توربینهای گازی به طور گسترده در تولید برق، هوانوردی، نفت و گاز و کاربردهای دریایی مورد استفاده قرار میگیرند، اما عملکرد قابل اعتماد آنها به شدت به اثربخشی فیلتراسیون هوای ورودی بستگی دارد. این ماشینها بر اساس چرخه برایتون کار میکنند، هوای اتمسفر را میکشند، آن را فشرده میکنند، با سوخت مخلوط میکنند و آن را مشتعل میکنند تا توربین را به حرکت درآورند. اجزای دقیق داخلی به راحتی توسط آلایندههای موجود در هوا آسیب میبینند.
پرههای کمپرسور و توربین مهمترین و آسیبپذیرترین اجزای توربین گازی هستند. آنها باید سرعتهای چرخشی تا ۱۰,۰۰۰ دور در دقیقه و دماهای تا ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد را تحمل کنند، به همین دلیل سطوح آنها معمولاً با مواد زیرکونیوم و سرامیکی پوشش داده میشود تا دوام آنها افزایش یابد. آلودگی ناشی از ذرات جامد، نمک یا آئروسل میتواند راندمان را کاهش داده و باعث آسیب مکانیکی جدی شود و هزینههای نگهداری را به شدت افزایش دهد.
یک توربین گازی با اندازه متوسط تا ۱ میلیون متر مکعب هوا در ساعت میکشد. بدون فیلتراسیون، آلایندههای ریز مستقیماً به پرهها برخورد کرده و منجر به گرفتگی، خوردگی و افت عملکرد میشوند.
برای مقابله با شرایط عملیاتی مختلف، سیستمهای ورودی توربین گازی معمولاً ترکیبی از مراحل فیلتراسیون، سیستمهای خود تمیز شونده، خنککننده تبخیری و تجهیزات ضد یخ زدگی را ترکیب میکنند. پیکربندی بسته به محیط، چه بیابانی، ساحلی، فراساحلی، استوایی یا قطبی، به طور قابل توجهی متفاوت است.
| نوع سیستم | ویژگیهای قابل اجرا | عملکرد اصلی |
|---|---|---|
| سیستم خود تمیز شونده پالس | محیطهای غبارآلود | ذرات انباشته شده روی سطوح فیلتر را از طریق هوای پالس دار حذف میکند |
| سیستم ورودی استاتیک | شرایط نسبتاً تمیز یا خاص عملیاتی | محافظت پایدار چند مرحلهای فیلتراسیون را فراهم میکند |
| مرحله فیلتراسیون HEPA | محافظت با دقت بالا | ذرات ریز را جذب میکند، از پرهها محافظت میکند و مصرف سوخت را بهینه میکند |
سیستمهای خود تمیز شونده پالس برای محیطهای غبارآلود مناسب هستند، در حالی که سیستمهای ورودی استاتیک محافظت پایدار چند مرحلهای را در شرایط تمیزتر یا خاص فراهم میکنند. مراحل HEPA در مواردی که محافظت با دقت بالا مورد نیاز است استفاده میشود.
با پیشرفت فناوری توربین گازی، الزامات کیفیت هوای ورودی به طور فزایندهای سختگیرانه شده است. فیلتراسیون با راندمان بالا، از جمله فیلترهای کلاس HEPA که به عنوان یک مانع نهایی استفاده میشوند، یک روش رایج برای محافظت از پرهها و کاهش مصرف سوخت است. هنگام انتخاب تجهیزات، اپراتورها باید سطوح فیلتراسیون را با ترکیب ذرات و رطوبت محل تطبیق دهند تا از عملکرد طولانی مدت و بدون دردسر پشتیبانی کنند.