本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)空氣進(jìn)氣系統(tǒng)領(lǐng)域，可以擴(kuò)展到使用一般通風(fēng)過(guò)濾器的旋轉(zhuǎn)機(jī)械、暖通等領(lǐng)域，具體涉及一種評(píng)價(jià)燃機(jī)輪機(jī)空氣進(jìn)氣過(guò)濾器抗?jié)裥阅艿姆椒ê脱b置。
背景技術(shù)：
：傳統(tǒng)評(píng)價(jià)一般通風(fēng)過(guò)濾器的方法和依據(jù)主要按照GB14295(空氣過(guò)濾器)、EN779(一般通風(fēng)過(guò)濾器-過(guò)濾性能的測(cè)定)、ASHRAE52.2(根據(jù)顆粒大小的效率測(cè)試一般通風(fēng)過(guò)濾器的方法)和ISO29461-1-2013(一般通風(fēng)過(guò)濾器-過(guò)濾性能的測(cè)定)等標(biāo)準(zhǔn)，隨著濾紙技術(shù)和生產(chǎn)工藝的進(jìn)步，傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中阻力、效率和容塵量等評(píng)價(jià)方法已經(jīng)無(wú)法滿足生產(chǎn)的實(shí)際需要，特別當(dāng)過(guò)濾器在較高濕度的環(huán)境中使用時(shí)。燃機(jī)空氣進(jìn)氣過(guò)濾器作為外界空氣進(jìn)入燃機(jī)的唯一一道防線，對(duì)燃機(jī)安全運(yùn)行和工作效率有著舉足輕重的影響。我國(guó)地面燃機(jī)主要分布在油氣管道沿線以及京津、長(zhǎng)三角、珠三角等地區(qū)，其進(jìn)氣過(guò)濾系統(tǒng)普遍存在遇潮濕天氣阻力急劇升高的現(xiàn)象，致使燃機(jī)被迫降負(fù)荷運(yùn)行或者停機(jī)。究其原因在于一直以來(lái)缺失過(guò)濾器抗?jié)裥阅茉u(píng)價(jià)的方法和標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致沒(méi)有辦法針對(duì)高濕環(huán)境評(píng)價(jià)或選用抗?jié)裥阅茌^好的過(guò)濾器。當(dāng)抗?jié)裥阅茌^差的過(guò)濾器在低溫季節(jié)以及高濕天氣運(yùn)行時(shí)，由于高速氣流經(jīng)過(guò)濾器時(shí)被攔截下的液態(tài)霧滴和節(jié)流效應(yīng)析出液態(tài)水的綜合作用，導(dǎo)致過(guò)濾器壓差短時(shí)間大幅升高，嚴(yán)重影響機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。過(guò)濾器抗?jié)裥阅艿脑u(píng)價(jià)方法無(wú)論在國(guó)際還是在國(guó)內(nèi)都屬于空白，故本專(zhuān)利的方法對(duì)解決燃機(jī)進(jìn)氣過(guò)濾器面臨的“濕堵”難題、規(guī)范空氣過(guò)濾器制造廠家的生產(chǎn)都具有重要的意義。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有過(guò)濾器檢測(cè)技術(shù)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的缺失，本發(fā)明第一目的在于提供一種能夠評(píng)價(jià)燃機(jī)進(jìn)氣空氣過(guò)濾器抗?jié)裥阅艿姆椒?，從過(guò)濾器本身入手，量化過(guò)濾器阻力受高濕空氣脅迫時(shí)隨時(shí)間的變化過(guò)程，以此來(lái)評(píng)價(jià)過(guò)濾器抗?jié)裥阅艿膬?yōu)劣；本發(fā)明第二目的在于提供一種評(píng)價(jià)燃機(jī)輪機(jī)空氣進(jìn)氣過(guò)濾器抗?jié)裥阅艿难b置。上述目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種評(píng)價(jià)燃機(jī)輪機(jī)空氣進(jìn)氣過(guò)濾器抗?jié)裥阅艿姆椒ǎ簩⒓訚窨諝膺B續(xù)通過(guò)待測(cè)試進(jìn)氣過(guò)濾器，實(shí)時(shí)測(cè)定待測(cè)定過(guò)濾器進(jìn)氣側(cè)與出氣側(cè)的壓力差，即待測(cè)試過(guò)濾器進(jìn)氣阻力ΔP，再將阻力ΔP根據(jù)公式1修正成ΔP1.203，根據(jù)進(jìn)氣過(guò)濾器在設(shè)定時(shí)間內(nèi)ΔP1.203的變化值或ΔP1.203達(dá)到設(shè)定數(shù)值經(jīng)歷的時(shí)間對(duì)進(jìn)氣過(guò)濾器劃分等級(jí)，評(píng)價(jià)進(jìn)氣過(guò)濾器抗?jié)裥阅?；公?如下：其中，ρ1.203＝1.203kg/m3，u1.203＝17.853×10-6Pa·s，ρ和u分別根據(jù)公式2和公式3計(jì)算：其中，pv根據(jù)公式4計(jì)算：其中，為加濕空氣的相對(duì)濕度，ps根據(jù)公式5計(jì)算：其中，公式2、3、5中的t和p代表加濕空氣的溫度和壓力；上述公式1指數(shù)中n的計(jì)算方法為：測(cè)得進(jìn)氣過(guò)濾器入口處的空氣體積流量qv和進(jìn)氣過(guò)濾器阻力ΔP，根據(jù)公式Δp＝c(qv)n、c＝k×u2-n×ρn-1，用最小二乘法求得；其中，k為常數(shù)。進(jìn)一步地，相對(duì)濕度為的加濕空氣經(jīng)過(guò)相對(duì)濕度為的未加濕空氣加濕而得，加濕量ml通過(guò)公式6計(jì)算確定：ml＝qvρ0(d-d0)(公式6)其中，qv為未加濕空氣的體積流量，d0和d分別為未加濕空氣和加濕空氣的含濕量，依次通過(guò)公式7和公式8計(jì)算得到；ρ0為未加濕空氣的密度，通過(guò)公式9計(jì)算得到；其中，ps0和ps通過(guò)公式10和公式11計(jì)算得到：其中，公式7、8、9中的p0和p分別代表未加濕空氣和加濕空氣的壓力；公式10和公式11中t0和t分別代表未加濕空氣和加濕空氣的溫度。進(jìn)一步地，加濕空氣的相對(duì)濕度大于95％。設(shè)定時(shí)間優(yōu)選為0.5-10小時(shí)，也可以根據(jù)實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)定相應(yīng)值；所述設(shè)定數(shù)值優(yōu)選為200-800Pa，也可以根據(jù)實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)定相應(yīng)數(shù)值。一種評(píng)價(jià)燃機(jī)輪機(jī)空氣進(jìn)氣過(guò)濾器抗?jié)裥阅艿难b置：包括大氣進(jìn)氣室、濕空氣預(yù)混室、待測(cè)過(guò)濾器管段、流量計(jì)和風(fēng)機(jī)；所述大氣進(jìn)氣室內(nèi)布置有壓力、溫度、濕度傳感器，大氣進(jìn)氣室與濕空氣預(yù)混室之間通過(guò)管道連接，管道內(nèi)設(shè)有由多個(gè)霧化噴嘴組成的大氣加濕器；所述待測(cè)過(guò)濾器管段與濕空氣預(yù)混室相連，內(nèi)部布置有待測(cè)過(guò)濾器，待測(cè)過(guò)濾器之前和之后分別布置有壓力、溫度、濕度傳感器；所述待測(cè)過(guò)濾器管段之后的管道內(nèi)設(shè)有流量計(jì)和風(fēng)機(jī)。進(jìn)一步地，所述大氣進(jìn)氣室的進(jìn)氣面布置有過(guò)濾器。進(jìn)一步地，所述大氣進(jìn)氣室內(nèi)布置有一次回風(fēng)系統(tǒng)。進(jìn)一步地，所述大氣加濕器連接有PID控制器。進(jìn)一步地，霧化噴嘴的布置方向與大氣流動(dòng)方向相反。進(jìn)一步地，所述待測(cè)過(guò)濾器管段設(shè)有觀察窗。進(jìn)一步地，所述風(fēng)機(jī)為軸流風(fēng)機(jī)。本發(fā)明的有益效果：1、本發(fā)明提供的方法在國(guó)內(nèi)和國(guó)際上均屬于第一次提出，從過(guò)濾器本身入手，量化過(guò)濾器阻力受高濕空氣脅迫時(shí)隨時(shí)間的變化過(guò)程，以此來(lái)評(píng)價(jià)過(guò)濾器抗?jié)裥阅艿膬?yōu)劣，該方法適用于一般通風(fēng)過(guò)濾器的評(píng)價(jià)，對(duì)解決燃機(jī)進(jìn)氣過(guò)濾器面臨的“濕堵”難題、規(guī)范空氣過(guò)濾器制造廠家的生產(chǎn)都具有重要的意義；2、本發(fā)明提供的裝置選用臥式系統(tǒng)，布置合理，可保證水霧與空氣充分快速混合，可靠地用于研究評(píng)價(jià)燃機(jī)輪機(jī)空氣進(jìn)氣過(guò)濾器抗?jié)裥阅?。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明評(píng)價(jià)方法的邏輯框圖；圖2為本發(fā)明評(píng)價(jià)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為抗?jié)裥阅茏兓€；圖2中，1-進(jìn)氣面(布置高效過(guò)濾器)；2-大氣進(jìn)氣室(可含一次回風(fēng)系統(tǒng))；3-大氣壓力、溫度、濕度傳感器；4-霧化噴嘴；5-PID控制器；6-濕空氣預(yù)混室；7-濾前壓力、溫度、濕度傳感器；8-待測(cè)過(guò)濾器管段；9-觀察窗；10-濾后壓力、溫度、濕度傳感器；11-流量計(jì)；12-軸流風(fēng)機(jī)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖具體介紹本發(fā)明的技術(shù)方案。一種評(píng)價(jià)燃機(jī)輪機(jī)空氣進(jìn)氣過(guò)濾器抗?jié)裥阅艿姆椒ǎ簩⒓訚窈蟮目諝饨?jīng)過(guò)進(jìn)氣過(guò)濾器，測(cè)得進(jìn)氣過(guò)濾器阻力ΔP，再將阻力ΔP根據(jù)公式1修正成ΔP1.203，根據(jù)進(jìn)氣過(guò)濾器在一定時(shí)間內(nèi)ΔP1.203的變化值或ΔP1.203達(dá)到一定數(shù)值經(jīng)歷的時(shí)間對(duì)進(jìn)氣過(guò)濾器劃分等級(jí)，評(píng)價(jià)進(jìn)氣過(guò)濾器抗?jié)裥阅?。試?yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)按標(biāo)準(zhǔn)空氣密度1.203kg/m3進(jìn)行修正，此密度對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的大氣經(jīng)加濕達(dá)到飽和狀態(tài)下的密度。試驗(yàn)驗(yàn)證，空氣密度在1.16kg/m3～1.24kg/m3間時(shí)不需修正。公式1如下：其中，ρ1.203＝1.203kg/m3，u1.203＝17.853×10-6Pa·s，ρ為溫度t(℃)、大氣壓p(Pa)和相對(duì)濕度下的空氣密度(kg/m3)，根據(jù)公式2計(jì)算；u為溫度t(℃)下的動(dòng)力粘度(Pa·s)，根據(jù)公式3計(jì)算：其中，pv為空氣中的水蒸汽分壓，根據(jù)公式4計(jì)算：其中，為加濕空氣的相對(duì)濕度；ps(Pa)為空氣溫度t(℃)時(shí)的飽和蒸汽壓，根據(jù)公式5計(jì)算：其中，公式2、3、5中的t和p代表加濕空氣的溫度和壓力；上述公式1指數(shù)中n的計(jì)算方法為：測(cè)得進(jìn)氣過(guò)濾器入口處的空氣體積流量qv(單位m3/s)和進(jìn)氣過(guò)濾器阻力ΔP(單位Pa)，根據(jù)公式Δp＝c(qv)n、c＝k×u2-n×ρn-1，用最小二乘法求得；其中，k為常數(shù)；μ為氣體動(dòng)力粘度(單位Pa·s)；ρ為空氣密度(單位kg/m3)。最小二乘法計(jì)算方法為公知的計(jì)算方法，簡(jiǎn)單介紹如下：原式為冪函數(shù)取對(duì)數(shù)得到：lnΔp＝lnk+(2-n)lnu+(n-1)lnρ+nlnqvlnΔp-2lnu+lnρ＝lnk+n(lnqv+lnρ-lnu)在不同進(jìn)氣溫度下，可以獲得Δp、u、ρ和qv試驗(yàn)數(shù)據(jù)；可以確定簡(jiǎn)化的線性擬合函數(shù)：進(jìn)而通過(guò)最小二乘解求得n值。進(jìn)一步地，相對(duì)濕度為的加濕空氣經(jīng)過(guò)相對(duì)濕度為的未加濕空氣加濕而得，加濕量ml通過(guò)公式6計(jì)算確定：ml＝qvρ0(d-d0)(公式6)其中，qv為未加濕空氣的體積流量，d0和d分別為未加濕空氣和加濕空氣的含濕量，依次通過(guò)公式7和公式8計(jì)算得到；ρ0為未加濕空氣的密度，通過(guò)公式9計(jì)算得到；其中，ps0和ps通過(guò)公式10和公式11計(jì)算得到：其中，公式7、8、9中的p0和p分別代表未加濕空氣和加濕空氣的壓力；公式10和公式11中t0和t分別代表未加濕空氣和加濕空氣的溫度。一種評(píng)價(jià)燃機(jī)輪機(jī)空氣進(jìn)氣過(guò)濾器抗?jié)裥阅艿难b置，如圖2所示，包括大氣進(jìn)氣室、濕空氣預(yù)混室、待測(cè)過(guò)濾器管段、流量計(jì)和風(fēng)機(jī)；所述大氣進(jìn)氣室內(nèi)布置有壓力、溫度、濕度傳感器，大氣進(jìn)氣室與濕空氣預(yù)混室之間通過(guò)管道連接，管道內(nèi)設(shè)有由多個(gè)霧化噴嘴組成的大氣加濕器；所述待測(cè)過(guò)濾器管段與濕空氣預(yù)混室相連，內(nèi)部布置有待測(cè)過(guò)濾器，待測(cè)過(guò)濾器之前和之后分別布置有壓力、溫度、濕度傳感器；所述待測(cè)過(guò)濾器管段之后的管道內(nèi)設(shè)有流量計(jì)和風(fēng)機(jī)。其中，所述大氣進(jìn)氣室的進(jìn)氣面布置有過(guò)濾器；所述大氣進(jìn)氣室內(nèi)布置有一次回風(fēng)系統(tǒng)；所述大氣加濕器連接有PID控制器；霧化噴嘴的布置方向與大氣流動(dòng)方向相反；所述待測(cè)過(guò)濾器管段設(shè)有觀察窗；所述風(fēng)機(jī)為軸流風(fēng)機(jī)。評(píng)價(jià)動(dòng)態(tài)高中效過(guò)濾器實(shí)施案例：利用本發(fā)明臥式試驗(yàn)臺(tái)，待評(píng)價(jià)的過(guò)濾器A水平放置。室內(nèi)進(jìn)氣空氣溫度為20℃，相對(duì)濕度為65％，設(shè)定通風(fēng)流量為3400m3/h，預(yù)設(shè)空氣狀態(tài)為100％相對(duì)濕度飽和狀態(tài)。由該裝置根據(jù)進(jìn)氣空氣溫濕度計(jì)算和控制目標(biāo)空氣狀態(tài)所需加濕量的，由上述公式計(jì)算加濕量為6.85kg/h，使得進(jìn)氣空氣相對(duì)濕度達(dá)到100％。抗?jié)裥阅茏兓€如圖3，過(guò)濾器A初始?jí)翰顬?20Pa，經(jīng)歷三個(gè)小時(shí)濕空氣后壓差逐漸增大至320Pa。動(dòng)態(tài)高中效過(guò)濾器評(píng)價(jià)指標(biāo)(EF)如表1所示，根據(jù)EF＝f(Δp,ml,T)，ml＝6.85kg/h時(shí)，進(jìn)一步設(shè)定三小時(shí)壓差變動(dòng)數(shù)值EF0、EF1、EF2為150Pa、300Pa和500Pa三檔(此為經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)，推薦數(shù)值)。如低于三小時(shí)達(dá)到500Pa，則按照達(dá)到500Pa的時(shí)間分檔(時(shí)間和阻力，先到者為準(zhǔn))。過(guò)濾器A的抗?jié)裨囼?yàn)中三小時(shí)壓差升高200Pa，根據(jù)推薦評(píng)價(jià)指標(biāo)抗?jié)竦燃?jí)為EF1，抗?jié)裥阅茉谕?lèi)產(chǎn)品中為優(yōu)。表1動(dòng)態(tài)高中效過(guò)濾器評(píng)價(jià)指標(biāo)(ml＝6.85kg/h，RH＝100％)等級(jí)三小時(shí)壓差變化值(Pa)變化500Pa時(shí)間(h)評(píng)價(jià)EF0小于150優(yōu)+EF1小于300優(yōu)EF2小于500優(yōu)-EF3N/A2h≤T<3h良+EF4N/A1h≤T<2h良EF5N/A0.5h≤T<1h良-EF6N/A<0.5h差綜上，本發(fā)明實(shí)際應(yīng)用中包括如下四個(gè)步驟，邏輯如圖1所示：步驟1，確定本方法的測(cè)試裝置。前文所提及的國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中一般通風(fēng)過(guò)濾器的性能測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)均為水平布置的試驗(yàn)裝置。同樣在國(guó)內(nèi)發(fā)電用氣輪機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)多采用選用臥式系統(tǒng)，進(jìn)氣系統(tǒng)中的過(guò)濾器水平布置。本發(fā)明專(zhuān)利以水平布置的試驗(yàn)臺(tái)對(duì)抗?jié)裥阅茉囼?yàn)進(jìn)行描述，如圖2所示。試驗(yàn)臺(tái)中主要包含干空氣進(jìn)氣室、霧化裝置、濕空氣預(yù)混室、待測(cè)過(guò)濾器管段及軸流風(fēng)機(jī)。整套試驗(yàn)裝置采用負(fù)壓進(jìn)氣。為了保證水霧與空氣充分快速混合，噴嘴噴霧方向與干空氣氣流方向相反。霧化裝置包含潔凈水系統(tǒng)、高壓水泵、霧化噴嘴、傳感器(3和7)及PID控制系統(tǒng)。干空氣室(大氣進(jìn)氣室2)可為空氣自由進(jìn)氣，或設(shè)置回風(fēng)系統(tǒng)。濕空氣預(yù)混室6截面為方形，或漸擴(kuò)圓形截面。試驗(yàn)臺(tái)中有幾截方形風(fēng)道管段，安裝過(guò)濾器的管段(待測(cè)過(guò)濾器管段8)名義內(nèi)徑在616mm～622mm之間。該管段的最小長(zhǎng)度至少為待測(cè)過(guò)濾器深度的1.1倍。其他管段以利于試驗(yàn)為基準(zhǔn)。風(fēng)道材料應(yīng)導(dǎo)電并接地，并具有光滑的內(nèi)表面，且具有足夠的強(qiáng)度以保證工作壓力下不變形。為了觀察過(guò)濾器和設(shè)備，試驗(yàn)風(fēng)道中的局部可以采用透明的玻璃或塑料材料。步驟2，確定空氣進(jìn)氣溫度和流量。進(jìn)氣空氣的溫度和流量影響待測(cè)過(guò)濾器的壓差。本方法按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO8778，選擇空氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(ANR)(溫度為20℃、相對(duì)濕度為65％、壓力為0.1MPa、空氣的密度ρ＝1.185kg/m3)為基準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)空氣經(jīng)加濕達(dá)到飽和后，溫度為15.15℃，空氣密度為1.203kg/m3。對(duì)不同溫度下濕空氣的試驗(yàn)，過(guò)濾器差壓的修正見(jiàn)上述公式。前文所提及的國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中一般通風(fēng)過(guò)濾器的進(jìn)氣流量為3400m3/h。本發(fā)明中對(duì)一般通風(fēng)過(guò)濾器進(jìn)氣流量選用為3400m3/h，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可作為國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的有效補(bǔ)充。步驟3，進(jìn)行加濕量控制，模擬高濕環(huán)境。本發(fā)明測(cè)試裝置中包括PID控制加濕與霧化裝置，可實(shí)現(xiàn)相對(duì)濕度較大的未飽和濕空氣、飽和濕空氣及過(guò)飽和攜水霧空氣的精確控制，加濕量控制計(jì)算方法見(jiàn)上述公式。該步驟考慮到并可以滿足在不同濕度下對(duì)過(guò)濾器抗?jié)裥阅艿脑u(píng)價(jià)。根據(jù)大量研究試驗(yàn)，建議相對(duì)濕度控制大于95％。步驟4，過(guò)濾器阻力隨時(shí)間的變化進(jìn)行量化。以上三步確定之后，對(duì)待測(cè)過(guò)濾器樣品通濕空氣進(jìn)行測(cè)試，記錄過(guò)濾器阻力和時(shí)間的變化關(guān)系曲線。命名評(píng)價(jià)指標(biāo)為EF，則EF＝f(Δp,ml,T)，其中Δp為壓差變化值，定義時(shí)充分考慮過(guò)濾器的過(guò)濾效率；ml為加濕量，與環(huán)境溫濕度關(guān)系較大；T為到達(dá)一定阻力的時(shí)間，綜合過(guò)濾器過(guò)濾效率和完成本評(píng)價(jià)方法可承受的時(shí)間確定T的合理取值。過(guò)濾器阻力隨時(shí)間的變化進(jìn)行量化的意義在于可用于單個(gè)檢測(cè)樣品的評(píng)價(jià)，同樣可以用于多個(gè)檢測(cè)樣品的橫向比較。本發(fā)明提供的方法在國(guó)內(nèi)和國(guó)際上均屬于第一次提出，從過(guò)濾器本身入手，量化過(guò)濾器阻力受高濕空氣脅迫時(shí)隨時(shí)間的變化過(guò)程，以此來(lái)評(píng)價(jià)過(guò)濾器抗?jié)裥阅艿膬?yōu)劣，該方法適用于一般通風(fēng)過(guò)濾器的評(píng)價(jià)，對(duì)解決燃機(jī)進(jìn)氣過(guò)濾器面臨的“濕堵”難題、規(guī)范空氣過(guò)濾器制造廠家的生產(chǎn)都具有重要的意義；本發(fā)明提供的裝置選用臥式系統(tǒng)，布置合理，可保證水霧與空氣充分快速混合，可靠地用于研究評(píng)價(jià)燃機(jī)輪機(jī)空氣進(jìn)氣過(guò)濾器抗?jié)裥阅堋Ｉ鲜鰧?shí)施例的作用僅在于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，但并不以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3