن می‌کرد. ISO 29461-1 * ابتدا روش آزمایش ظرفیت نگهداری گرد و غبار را برای فیلترهای EPA/HEPA مشخص می‌کند، که مبنای کمی را برای طراحی طولانی مدت ارائه می‌دهد.

یک سند خرید واقعی برای یک نیروگاه گازی-به وضوح کاربرد عملی این الزامات فنی را نشان می‌دهد:
پیشینه پروژه: توربین گازی میتسوبیشی M701F4، با طرح‌بندی سطح پایین سیستم ورودی و ورودی سه طرفه.
طرح نوسازی:
فیلتراسیون سطح اول: از فیلتر کیسه ای درجه G4 به M5 با اختلاف فشار اولیه ارتقا یافته است<170Pa and a lifespan of>2500 ساعت
فیلتراسیون ثانویه: از F9 به E12 ارتقا یافته است عنصر فیلتر با راندمان بالا (استاندارد EN1822)، با اختلاف فشار اولیه<270Pa and a lifespan of>12000 ساعت
هدف اصلی: دستیابی به یک انتقال کلی ذرات کمتر از 0.5٪، به تاخیر انداختن کاهش راندمان کمپرسور، و دستیابی به حفظ انرژی و کاهش کربن.