三菱M701F4燃机进气系统粗滤优化方案

摘要：针对扬州地区大气环境颗粒物含量高，同时电厂周边存在燃煤机组、煤场、水泥厂等污染源，导致燃机进气系统运行环境差，严重影响进气粗滤、精滤的使用寿命，从而导致机组出力降低；须对燃机进气滤芯进行改造，彻底解决进气滤芯寿命短的问题，并节省维修费用（清洗、更换）；且降低运行、维修人员的工作量，最终提高机组的安全、稳定运行的目的。

关键词：MF01F4；进气系统；粗滤；精滤；压差

国内燃气轮机项目很少会针对不同的使用环境就过滤器进行重新配置，特别是对于国内污染比较重的环境更没有研究过，仅仅把标准设计移植到国内，没有对其燃机进气过滤器重新考虑。

这些公司的技术文件中，你会看到滤筒的使用寿命2年，其它板式、袋式、盒式过滤器使用寿命也声称1年。而国内的实际情况是滤芯的使用寿命一般为35个月，极端的不到1个月。据权威部门调研，目前中国大气含尘量约200mg/m3，欧美国家约为15mg/m3，中国还需15～20年的时间来填补这段差距。

1 概况

我公司目前新建2套M701F4型（F级）燃气蒸汽联合循环热电联产机组。燃机进气过滤系统由美国唐纳森公司设计制造，三面进气模块（正面9个模块、两侧分别3个模块），内部采用折叠式DFog粗过滤器加精滤滤筒的二级过滤模式。

2 我公司燃机进气系统概况

（1）我公司燃机进气过滤系统采用了折叠式DFog粗过滤器加精滤滤筒的二级过滤模式。

（2）存在的问题。①扬州地区全年污染天数达到约1/3，大气环境颗粒物含量很高，燃机进气系统运行的大环境较差；②江苏地区位于东南沿海，气候湿润，多数年份从6月中旬到7月中旬，形成雨季（即“梅雨季节”），与颗粒物叠加作用，精滤压差快速上升；③折叠式DFog粗过滤器过滤面积小，容尘量小，使用寿命短；到达终了压差后会浮起来，如不及时更换严重影响精滤滤芯的使用寿命。

3 进气过滤系统优化

将折叠式DFog粗过滤器改造为具备除湿功能的布袋式粗过滤器，以改善目前燃机电厂进气系统粗滤和精滤的运行状况。

3.1 布袋式粗过滤器配置如下

（1）结构：袋式结构；（2）尺寸：740*595*60010D/740*595*40010D（mm）；（3）数量：360/135件；（4）过滤面积：8/5.4㎡/件，总计3609㎡（注：整个预过滤面积可达原来的2倍以上）；（5）额定风量：590m3/s ；（6）过滤精度：EN779：2012标准中M6要求。HYPERLINK"mailto：2012标准中M5要求，计重效率为μ≥90%@0.4μm；并提供产品的合格证以及检测报告。如对本产品有异议，在双方同意认可的情况下，送第三方检测。"

3.2 改造前后性能及经济性对比

（1）在粗滤改造以前精滤的寿命约为2500小时，而粗滤改造后目前該套精滤的使用寿命已经超过3569小时，充分说明了改造后的布袋式粗滤对精滤起到了很好的保护作用。

（2）粗滤在运行了2500小时后压差还维持在0.21KPa的较低水平上，则充分说明了布袋式粗滤的高容尘量和低阻力。

4 改造经济效益分析

改造前我厂的精滤使用寿命在3500小时左右，预计将DFog改造成袋式过滤器后，精滤的使用寿命能达到5000小时。一套精滤的市场价格大概在105万元，按照机组每运行5000小时为一个周期来计算经济性：

（1）改造前每运行5000小时大致需要使用5000÷3500 = 1.4套精滤，精滤的总计费用为1.4×105万元 = 147万元；改造后每运行5000小时仅需使用1套精滤，精滤的总计费用为105万元。改造后因为精滤更换次数减少而产生的经济收益为147万元105万元 = 42万元。

（2）DFog的使用寿命在1000小时左右，能清洗2次，每次清洗后的寿命只有清洗前寿命的80%，按每运行5000小时需要使用2套DFog来计。一套DFog的市场价是25万元，清洗一次的成本为3万元，改造前每运行5000小时DFog的使用成本为2×25万元 + 4×3万元 = 62万元；改造后每运行5000小时需要使用2套袋式过滤器，每套的市场价为20万元，改造后每运行5000小时袋式过滤器的使用成本为2×20万元 = 40万元。改造后初滤的每运行5000小时经济收益为62万元40万元 = 22万元。

（3）根据燃机的运行特性，燃机进气系统压差将直接影响机组的负荷出力，通常1000Pa的压差将会导致机组1%的功率损失。三菱M701F4的输出功率为380MW，每运行5000小时按照300MW的平均负荷计算。估计改造后整个进气系统每小时的平均压降会降低25 Pa，那么改造后由于压降降低而增加的发电量为25Pa÷1000Pa×1%×300MW×5000小时= 37.5万KWh，每度上网电价按0.5元核算，改造后由于压降降低而增加的经济收益为37.5万度电×0.5元 = 18.75万元。

（4）综上所述，改造后每运行5000小时产生的经济收益为42 + 22 + 18.75 = 82.75万元。

5 结论

（1）袋式过滤器结构阻力低，能降低进气入口的压差；（2）袋式过滤器过滤面积大，容尘量大，能有效延长预过滤的使用寿命；（3）袋式过滤器过滤精度比折叠式过滤器高，能过滤更小粒径的灰尘，更有效的保护精滤滤筒；（4）推拉式的安装方式简便、快捷，减少劳动强度；（5）袋式结构在更换过程中不会造成灰尘逃逸（二次污染）；（6）框架式的预过滤器可以实现不停机更换，通过这种方式可以达到降低运行成本、效率最大化、经济最大化。

参考文献：

[1]Croom M L.Effective selection of filter dust collectors [J].Chemical Engineering， 1993（7）.

[2]马步青，莫崇庸.除尘器滤筒的特点和选用[J].烟草科技，1999（4）：1517.

[3]席玉林，季晓珑.滤筒除尘器在水泥行业的应用[J].内蒙古石油化工，2011，37（8），116117.

作者简介：童熙（1985），男，江苏华电扬州发电有限公司汽机分部技术专职，研究方向：燃机、煤机检修。