本發(fā)明屬于清潔能源機械，具體的說是一種用于燃氣輪機中的設(shè)備，特別是用于燃氣輪機輸入燃氣的過濾設(shè)備。

背景技術(shù)：

燃氣輪機是以連續(xù)流動的氣體為工質(zhì)帶動葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將燃料的能量轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ膬?nèi)燃式動力機械。燃氣輪機的燃料通常是采用天然氣或者輕柴油等。以天然氣等可燃氣體作為燃料時，高壓氣體和燃料在進入燃氣輪機前需要排除雜質(zhì)，避免雜質(zhì)堵塞噴嘴。如果噴嘴被堵塞，則需要將燃氣輪機停機，打開缸體進行清洗檢修，影響燃氣輪機的正常工作。

現(xiàn)有的燃氣過濾器分為前端過濾器和終端過濾器，前端過濾器對未加熱前的燃氣進行過濾，過濾后進入管道、加熱器、終端過濾再進入燃氣輪機。前端過濾是過濾的常溫氣體，過濾裝置簡單，但過濾后仍需要經(jīng)過加熱器和很長的管道才能進入燃氣輪機，有可能會在流動中會引入內(nèi)部雜質(zhì)，不利于燃氣輪機工作。終端過濾是在燃氣輪機的燃氣入口前，對加熱后的燃氣進行過濾，由于是過濾高溫壓力氣體，對過濾設(shè)備的要求比前端過濾高。

現(xiàn)有的終端過濾器有Y型終端過濾器，例如中國實用新型專利201120071104.3中公開了一種過濾裝置，具體涉及一種用于重型燃氣輪機的主燃料輸送管道的Y型過濾器，包括進口、出口和放置濾網(wǎng)的主體，其中進口和出口中心線同軸，主體與中心線之間的夾角為45度到55度，燃氣由過濾器的進口流入，經(jīng)過濾網(wǎng)從出口流出。其中的濾網(wǎng)的設(shè)計、材質(zhì)和過濾器結(jié)構(gòu)使其能夠在350℃，10MPa的工況下工作。類似的燃氣過濾器還如美國專利US2011/0265438A1所述。

然而，Y型終端過濾器的有效過濾面積有限，納污量比較小，而且通常采用編制網(wǎng)結(jié)構(gòu)(通常200目或300目)，穩(wěn)定性較差，并且Y型過濾器在溫度變化狀態(tài)下，濾芯膨脹和收縮時或者濾芯邊緣處產(chǎn)生縫隙，引起雜質(zhì)泄露。隨著燃氣輪機的容量不斷增加，Y型過濾器納污量小、過濾組件穩(wěn)定性差的不足也顯現(xiàn)出來。

為了解決大流量氣體的過濾，現(xiàn)有技術(shù)中使用的是筒狀過濾器。例如美國專利，專利號US6290743B1中公開了一種筒式高溫氣體過濾裝置。如圖1所示，包括筒體20，筒體由蓋30、中部32和底部40構(gòu)成，在筒體20頂部有過濾后的氣體出口36，筒體20側(cè)壁有進氣口25，底部40設(shè)有出灰口42。筒體內(nèi)部有多個過濾組件26，每個組件26包括若濾芯28，過濾組件26如圖2所示，包括底板121和焊接固定在底板121上的多孔介質(zhì)金屬濾芯120，每個多孔介質(zhì)金屬濾芯都具有底部122。在蓋30上設(shè)有觀測口44，用于在停機狀態(tài)下放入檢測工具，清洗進氣口46，用于在清洗時加入反向的氣體脈沖，沖洗濾芯。

然而該專利和類似的高溫氣體筒狀過濾設(shè)備并不是為過濾燃氣輪機入口處的天然氣或燃氣所設(shè)計，其設(shè)計參數(shù)、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)并不完全適用于燃氣輪機的終端過濾器。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)缺陷，提供一種過濾燃氣的筒式過濾器。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種燃氣輪機中用于過濾燃氣的筒式過濾器，包括筒狀的殼體，所述殼體包括蓋部和筒體，設(shè)置在所述殼體上的進氣口、出氣口，和設(shè)置在所述筒體內(nèi)的安裝板,其位于所述進氣口和所述出氣口之間,將筒體分隔為進氣空間和出氣空間，其中所述進氣空間與所述進氣口連通，所述出氣空間與所述出氣口連通，其特征在于，所述過濾器還包括：

濾芯，其數(shù)量大于5個，所述濾芯安裝在所述安裝板上，所述濾芯包括由燒結(jié)金屬纖維氈圍成的側(cè)壁，所述側(cè)壁的一端安裝有與所述安裝板連接的連接件，所述側(cè)壁的另一端安裝有底板，所述燒結(jié)金屬纖維氈過濾1-5微米(0.001-0.005mm)的所有固體顆粒去除99.5％，大于5微米(＞0.005mm)的去除100％；

所述各濾芯的表面積之和大于25㎡，濾芯的初始壓損小于0.05bar；

所述連接件通過外螺紋安裝在所述安裝板上對應(yīng)的內(nèi)螺紋孔中，所述連接件至少有部分內(nèi)壁的截面是多邊形；

所述濾芯和所述安裝板的設(shè)置使得燃氣從所述進氣空間經(jīng)過所述側(cè)壁流入所述出氣空間。

本發(fā)明的一些優(yōu)選技術(shù)方案如下:

優(yōu)選的，所述濾芯的數(shù)量大于等于62個，單個濾芯的過濾面積大于等于0.5㎡。

優(yōu)選的，所述濾芯位于所述進氣空間內(nèi)。

優(yōu)選的，在所示底板上設(shè)有與拆卸工裝配合的多邊形凸起或凹槽。

優(yōu)選的，在所述筒體內(nèi)壁上設(shè)有環(huán)形的凸臺，所述安裝板通過螺栓固定在所述凸臺上，所述安裝板和所述凸臺之間設(shè)有密封組件，所述安裝板的外側(cè)壁與所述筒體內(nèi)壁之間有間隙。

優(yōu)選的，所述蓋部和所述筒體通過螺栓固定在一起，所述蓋部和所述筒體之間設(shè)有密封部件，在所述蓋部上設(shè)有吊耳。

優(yōu)選的，所述筒體底部設(shè)有排污口，排污口上設(shè)有閥門。

優(yōu)選的，當進出口壓差超過0.5bar時報警。

優(yōu)選的，全部所述濾芯的過濾面積的總和大于等于A，并且小于等于1.5A，其中A滿足以下關(guān)系：

其中：α是濾芯的透氣性系數(shù)，單位通常采用㎡，β是慣性系數(shù)，單位通常采用m，s是過濾層厚度，單位通常采用m，V是流量，單位通常采用m³/s，ρ是流體密度，單位通常采用kg/m³，△p是濾芯兩側(cè)的壓降，單位通常采用Pa，A是濾芯過濾面積的總和，單位通常采用㎡，η是流體動力粘度，單位通常采用Pa·s。根據(jù)給定的設(shè)計壓降，可以得出濾芯的過濾總面積，在根據(jù)單個濾芯的過濾面積可以得出濾芯的數(shù)量。在此范圍內(nèi)的濾芯數(shù)量，既可以滿足設(shè)計壓降要求，也可以滿足燃氣流量的要求，同時還可以節(jié)約濾芯數(shù)量，降低設(shè)備成本。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：采用燒結(jié)金屬纖維氈工藝制造的濾芯穩(wěn)定性好，能夠在壓力3.5Mpa，溫度300℃左右的工作環(huán)境中工作，過濾掉高溫燃氣中的固體顆粒，大于10μm的顆粒物均可以有效過濾；并且過濾面積大，可以過濾的燃氣流量可以達到60000kg/h，進而可以選用過濾精度更大的濾芯；濾芯的納污量大，可以達到70g/㎡以上；耐高溫高壓，過濾精度高，壓力損失小，并且可以反復(fù)清洗，使用壽命長。濾芯和安裝板采用螺紋安裝，便于拆卸清洗，并且設(shè)置在連接件內(nèi)壁上的多邊形截面可以方便安裝工具與之配合，擰緊或松開連接件與安裝板之間的連接。在本發(fā)明的一些實施例中，通過合理的設(shè)置濾芯個數(shù)和單個濾芯面積以及過濾精度，可以有效的控制濾芯壓損在0.2bar以下，既保證了過濾精度，又符合燃氣輪機燃氣進口的壓力要求。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的示意圖。

圖2是圖1所示過濾器中過濾組件的示意圖。

圖3是本發(fā)明實施例中的流程圖。

圖4是上述實施例中過濾器的剖視圖。

圖5是上述實施例中濾芯的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合試驗例及具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明的一個實施例，如圖3所示，一種安裝在燃氣輪機燃氣進口附近的高溫燃氣過濾器，燃氣過濾器采用雙臺并聯(lián)的方式連接在燃氣輪機的燃氣入口上，2臺過濾器采用一備一用的方式設(shè)置，可以實現(xiàn)不停機檢修或清洗濾芯。

本實施例中的過濾器設(shè)計參數(shù)：天然氣流量最大值大約是79000kg/h(在3.5Mpa，200℃)，最小值大約是2566kg/h(在3.7Mpa，15℃)，正常值大約是66000kg/h(在3.5Mpa，200℃)，設(shè)計壓力5Mpa，設(shè)計溫度340℃，工作壓力3.5Mpa。要求過濾掉99.5％的1-5微米的固體顆粒以及100％的大于5微米的固體顆粒。

如圖4和圖5所示，本實施了的過濾器包括筒狀的殼體，殼體的內(nèi)徑為850mm，所述殼體包括蓋部1和筒體3，所述蓋部1和所述筒體3在外側(cè)壁上有配合法蘭，法蘭上有通孔2，在通孔2處蓋部1和筒體3通過螺栓固定在一起，所述蓋部1和所述筒3體之間設(shè)有密封部件，在所述蓋部1上設(shè)有吊耳10。在所述筒體3的下半部設(shè)有進氣口6，在所述筒體3的上半部設(shè)有出氣口9。在所述筒體3內(nèi)設(shè)置有安裝板5,其位于所述進氣口6和所述出氣口9之間,將筒體分隔為進氣空間和出氣空間，其中所述進氣空間與所述進氣口連通，所述出氣空間與所述出氣口連通。在所述筒體3內(nèi)壁上設(shè)有環(huán)形的凸臺4，所述安裝板5通過螺栓固定在所述凸臺4上，所述安裝板5和所述凸臺4之間設(shè)有密封組件，所述安裝板5的外側(cè)壁與所述筒體內(nèi)壁之間有間隙，用于安裝板受熱后的自由膨脹。所述筒體底部設(shè)有排污口7，排污口7上設(shè)有閥門，用于定期排放過濾掉的固體顆粒物。在所述安裝板5上安裝有濾芯8，濾芯8向下安裝，本實施例中使用的濾芯數(shù)量為62個，每個濾芯的尺寸為φ60×750mm，所述濾芯包括由燒結(jié)金屬纖維氈圍成的側(cè)壁12，單個濾芯的過濾面積約為0.5㎡，濾芯總過濾面積約為31㎡。濾芯的所述側(cè)壁12一端安裝有與所述安裝板連接的連接件13，所述側(cè)壁12的另一端安裝有底板11，所述燒結(jié)金屬纖維氈能夠過濾掉大于5μm的固體顆粒物；濾芯的壓損小于0.05bar。所述濾芯和所述安裝板的設(shè)置使得燃氣從所述進氣空間經(jīng)過所述側(cè)壁流入所述出氣空間。

本實施例的過濾器在清洗時，關(guān)閉兩端閥門，打開備用的過濾器，燃氣由備用過濾器進入燃氣輪機，可以實現(xiàn)在清洗過濾器的過程中燃氣輪機不停機。在清洗過程中，首先將過濾器的蓋部從筒體上移開，再將安裝板從筒體內(nèi)取出，卸下濾芯，逐一進行徹底的清洗。在本實施例中，所述連接件通過外螺紋安裝在所述安裝板上對應(yīng)的內(nèi)螺紋孔中，所述連接件至少有部分內(nèi)壁的截面是多邊形；在所示底板上設(shè)有與拆卸工裝配合的多邊形凸起或凹槽。連接件內(nèi)壁的多邊形用于與工裝配合將濾芯擰緊在安裝板上，在通過工裝旋轉(zhuǎn)連接件，使其松動后，可以旋轉(zhuǎn)底部的多邊形或凹槽使整個濾芯與安裝板分開，便于進行徹底的清洗。

在本實施例的過濾器中，在所述過濾器內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器，當進出口壓差超過0.5bar時報警。

上述實施例中的單根濾芯采用折波式結(jié)構(gòu)的金屬氈，濾芯的納污量可以達到37g/根左右，濾芯的總納污量可以達到2340g左右?？偧{污量的提升可以延長過濾器的有效工作時間。

本實施例的過濾器與燃氣輪機現(xiàn)有的Y型過濾器(過濾面積約為0.87㎡)相比，過濾面積增大了接近40倍；采用的不銹鋼金屬纖維燒結(jié)氈的穩(wěn)定性比現(xiàn)有的編織濾網(wǎng)濾芯更高；本實施例的過濾精度更高，在某些情況下可以達到3微米的精度，并且總納污量的更高，總納污量可以達到2343g左右，其綜合使用性能超過了現(xiàn)有的Y型過濾器，并且濾芯底部可以在殼體內(nèi)自由熱膨脹，也不會因為熱膨脹造成濾芯變形，產(chǎn)生縫隙泄漏，從而降低過濾精度的問題。