一种燃气轮机进气过滤器的性能检测分析方法与流程

本发明涉及燃气轮机进气过滤器检测的技术领域，尤其涉及一种燃气轮机进气过滤器的性能检测分析方法。

背景技术：

燃气轮机是一种以连续流动的气体作为工质、把热能转换为机械能的旋转式动力机械。由于其采用空气作为做功工质，因此燃气轮机的进口空气质量和纯净度是有效地运行燃气轮机，提高燃气轮机的性能和可靠性的前提。在空气进入燃气轮机之前，需要对进入压气机的空气进行处理，滤去杂质。燃机进气系统作为必不可少的保障系统，一般布置在燃气轮机前部，主要由防雨罩、进气过滤系统、进气冷却或加热防冰组件、消音器、测量仪表和进口风管系统组成。其中，进气过滤系统是燃机进气系统的重要组成部分，它决定了燃机进气洁净度，是后续燃机部件安全稳定工作的重要保障系统。

目前燃机进气系统的设计、制造基本上由主机制造商控制，他们更加专注于燃机本体设备的研究开发，燃机进气系统相关技术的理论及机理研究不是他们擅长的方面。同时，主机厂商对于中国地区差异性认识不足，没有针对性的设计燃机进气系统，导致我国燃机进气系统普遍存在环境适应性不强的问题，常常出现燃机进气压损过大导致机组非正常停机的问题。另外，燃机电厂在选择进气过滤器时，由于现有检测手段不够，不能准确地评价过滤器对电厂环境的适应能力，因此常常导致过滤器更换后运行时间达不到设计使用寿命。以上问题的出现，大大影响了燃机电厂的运行安全性和经济性，对电厂经营带来了很大困扰。

技术实现要素：

本发明是基于申请号201520460311.6、名称为一种燃气轮机进气过滤系统现场对比测试系统而提出的一种燃气轮机进气过滤器的性能检测分析方法。

本发明所要解决的技术问题是提供一种燃气轮机进气过滤器的性能检测分析方法，利用该方法可有效挑选出所需要的燃气轮机进气过滤器。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种燃气轮机进气过滤器的性能检测分析方法，其利用燃气轮机进气过滤系统的对比测试系统测试进气过滤器的性能参数，所述燃气轮机进气过滤系统的对比测试系统包括多个测试通道，所述测试通道由按照空气流动方向依次布置的进气过滤器和引风机构成，其包括：

S1：数据采集

利用第一压力测定计同步测定每个所述进气过滤器在多个时间段内的位于所述进气过滤器进风口处的空气压力，获得不同时间段内的各个时间点的每个所述进气过滤器进风口处的空气压力值，记为第一空气压力值；同时，利用第二压力测定计同步测定每个所述进气过滤器在所述多个时间段内的位于所述进气过滤器出风口处的空气压力，获得不同时间段内的各个时间点的每个所述进气过滤器出风口处的空气压力值，记为第二空气压力值；同时，利用风量传感器同步测定每个所述进气过滤器在所述多个时间段内的位于所述进气过滤器出风口处的空气流量，获得不同时间段内的各个时间点的每个所述进气过滤器出风口处的空气流量值；

S2：修正进气过滤器的阻力

根据测得的第一空气压力值、第二空气压力值及空气流量值对各个进气过滤器的阻力进行修正，获得修正后的进气过滤器的阻力。

本发明的有益效果是：通过利用第一压力测定计和第二压力测定计分别测得第一空气压力值、第二空气压力值，并利用风量传感器测定通过进气过滤器后的空气流量，并根据测得的第一空气压力值、第二空气压力值及空气流量值对进气过滤器的阻力进行修正，从而可获得修正后的进气过滤器的阻力，保证了进气过滤器阻力数据的准确性，为用户选择自己所需的进气过滤器提供准确参考。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述步骤S2中所述根据测得的第一空气压力值、第二空气压力值及空气流量值对进气过滤器的阻力进行修正的计算公式为：ΔP＝[(P1-P2)/Q1]*Q，其中，ΔP为修正后的进气过滤器阻力值，P1为同一时间点的第一空气压力值，P2为同一时间点的第二空气压力值，Q1为同一时间点的空气流量值，Q为引风机的额定风量值。

采用上述进一步方案的有益效果是：由于风机不能实现对风量的精确控制，使得不同测试通道的风量不同，而进气过滤器的阻力与风量存在很大的关系，因此，通过利用测得的风量数据对进气过滤器的阻力进行修正，消除了因不同测试通道中的风量不同而对进气过滤器的阻力造成的影响，从而获得更为准确的进气过滤器的阻力值。

进一步，所述步骤S1还包括利用风机功率计同步测定每个引风机在所述多个时间段内的运行功率，获得不同时间段内的各个时间点的每个引风机的运行功率值的步骤，其中，所测量得到引风机的运行功率即为相应进气过滤器的能耗；所述步骤S1之后还包括根据测得的空气流量值对进气过滤器的能耗进行修正，获得修正后的进气过滤器的能耗的步骤。

进一步，所述根据引风机的运行功率值、测得的空气流量值对进气过滤器的能耗进行修正的计算公式为：W＝(W1/Q1)*Q，其中，W为修正后的进气过滤器的能耗值，W1为同一时间点的引风机的运行功率值，Q1为同一时间点的空气流量值，Q为引风机的额定风量值。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用测得的风量数据对进气过滤器的能耗进行修正，消除了因不同测试通道中的风量不同而对进气过滤器的能耗造成的影响，从而获得更为准确的进气过滤器的能耗值。

进一步，所述步骤S1还包括以下步骤：利用第一粒子计数器同步测定每个所述进气过滤器在所述多个时间段内的位于所述进气过滤器进风口处的空气粒子数，获得不同时间段内的各个时间点的每个所述进气过滤器进风口处的空气粒子数，记为第一空气粒子数，同时，利用第二粒子计数器同步测定每个所述进气过滤器在所述多个时间段内的位于所述进气过滤器出风口处的空气粒子数，获得不同时间段内的各个时间点的每个所述进气过滤器出风口处的空气粒子数，记为第二空气粒子数；所述步骤S1之后还包括根据测得的所述第一空气粒子数、第二空气粒子数计算各个所述进气过滤器的效率的步骤。

进一步，所述根据测得的所述第一空气粒子数、第二空气粒子数计算各个所述进气过滤器的效率的计算公式为：η＝(G1-G2)/G1，其中，η为进气过滤器的效率，G1为同一时间点的第一空气粒子数，G2为同一时间点的第二空气粒子数。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用进气过滤器的效率计算公式获得不同测试通道内的进气过滤器的效率，并结合获得的进气过滤器的阻力和能耗，从而可全面客观的反映燃气轮机进气过滤器的性能，便于为用户参考进气过滤器的性能选择适合自己的进气过滤器。

进一步，在所述步骤S2之后，还包括以下步骤：

利用修正后的进气过滤器的阻力值，分别计算各个时间段内进气过滤器阻力的均值；并计算各个时间段内进气过滤器阻力的均值相对初始时间段的进气过滤器阻力的均值的增加量及增加率。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过计算进气过滤器阻力的增加量和增加率，为用户选择进气过滤器提供了进一步的参考依据。

进一步，在所述步骤S2之后，还包括以下步骤：

利用修正后的进气过滤器的能耗值，分别计算各个时间段内进气过滤器能耗的均值；并计算各个时间段内进气过滤器能耗的均值相对初始时间段的进气过滤器能耗的均值的增加量及增加率。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过计算进气过滤器能耗的增加量和增加率，为用户选择进气过滤器提供了进一步的参考依据。

进一步，在所述步骤S2之后，还包括以下步骤：

根据进气过滤器的效率，分别计算各个时间段内进气过滤器效率的均值；并计算所有时间段内进气过滤器效率的均值。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过计算进气过滤器效率的均值，为用户选择进气过滤器提供了进一步的参考依据。

进一步，所述第一压力测定计、第二压力测定计、第一粒子计数器、第二粒子计数器、风量传感器及风机功率计在同一时间段内的测定时间间隔均为10、20或30分钟。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的燃气轮机进气过滤器的性能检测分析方法的流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的燃气轮机进气过滤器的性能检测分析方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

如图1所示，本实施例提供了一种燃气轮机进气过滤器的性能检测分析方法，其利用燃气轮机进气过滤系统的对比测试系统测试进气过滤器的性能参数，所述燃气轮机进气过滤系统的对比测试系统包括多个测试通道，所述测试通道由按照空气流动方向依次布置的进气过滤器和引风机构成，该方法包括以下步骤：

S1：数据采集

利用第一压力测定计同步测定每个所述进气过滤器在多个时间段内的位于个所述进气过滤器进风口处的空气压力，获得不同时间段内的各个时间点的每个所述进气过滤器进风口处的空气压力值，记为第一空气压力值；同时，利用第二压力测定计同步测定每个所述进气过滤器在所述多个时间段内的位于所述进气过滤器出风口处的空气压力，获得不同时间段内的各个时间点的每个所述进气过滤器出风口处的空气压力值，记为第二空气压力值；同时，利用风量传感器同步测定每个所述进气过滤器在所述多个时间段内的位于所述进气过滤器出风口处的空气流量，获得不同时间段内的各个时间点的每个所述进气过滤器出风口处的空气流量值；

S2：修正进气过滤器的阻力

根据测得的第一空气压力值、第二空气压力值及空气流量值对各个所述进气过滤器的阻力进行修正，获得修正后的进气过滤器的阻力。

由于风机不能实现对风量的精确控制，导致不同测试通道的风量不相同，阻力与风量相关，能耗和阻力相关，在进行阻力和能耗分析时，需对之进行修正，以消除不同测试通道中的风量不同对进气过滤器的阻力造成的影响，便于获得更为准确的进气过滤器的阻力和能耗。

其中的步骤S2中的根据测得的第一空气压力值、第二空气压力值及空气流量值对各个进气过滤器的阻力进行修正的计算公式为：ΔP＝[(P1-P2)/Q2]*Q1，其中，ΔP为修正后的进气过滤器阻力值，P1为同一时间点的第一空气压力值，P2为同一时间点的第二空气压力值，Q1为同一时间点的空气流量值，Q为引风机的额定风量值。

所述步骤S1还包括利用风机功率计同步测定每个引风机在所述多个时间段内的运行功率，获得不同时间段内的各个时间点的每个引风机的运行功率值的步骤，其中，所测量得到引风机的运行功率即为相应进气过滤器的能耗；所述步骤S1之后还包括根据测得的空气流量值对进气过滤器的能耗进行修正，获得修正后的进气过滤器的能耗的步骤。所述根据引风机的运行功率值、测得的空气流量值对进气过滤器的能耗进行修正的计算公式为：W＝(W1/Q1)*Q，其中，W为修正后的进气过滤器的能耗值，W1为同一时间点的引风机的运行功率值，Q1为同一时间点的空气流量值，Q为引风机的额定风量值。

所述步骤S1还包括以下步骤：利用第一粒子计数器同步测定每个所述进气过滤器在所述多个时间段内的位于所述进气过滤器进风口处的空气粒子数，获得不同时间段内的各个时间点的每个所述进气过滤器进风口处的空气粒子数，记为第一空气粒子数；同时，利用第二粒子计数器同步测定每个所述进气过滤器在所述多个时间段内的位于所述进气过滤器出风口处的空气粒子数，获得不同时间段内的各个时间点的每个所述进气过滤器出风口处的空气粒子数，记为第二空气粒子数；所述步骤S1之后还包括根据测得的所述第一空气粒子数、第二空气粒子数计算所述进气过滤器的效率的步骤。所述根据测得的所述第一空气粒子数、第二空气粒子数计算所述进气过滤器的效率的计算公式为：η＝(G1-G2)/G1，其中，η为进气过滤器的效率，G1为同一时间点的第一空气粒子数，G2为同一时间点的第二空气粒子数。

在所述步骤S2之后，还包括以下步骤：利用修正后的进气过滤器的阻力值，分别计算各个时间段内进气过滤器阻力的均值；并计算各个时间段内进气过滤器阻力的均值相对初始时间段的进气过滤器阻力的均值的增加量及增加率。

在所述步骤S2之后，还包括以下步骤：利用修正后的进气过滤器的能耗值，分别计算各个时间段内进气过滤器能耗的均值；并计算各个时间段内进气过滤器能耗的均值相对初始时间段的进气过滤器能耗的均值的增加量及增加率。在所述步骤S2之后，还包括以下步骤：根据进气过滤器的效率，分别计算各个时间段内进气过滤器效率的均值；并计算所有时间段内进气过滤器效率的均值。

需要说明的是，上述步骤S1中数据采集的时间间隔可为10、20或30分钟等，具体可根据实际情况进行选择。

实施例二

如图2所示，本实施例提供了一种优选的燃气轮机进气过滤器的性能检测分析方法，具体包括以下步骤：

T1：数据采集

按照实施例一描述的步骤S1的过程采集数据，分别获得第一空气压力值、第二空气压力值、空气流量值、引风机的运行功率值、第一空气粒子数及第二粒子计数。

T2：修正阻力及能耗

按照实施例一所述的步骤S2的步骤，即根据测得的第一空气压力值、第二空气压力值及空气流量值对各个所述进气过滤器的阻力进行修正，获得修正后的进气过滤器的阻力，进气过滤器的阻力的修正公式在实施例一中已有描述，在此不再赘述。

并根据引风机的运行功率值、测得的空气流量值对进气过滤器的能耗进行修正，获得修正后的进气过滤器的能耗值，能耗的修正公式在实施例一中已有描述，在此不再赘述。

T3：数据处理与分析

该数据处理与分析具体包括阻力分析、能耗分析及效率分析。

其中的阻力分析具体包括：根据获得的修正后的进气过滤器的阻力值，分别计算各个时间段内进气过滤器阻力的均值，获得每个时间段内的进气过滤器的阻力均值，例如若一个时间段为一天，则获得的为日均阻力；并计算各个时间段内进气过滤器阻力的均值相对初始时间段的进气过滤器阻力的均值的增加量及增加率。

其中的能耗分析具体包括：利用修正后的进气过滤器的能耗值，计算各个时间段内进气过滤器能耗的均值，例如若一个时间段为一天，则获得的为日均能耗；并计算各个时间段内进气过滤器能耗的均值相对初始时间段的进气过滤器能耗的均值的增加量及增加率。

其中的效率分析具体包括：根据进气过滤器的效率，分别计算每个时间段内进气过滤器效率的均值，并计算所有时间段内进气过滤器效率的均值，例如，若一个时间段为一天，共测试21个时间段，即为21天，则需要计算21天的进气过滤器的均值。

T4：根据需求选取合适过滤器

在上述数据处理与分析的基础上，进行过滤器性能比对，用户可以根据自己的需求，选择合适的过滤器。

为便于理解本实施例提供的优选的燃气轮机进气过滤器的性能检测分析方法，下述给出了本实施例的其中一个实施方式。

其中的时间段可以天为计算单位，第一压力测定计、第二压力测定计、第一粒子计数器、第二粒子计数器、风量传感器及风机功率计在同一时间段内的测定时间间隔可均为10分钟。

本实施方式选取三个过滤器分别置于三个测试通道中进行对比测试，测试周期为21天，即测试了21个时间段，每个时间段为1天，每天测试的时间间隔为10分钟，并根据进气过滤器阻力修正公式分别计算三个进气过滤器的阻力值，根据进气过滤器能耗修正公式分别计算三个进气过滤器的能耗值，根据进气过滤器效率的计算公式分别计算三个进气过滤器的效率。根据上述修正后的阻力分别计算每天的三个进气过滤器的阻力的均值，并根据上述修正后的能耗分别计算每天的三个进气过滤器的能耗的均值，并根据过滤器的效率计算每天的三个进气过滤器的效率的均值。经过上述计算获得日均阻力、日均能耗和日均效率数值，具体如表1所示，对表1的数据进行处理得到阻力、能耗、效率的增加率等数据如表2所示。

表1

表2

如表2所示，从进气过滤器的阻力性能来看，进气过滤器2的阻力增加量和阻力增加率最大，进气过滤器3的阻力增加量和阻力增加率最小；从进气过滤器的能耗性能来看，进气过滤器3的初始能耗最小，进气过滤器1的能耗增加率最小；从进气过滤器的效率性能来看，进气过滤器1的平均效率最高，进气过滤器2的平均效率最低。从用户角度考虑，应该选择初始阻力小、阻力增加率小，能耗低且平均效率较高的进气过滤器，但由于实际情况限制，一种进气过滤器往往不能同时满足上述所有要求，用户可以根据自己实际的情况，优选出适合自己的进气过滤器。此例中，用户若注重进气过滤器达到报警压差的运行时间长短，可以选择进气过滤器3，该进气过滤器的初始阻力最小，阻力增加率和增加量也最小，达到报警压差的运行时间较长；若注重空气污染物对进气过滤器后压气机叶片的污染情况，可以选择进气过滤器1，该进气过滤器具有较高的平均效率，且阻力和能耗方面的性能表现中等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。