Tehnične zahteve za visoko{0}}učinkovite zračne filtre pri delovanju plinskih turbin v termoelektrarnah

Na podlagi obratovalnih karakteristik plinskih turbin v termoelektrarnah je bil oblikovan celoten sistem tehničnih zahtev za visoko-učinkovite zračne filtre, katerega jedro je najnovejši mednarodni standard ISO 29461-1 in domači standard DL/T 2849-2024. Bistvena logika je doseči učinkovito prestrezanje submikronskih delcev z najnižjo porabo energije padca tlaka z natančno stopenjsko filtracijo v izjemno spremenljivih vstopnih okoljih, s čimer zaščitimo drage lopatice plinske turbine in zagotovimo varno, učinkovito in dolgoročno delovanje enote.
Sledijo glavne tehnične zahteve, povzete na podlagi najnovejših standardov in praktičnih inženirskih aplikacij

Končni visoko{0}}učinkoviti filter je stopnje E12, tipični projekti obnove pa zahtevajo, da končni fini filtrirni element izpolnjuje stopnjo E12, tako da je skupna prepustnost delcev manjša od 0,5 %. To ustreza ravni standarda ISO 29461-1 T12, ki zahteva učinkovitost filtracije večjo ali enako 99,5 % za največjo prepustnost velikosti delcev (MPPS).

• Konfiguracija stopnjevanega filtriranja: Običajno se uporabljata dve ravni filtriranja, s prvo stopnjo grobe učinkovitosti (G4/M5) in drugo stopnjo visoke učinkovitosti (F9/E12).
• Standardi testiranja: Testiranje in razvrščanje se izvajata v skladu z ISO 29461-1 (za turbo stroje) ali EN1822. Izdan je bil tudi kitajski standard energetske industrije DL/T 2849-2024. Skupinski standard T/CAQI 248-2022 predlaga tudi celovite tehnične zahteve.

• Nizka začetna razlika v tlaku: pri nazivni prostornini zraka je običajno potrebna začetna razlika v tlaku visoko{1}}učinkovitega filtrskega vložka E12<270Pa.
• Meja končnega upora: delovni upor je treba nadzorovati v razumnem razponu in običajno je priporočljivo, da končni upor ne presega 2- do 3-kratnega začetnega upora ali pa se zamenja glede na nastavljeno vrednost sistema (kot je manj kot ali enako 1000 Pa).

• Long service life: High efficiency filter cartridges typically require>12000 obratovalnih ur ali 36 mesecev mirovanja.
• Standardizirani preskus zadrževanja prahu: ISO 29461-1 prvič uvaja standardiziran postopek zadrževanja prahu za subučinkovite (EPA) in visoko učinkovite (HEPA) filtre, ki se uporablja za bolj realistično primerjavo življenjske dobe filtrov v dejanski uporabi.

• Temperaturna odpornost: Med delovanjem plinske turbine je treba vzdržati temperaturne spremembe sesalnega okolja, zlasti trenutni vpliv visoke temperature 80-120 stopinj.
• Odpornost na vlago: Za megleno, deževno ali obalno okolje z visoko vlažnostjo morajo imeti filtri dobro odpornost na vlago.
• Mehanska trdnost in tesnjenje: konstrukcijska zasnova mora izpolnjevati zahteve standarda ISO 2941-2943 in drugih serij standardov ter preverjati odpornost proti zlomu, strukturno celovitost in odpornost na pritisk filtrskega elementa. Pod impulznim povratnim tlakom do 0,4-0,6 MPa mora filtrirni element ohraniti strukturno stabilnost.

• Sprejemanje specializiranih standardov testiranja (ISO 29461-1): Splošni standardi (kot sta ISO 16890, EN1822) ne morejo natančno simulirati dejanskih delovnih pogojev, kot sta visoka hitrost pretoka in povratni impulz v turbostrojih. ISO 29461-1, kot prvi mednarodni standard za turbo mehanske sesalne filtre, zagotavlja enotno metodo testiranja in ocenjevanja (stopnje T1-T13), kar operaterjem omogoča bolj znanstveno primerjavo in izbiro izdelkov.
• Ocenite resnično učinkovitost po "odpravi statične elektrike": številni filtri se zanašajo na statična vlakna za izboljšanje začetne učinkovitosti. Toda v sesalnem okolju plinskih turbin bo statična elektrika hitro izginila. Zato novi standard zahteva ovrednotenje minimalne mehanske učinkovitosti filtra po odstranitvi statične elektrike, kar je zmogljivost, na katero se filter lahko resnično zanese v celotnem življenjskem ciklu.
• Predstavljamo testiranje zmogljivosti zadrževanja prahu HEPA: v preteklosti so visoko{0}}učinkoviti filtri merili samo učinkovitost brez merjenja zmogljivosti zadrževanja prahu, zaradi česar je bilo nemogoče oceniti njihovo pravo življenjsko dobo. ISO 29461-1 * najprej določa metodo testiranja zmogljivosti zadrževanja prahu za filtre EPA/HEPA, ki zagotavlja kvantitativno osnovo za načrtovanje z dolgo življenjsko dobo.

Pristen dokument o javnem naročilu za plin{0}}elektrarno jasno prikazuje praktično uporabo teh tehničnih zahtev:
Ozadje projekta: plinska turbina Mitsubishi M701F4 z nizko{2}}razporeditvijo sesalnega sistema in tristranskim sesalom.
Načrt prenove:
Prva stopnja filtracije: Nadgrajen z G4 na M5 vrečasti filter z začetno razliko v tlaku<170Pa and a lifespan of>2500 ur.
Sekundarna filtracija: visokoučinkovit filtrirni element stopnje F9 nad{2}}E12 (standard EN1822) z začetno razliko v tlaku<270Pa and a lifespan of>12000 ur.
Glavni cilj: doseči skupno prepustnost trdnih delcev, manjšo od 0,5 %, zakasnitev zmanjšanja učinkovitosti kompresorja ter doseči varčevanje z energijo in zmanjšanje ogljika.