降低运行成本,提高燃气轮机发电量的两项措施

摘要：本文阐述了济钢6B机组现有燃气轮机气体燃料过滤器和空气过滤器的弊端，对其进行针对工作环境的改造，实现了降低运行成本，提高燃气轮机发电量的效果。

关键词：过滤器 改造 降低运行成本 提高 发电量

济南钢铁集团总公司现有PG6581B-L型燃气轮机六台。燃气轮机装置是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机，主要结构有三部分：(1)燃气轮机（透平）；(2)压气机（空气压缩机）；(3)燃烧室。其工作原理为：空气经两级过滤器过滤后进入叶轮式压缩机，压缩后送入燃烧室，同时高炉煤气和焦炉煤气按一定比例混合后得到的混合煤气经净化器过滤后喷入燃烧室与高温压缩空气混合，在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀做功，推动动力叶片高速旋转，乏气排入锅炉再利用。

燃气轮机发电负荷占整个循环发电机组负荷的三分之二，因此提高燃气轮机发电量对整个燃气发电系统的电量提升起着关键作用。机组南邻焦化厂，北接化纤厂，空气含尘量大；煤气除尘、过滤工艺不够完善，煤气到达燃机时含尘量、焦油量较大。燃气轮机现有的压缩空气粗过滤器、燃机前混合煤气净化器运行过程中经常堵塞，为维持机组运行，不得不降低负荷甚至停机清理、更换。所以，延长检修周期、减少机组停机时间成为目前提高燃气轮机发电量最切实可行的方法。

工艺流程。工艺流程未改变，其工艺流程为：

混合煤气→煤压机→煤气净化器→燃气轮机

大气→空气粗滤器→精滤器→燃气轮机

1、空气粗过滤器研制过程

1.1 设计

为有效提高空气过滤器内部纸质滤芯使用寿命,延缓滤芯检修周期,原方案在空气过滤器的进气口设有多只布滤袋,布滤袋使用一段时间后,外表面积满灰尘。布袋拆除后不能彻底清除灰尘,布袋不能重复利用,只能更换布滤袋,造成资源严重浪费。

针对上述问题，我们经过分析研究结合原有空气过滤器改造成功案例，提出如下方案：

(1)在不改变现有安装方式的前提下,将原有布滤袋更换为不锈钢滤洁器,不锈钢滤洁器使用一段时间后,可方便通过清水进行清洗,过滤效果恢复如新,可实现重复利用。

(2)不锈钢滤洁器采用框架模块式结构,完全与现有布滤袋具有互换性,内部采用多层折叠高强度不锈钢气固分离滤网,单个滤洁器过滤面积:0.36m2。

(3)滤洁器经过长时间使用后,若经过清水冲洗不能彻底清除灰尘,也可通过酸洗的方式进行处理。

(4)在原有进气口增设净化检修门（宽1200mm,高1800mm）。

经过上述新方案改造后，不锈钢滤洁器在不改变原有安装模式的前提下，即可滤除灰尘延长纸质滤芯使用寿命，也可循环利用，达到了改造效果。

济南海鹰机电制造有限公司是现运行粗过滤器的生产商，该项目主要为我中心提出研发设计，该项目的土建项目及设备布置、安装设计由济南海鹰机电制造有限公司完成。

1.2 构造

该装置由两部分构成，一部分为592mm×592mm×50mm不锈钢滤洁器，另一部分为1200mm×1800mm×50mm的净化检修门，内部采用多层折叠高强度不锈钢气固分离滤网,每层波高5mm,共约10层，层与层之间交叉式布置,过滤精度40目。

1.3 安装过程

该项目的安置工作委托外委单位完成。对现运行的一台燃机进行了检修门安装，并安装平台。

1.4 运行状况

项目施工完成后，通过一年多的运行，粗过滤器前后压差保持在240Pa以下，符合机组要求，效果良好。

2、混合煤气净化器研制过程

2.1 设计

针对混合煤气含焦油、灰尘多的特点，结合本公司多年的实践经验同时吸取国外同类产品的先进技术，对混合煤气燃前净化器进行了重新合理的设计。

混合煤气燃前净化器主要特点如下：

(1)本净化器管道式布置,进出气口在同一水平高度布置,有效地减少了设备及外围管线的煤气阻力；且设备安装时不破坏原有的管道布局，管道应力不需重新合算。

(2)净化器内部设有多支优质不锈钢高强度烧结滤芯，滤芯集中式布置，滤芯内外表面均采用不锈钢孔板保护。滤芯长期运行后，打开内部固定螺栓,方便滤芯清洗及更换,滤芯与花板间采用密封垫密封。

(3)净化器内部不锈钢高强度滤芯每支过滤面积：1.0m2，共9支,总过滤面积:9平方,是原有过滤面积的5倍,大大延缓了设备的检修周期(原有滤芯检修周期为1至2个月,采用新方案后,检修周期可延长为5至6个月)。

(4)净化器内部不锈钢高强度滤芯长期运行取出后可通过酸洗处理,处理后滤芯净化效果恢复如初，有效地延长使用寿命，降低运行成本。

济南海鹰机电制造有限公司是现运行燃前净化器的生产商，该项目主要为我中心提出研发设计，该项目的土建项目及设备布置、安装设计由济南海鹰机电制造有限公司完成。

2.2 构造

煤气罐式结构。

2.3 安装过程

该项目的安置工作委托外委单位完成。对现运行的一台燃机进行了改造安装。

2.4 运行状况

项目施工完成后，已运行六个多月，净化器前后压差保持在0.1MPa以下，符合机组要求，效果良好。

3、经济效益分析

济钢煤气净化器技术改造项目首台于2010年5月18日在8#燃气轮机竣工投产,济钢空气粗滤器与2010年9月于11#燃机投用。经过检测，系统运行稳定可靠，进气压差达到了设计要求，能够较大程度提高发电量。由于延长了检修周期，不仅减少了停机次数，保障机组尽可能运行发电，还降低了工人工作量，经济效益十分显著。具体分析如下：

煤气净化器：按6个月清理计算，每台机每年可减少停机次数6次，每次开停机检修时间为7小时，每台机组均燃机发电3.5万KWh/小时，汽机增加1.5万KWh/小时，因此，本项目在二期六台燃机实施后每年可提高发电量1260万KWh，每度电按0.5元计算，共创效益630万元。

每台机组投入费用40万元，回收成本期五个月。

空气粗过滤：按预期8年更换周期算，每台机一套费用17.2万，原用粗滤器更换16套，费用16×3.4万=54.4万，六台节省费用225.6万，成本回收期3年。

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