[发明专利]一种燃气轮机空气过滤系统前置气液分离器及方法

说明书

本发明涉及一种燃气轮机空气过滤系统前置气液分离器及方法，其包括进气部分、旋转加速部分、液滴颗粒分离及收集部分和净化分离部分；含液滴颗粒的气流经所述进气部分进入所述旋转加速部分，一部分气流经所述旋转加速部分进入所述液滴颗粒分离及收集部分，另一部分气流经所述旋转加速部分进入所述净化分离部分；所述进气部分包括进口管路和蜗壳状管路；所述进口管路与所述蜗壳状管路连通。本发明能减少进入空气过滤系统之前气体中的液相颗粒物，降低空气过滤系统的滤芯失效风险，延长过滤系统使用寿命，并能降低过滤系统的运维成本。

技术领域

本发明涉及一种气液分离装置及方法，特别是关于一种燃气轮机空气过滤系统前置气液分离器及方法。

背景技术

目前我国燃气电厂或天然气长输管道压气站中大多采用GE公司、Rolls-Royce公司、Solar公司的燃气轮机作为动力设备。这些进口燃气轮机普遍存在供货周期长、维修和保养成本高等问题，这就要求用户在使用过程中要严格按照操作规范的要求，同时更要满足生产厂家提出的进气气质要求。

当进入燃气轮机的气质条件较差时，气体内液滴等杂质会对燃烧系统和涡轮叶片造成磨损或腐蚀等危害，导致燃气轮机失效，从而严重影响发电机组的正常运行和安全生产。因此，当气体进入燃气轮机前，需对其进行净化处理。目前燃气轮机普遍采用进气气源过滤系统作为关键设备保护装置。目前常用的过滤系统由多只滤芯并列组成，滤芯以纤维为过滤材料，加工成百褶形状。由于滤芯多且含有百褶结构，增加了流通面积，使得滤芯表面的空气流速控制在某一低数值，进气中的颗粒物粒子不断附着在滤芯外表面上，从而达到过滤气体中杂质的目的。

滤芯作为过滤系统的核心元件，其性能优劣将直接影响整体机组的安全运行。由于滤芯为易耗件，约半年到一年更换一次，更换滤芯成本巨大。另外，当入口气质恶化时，滤芯的寿命会发生锐减的现象，使燃气轮机面临失效的风险，对电厂生产造成很大影响。燃气轮机原装进气过滤系统的滤芯采购周期长、单价高，且滤芯备件消耗量大，对备件储备及运行维护成本的控制造成了巨大压力。

在实际工程应用过程中，滤芯所在的大气环境是多变的，而大气中的污染物组成也较为复杂。大气中的污染物主要包括固相、气相、液相三类污染物。气相污染物包括氨、氯化物、硫化物等排放物质。液相污染物包括水蒸汽以及气液两相污染物形成的具有强腐蚀性的酸性液滴，这些污染物的存在，尤其是液相污染物会对燃气轮机进气通道和压气室产生腐蚀等危害。

综上所述，现有燃气轮机空气过滤系统技术缺陷主要体现在以下几个方面：1、对于沿海地区的燃气电厂而言，由于环境多盐雾且湿度高，进气量大，空气过滤系统的运行负荷较大，当冬季气温较低时，液相颗粒物的存在还会使滤芯表面结霜，引起燃气轮机空气过滤系统的滤芯的堵塞，导致滤芯残余阻力高、滤芯过滤性能下降、滤芯失效以及使用寿命降低等一系列问题，进而对燃气轮机的安全稳定运行带来严重影响和危害。2、为达到对气相颗粒物理想的过滤分离效果，燃气轮机空气过滤系统通常要安装800至1500套滤芯，处理的工艺气气量越大，需要的滤芯数量越多，过滤系统的体积庞大，液相颗粒物导致滤芯频繁失效，过滤系统装备的运维成本居高不下。

发明内容

针对现有燃气轮机空气过滤系统技术存在的滤芯的堵塞，滤芯失效以及使用寿命降低等一系列问题，本发明的目的是提供一种燃气轮机空气过滤系统前置气液分离器及方法，能减少进入空气过滤系统之前气体中的液相颗粒物，降低空气过滤系统的滤芯失效风险，延长过滤系统使用寿命，进而保证燃气轮机系统安全稳定运行。

本发明的另一目的在于提供一种燃气轮机空气过滤系统前置气液分离器及方法，通过减少进入空气过滤系统之前气体中的液相颗粒物，达到降低整套过滤系统负荷的目的，与现有技术相比可有效减少所需的滤芯数量，进而降低过滤系统的运维成本。