库伯12SGT天然气发动机空气过滤器的改造-上海联兵环保免费电话：400-600-5030

摘 要 我站于1989年从美国库伯(COOPER)工业公司引进了七套12SGT/SW64天然气发动机压缩机组,在十多年的运转中,发现其配置的废气涡轮增压器检修周期比较短,严重的影响了机组的正常运行,主要原因是由于空气过滤器造成的。本文主要讲述了12SGT天然气发动机配置的空气过滤器的改造,原机配置的空气过滤器是油浴式的,经过对其改造为干式过滤器后,取得了显著的效果。
关键词 油浴式空气过滤器 干式空气过滤器 改造
我站于1989年从美国库伯(COOPER)工业公司引进的七套12SGT/SW64气举增压机组主要用于中原油田分公司采油一厂文东油区气举采油的增压供气,驱动机12SGT为12缸废气涡轮增压中速天然气发动机,额定功率为2000HP,缸径为254mm(10英寸),冲程为266.7mm(10.5英寸),最高转速为990r/min。在运转过程中发现,废气涡轮增压器时常由于叶片积碳严重导致轴弯曲变形,进而导致废气涡轮增压器破坏。经过对产生这种结果的原因进行认真细致的分析,发现是由于空气过滤器影响的结果。原因是库伯(COOPER)工业公司配置的空气过滤器为油浴式,其原理是空气先经过油池后,再通过过滤网进入废气涡轮增压器的增压端入口,同时一部分油也被带进来,而废气涡轮增压器是在高温(500℃)、高转速(23000r/min)下工作的,进入废气涡轮增压器的油在如此高的温度下被分解成固态碳,附着在废气涡轮增压器叶片的表面,这样在高速旋转下动平衡受到破坏,导致轴弯曲变形,进而破坏废气涡轮增压器。
由于对废气涡轮增压器轴弯曲变形的原因有了比较清楚的了解,所以我们对12SGT天然气发动机配置的油浴式空气过滤器进行了改造,把过滤器由油浴式改为干式,改造后的空气过滤器现场使用后,取得了显著的效果,废气涡轮增压器的维修周期延长了3倍,节约资金20多万元。干式过滤器的原理是空气通过预滤芯后,再通过主滤芯,然后进入废气涡轮增压器的动力端入口,增压后供给天然气发动机。
干式空气过滤器的改造参考了美国空气过滤器公司(American Air Filter Company)的标准,并进行了设计计算。
CFM(立方英尺/分钟)排量计算公式:
CFM=B2×S×RPM×N/(K1×K2)
式中:B代表缸径,单位是英寸;
S代表冲程,单位是英寸;
RPM代表发动机转速,单位是r/min;
N代表:①发动机气缸的数量,②压缩机低压缸的数量;
K1代表2200:①带换气机的两拐发动机,
②四拐四冲程发动机或更多气缸的发动机;
1760:①泵换气的发动机,②单缸单作用的空气压缩机,③单缸双作用的空气压缩机,④两个或更多低压气缸的双作用的空气压缩机;
K2代表:①两循环发动机,值为1;②回循环发动机,值为2;③单作用压缩机,值为1;④双作用压缩机,值为1/2。
所以根据以上公式,库伯(COOPER)12SGT天然气发动机的CFM值也就为:
COOPER CFM =102×10.5×990×12/(2200×2)=2835立方英尺/分钟
合80.28立方米/分钟
针对我站现场情况及美国空气过滤器公司(American Air Filter Company)的标准,并且依据以上计算,我们选择Amer-Kleen Filter及Dualcel Filter组合的空气过滤器,滤芯分别为M80和XL60,数量为三个M80滤芯和三个XL60滤芯,M80作为预滤芯,XL60作为主滤芯,它们的设计数据分别见表1和表2。

Amer-Kleen Filter是一种可随意使用型的过滤器,其滤芯适用于恒稳空气流量的发动机,它通常作为预滤芯,用在主滤芯的前面。
Dualcel Filter硬铝芯网格式高效滤芯能适应繁重的工作条件,专门为工业旋转机械设计。滤芯边上为镀锌的金属边,能很好的保护滤芯,且能适应偶然的脉动及高达148.89℃(330 )的高温环境。
干式空气过滤器的结构示意图(见图1)。
 

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