空气纳米生物自洁式低温变压膜静电除尘关键技术研究

柴 岩 ，许冬雷 ，缪 宏 ，夏云帆 ，周 旭 ，余文彬 ，周 兵

（1.扬州大学机械工程学院，江苏 扬州 225000；2.江苏东泽环保科技有限公司，江苏 无锡 214000）

0 引 言

燃气轮机是一种系统简单、新型环保高效、启停迅速的现代能源设备，主要以燃气和空气为工质，并且压缩空气还对高温热部件和润滑油起到通风冷却作用，其性能和运行可靠性受进口空气质量影响。一般来说，燃气机组工作时所需空气量是其燃料量的40～50 倍，而环境空气中往往充斥着各种杂质颗粒，杂质易在燃气轮机压气机叶片及通道沉积结垢，长时间积累，会对叶片造成侵入腐蚀伤害，影响机组的安全工作，还会加速燃气轮机性能老化，同时因缺乏空气质量和纯净度检测和监测系统，无法及时有效的进行反馈工作。为解决微粒堵塞平叶片冷却空气孔使叶片局部过热烧损的问题，采用低温变电纤维编织膜除尘技术，研究压气机气体流速与温度、空气湿度、膜材料与结构以及脉冲电压对除尘效率的影响规律，解决空中颗粒杂质直径大、含尘量多等问题，使除尘过滤等级达到H13。

1 低温变电纤维编织膜除尘技术

图1 纳米生物自洁式低温变压膜静电除尘设计方案

膜静电除尘装置的除尘效率主要受温度、电压和自洁程度的影响。为保证膜静电除尘高效工作，采用低温变电纤维编织膜除尘技术，研制具有脉冲供电与气体再循环冷却的轻质纤维编织膜高效卧式圆筒型静电除尘装置。纤维编织膜具有成本低、质量轻、抗拉强度大和抗腐蚀等特点。脉冲供电可避免出现反电晕现象，并节约电能。除尘器内气体温度通过经冷却器冷却的部分尾气进行调节。通过采用纤维编织膜、脉冲供电和温度调节，实现空气中颗粒杂质的直径＜0.3 μm，含尘量＜0.5 mg/Nm3，除尘过滤等级达到H13。

2 生物纳膜喷射抑尘技术

防止膜静电除尘装置集粉尘过多导致除尘效率下降，采用生物纳膜喷射抑尘技术，结合电磁激振清灰技术，研制电磁激振式生物纳膜自洁装置。生物纳膜具有强电荷吸附性，将其喷射在编织膜表面，能吸附和团聚小颗粒粉尘，进而聚合成大颗粒尘粒，自重增加而沉降，配合电磁激振，大幅度提高其自洁效率，解决自洁时间长、效率低和粉尘二次飞扬的问题，实现编织膜集尘性能的高效还原。

图2 纳米生物自洁式低温变压膜静电除尘技术路线

3 结 语

本文针对进气空气污染物对压气机叶片造成损伤问题，采用低温变电纤维编织膜除尘技术和生物纳膜喷射抑尘技术，结合电磁激振清灰技术，研制具有脉冲供电与气体再循环冷却的轻质纤维编织膜高效卧式圆筒型静电除尘装置，实现空气中颗粒杂质的直径＜0.3 μm，含尘量＜0.5 mg/Nm3，除尘过滤等级达到H13，编织膜集尘性能的高效还原，解决微粒堵塞平叶片冷却空气孔使叶片局部过热烧损、除尘效率下降等问题。