一种舰用燃气轮机进气除盐和防冰防湿装置的制作方法

1.本发明涉及舰用燃气轮机技术领域，尤其涉及一种舰用燃气轮机进气除盐和防冰防湿装置。


背景技术：

2.绝大多数军用舰艇的动力装置都是采用燃气轮机，而燃气轮机是以空气为工作介质。众所周知，在海平面的空气中含有大量的钾、钠、钒等各种盐类物质，有时高达50ppm以上；舰艇燃气轮机燃料中一般都含有硫，一般为300ppm左右。
3.所有燃气轮机高温热部件都十分“惧怕”盐腐蚀。当空气中的盐与燃料中的硫在燃料燃烧时会生成硫酸盐，硫酸盐附着于燃气轮机的高温热部件上，会使高温热部件产生强烈的盐腐蚀，导致燃气轮机的工作寿命大幅缩短。因此，许多相关技术标准规定：在陆上工作的燃气轮机进气含盐量＜0.0015ppm。
4.由于盐极易溶于水，传统的设计是采用“除水即除盐”的办法。但是任何机械式气水分离效果都是有限的，尽管逐步发展成用2～3级甚至是4级的槽式导流片+凝聚式机械气水分离器，但是级数越多进气损失越大，所以目前舰艇燃气轮机进气含盐量一般只能做到＜0.01ppm。所以目前舰用燃气轮机运行寿命不及陆用的一半。
5.对于进气防冰防湿，目前采用的办法是将防冻液+海水喷洒到进气系统，然后再分离掉防冻液+海水。很显然，这样不仅增加了气水分离的难度，而且运行成本很高。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种舰用燃气轮机进气除盐和防冰防湿装置，实现进气除盐水平提高到＜0.0015ppm，而且不用防冻液也能有防冰防湿效果，进气压降＜750pa，运行费用低。
7.为实现上述目的，本发明采用的一种舰用燃气轮机进气除盐和防冰防湿装置，包括壳体、雨棚、湿膜式气水分离器、排水管、进气加热喷嘴组件、高效过滤器组件、大气温湿度传感器、加热后空气温湿度传感器、风道、抽气加热控制器、温控阀和关断阀，所述进气加热喷嘴组件和所述高效过滤器组件设置于所述壳体的内部，所述风道与所述壳体相连通，所述雨棚设置于所述壳体的外侧壁，所述湿膜式气水分离器设置于所述雨棚的下游，所述进气加热喷嘴在所述湿膜式气水分离器的下游，所述高效过滤器组件在所述进气加热喷嘴的下游，所述进气加热喷嘴与所述温控阀连接，所述温控阀与所述关断阀连接，所述温控阀和所述关断阀分别与所述抽气加热控制器连接，所述排水管贯穿所述壳体，所述大气温湿度传感器设置于所述壳体的外部，所述加热后空气温湿度传感器设置于所述高效过滤器组件上游。
8.其中，所述雨棚和所述湿膜式气水分离器分别呈二面或四面布置，利用舰艇甲板上有效空间，降低所述湿膜式气水分离器和所述高效过滤器组件的迎风面气流速度，提高气水分离效果，降低进气压力损失，气水分离后的盐水通过所述排水管排至所述壳体外。
9.其中，所述进气加热喷嘴给气水分离后的湿空气加热，使进气的相对湿度ф2≦62％rh，保证湿空气中的盐分子能自结晶成细微颗粒悬浮在空气中。
10.其中，在所述抽气加热控制器的控制下，当所述大气温湿度传感器测量到大气相对湿度ф1＜65％rh时，所述关断阀关闭，经过气水分离后的含盐空气经过所述高效过滤器组件滤除空气中的大部分盐粒，净化空气经风道进入箱装体和舰用燃气轮机消音器入口；
11.在所述抽气加热控制器的控制下，当所述大气温湿度传感器测量到大气相对湿度ф1＞65％rh时，所述关断阀开启，所述温控阀按设计速率缓慢打开，来自压气机的高温热气流通过所述进气加热喷嘴组件对湿膜后空气加热，迫使空气的相对湿度降低；当ф2的相对湿度＝62％rh时所述温控阀稳定在一定的开度不变；当所述大气温湿度传感器测量到大气相对湿度＜65％rh时，所述关断阀关闭，所述温控阀缓慢关闭，停止加热。
12.其中，所述高效过滤器组件过滤空气中0.1μm以上绝大部分固态盐粒，进气压力损失＜650pa，保证舰用燃气轮机进气除盐进气含盐总量＜0.0015ppm。
13.其中，进入所述高效过滤器组件的空气相对湿度ф2＜65％rh，可达到进气除盐、进气防冰防湿的双重效果，进气总压力损失＜750pa。
14.本发明的一种舰用燃气轮机进气除盐和防冰防湿装置，所述湿膜式气水分离器采用二面或四面布置，大幅降低所述湿膜式气水分离器和所述高效过滤器组件的迎风面气流速度，从而提高气水分离效果和过滤效率，降低进气压力损失，除盐净化后的空气通过所述风道，一部分进入所述燃气轮机箱装体用于通风冷却，一部分与所述用于燃料燃烧用气，所述加热喷嘴能适时适量地给气/水分离后的湿空气加热，使进气的相对湿度ф2≦62％rh，保证湿空气中的盐分子能自结晶成直径＞0.1μm的细微颗粒悬浮在空气中，所述高效过滤器组件的型号为：h12(en1822-2000)，能有效过滤掉空气中99.5％&0.1μm以上的盐粒，进气压力损失＜650pa，保证舰用燃气轮机进气除盐进气含盐总量＜0.0015ppm，舰用燃气轮机进气除盐和防冰防湿装置进气除盐效果高，最大进气压降＜750pa，具有进气防冰防湿的功能，运行成本低。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本发明的舰用燃气轮机进气除盐和防冰防湿装置的结构示意图。
17.1-壳体、2-雨棚、3-湿膜式气水分离器、4-排水管、5-加热喷嘴、6-过滤器、7-大气温湿度传感器、8-加热后空气温湿度传感器、9-风道、10-抽气加热控制器、11-温控阀、12-关断阀、13-燃气轮机箱装体、14-gt本体、15-进气消音器、16-通风机。
具体实施方式
18.请参阅图1，其中图1是舰用燃气轮机进气除盐和防冰防湿装置的结构示意图。
19.本发明提供了一种舰用燃气轮机进气除盐和防冰防湿装置，包括壳体1、雨棚2、湿膜式气水分离器3、排水管4、进气加热喷嘴组件5、高效过滤器组件6、大气温湿度传感器7、
加热后空气温湿度传感器8、风道9、抽气加热控制器10、温控阀11和关断阀12，所述进气加热喷嘴组件5和所述高效过滤器组件6设置于所述壳体1的内部，所述风道9与所述壳体1相连通，所述雨棚2设置于所述壳体1的外侧壁，所述湿膜式气水分离器3设置于所述雨棚2的下游，所述进气加热喷嘴5在所述湿膜式气水分离器3的下游，所述高效过滤器组件6在所述进气加热喷嘴5的下游，所述进气加热喷嘴5与所述温控阀11连接，所述温控阀11与所述关断阀12连接，所述温控阀11和所述关断阀12分别与所述抽气加热控制器10连接，所述排水管4贯穿所述壳体1，所述大气温湿度传感器7设置于所述壳体1的外部，所述加热后空气温湿度传感器8设置于所述高效过滤器组件6上游。
20.在本实施方式中，燃气轮机箱装体13的内部设置有gt本体14，进气消音器15与所述风道9固定连接，并位于所述风道9的下游，通风机16分别与所述风道9和燃气轮机箱装体13相连通；所述湿膜式气水分离器3采用二面或四面布置，大幅降低所述湿膜式气水分离器3和所述高效过滤器组件6的迎风面气流速度，从而提高气水分离效果和过滤效率，降低进气压力损失；除盐净化后的空气通过所述风道9，一部分进入所述燃气轮机箱装体13用于通风冷却，一部分与所述用于燃料燃烧用气；所述加热喷嘴5能适时适量地给气/水分离后的湿空气加热，使进气的相对湿度ф2≦62％rh，保证湿空气中的盐分子能自结晶成直径＞0.1μm的细微颗粒悬浮在空气中；所述高效过滤器组件6的型号为：h12(en1822-2000)，能有效过滤掉空气中99.5％&0.1μm以上的盐粒，进气压力损失＜650pa，保证舰用燃气轮机进气除盐进气含盐总量＜0.0015ppm，所述舰用燃气轮机进气除盐和防冰防湿装置进气除盐效果高，最大进气压降＜750pa，同时具有进气防冰防湿的功能，运行成本低。
21.进一步地，所述雨棚2和所述湿膜式气水分离器3分别呈二面或四面布置，利用舰艇甲板上有效空间，降低所述湿膜式气水分离器3和所述高效过滤器组件6的迎风面气流速度，提高气水分离效果，降低进气压力损失。气水分离后的盐水通过所述排水管4排至所述壳体1外。
22.进一步地，所述进气加热喷嘴5给气水分离后的湿空气加热，使进气的相对湿度ф2≦62％rh，保证湿空气中的盐分子能自结晶成细微颗粒悬浮在空气中。
23.进一步地，在所述抽气加热控制器10的控制下，当所述大气温湿度传感器7测量到大气相对湿度ф1＜65％rh时，所述关断阀12关闭，经过气水分离后的含盐空气经过所述高效过滤器组件6滤除空气中的大部分盐粒，净化空气经风道9进入燃气轮机箱装体13和进气消音器15的入口；
24.在所述抽气加热控制器10的控制下，当所述大气温湿度传感器7测量到大气相对湿度ф1＞65％rh时，所述关断阀12开启，所述温控阀11按设计速率缓慢打开，来自压气机的高温热气流通过所述进气加热喷嘴组件5对湿膜后空气加热，迫使空气的相对湿度降低；当ф2的相对湿度＝62％rh时所述温控阀11稳定在一定的开度不变；当所述大气温湿度传感器7测量到大气相对湿度ф1＜65％rh时，所述关断阀12关闭，所述温控阀11缓慢关闭，停止加热。
25.进一步地，所述高效过滤器组件6过滤空气中0.1μm以上绝大部分固态盐粒，进气压力损失＜650pa，保证舰用燃气轮机进气除盐进气含盐总量＜0.0015ppm。
26.进一步地，进入所述高效过滤器组件6的空气相对湿度ф2＜65％rh，可达到进气除盐、进气防冰防湿双重的效果，进气总压力损失＜750pa。
27.在本实施方式中，所述大气温湿度传感器7用于检测大气温湿度，所述加热后空气温湿度传感器8用于检测所述箱体内部的空气加热后的空气温湿度，在舰用燃气轮机在末达到全速前，或者所述大气温湿度传感器7测量到大气的相对湿度ф1＜65％rh，在所述抽气加热控制器10的控制下所述关断阀12关断，舰用燃气轮机进气经所述雨棚2
→
所述湿膜式气水分离器3
→
所述进气加热喷嘴组件5
→
所述高效过滤器组件6
→
所述风道9
→
进气消音器15
→
舰用燃气轮机。这时靠所述高效过滤器组件6能将进气含盐量控制在＜0.0015ppm；在舰用燃气轮机在达到全速后，并且当所述大气温湿度传感器7测量到大气的相对湿度ф1＞65％rh，在所述抽气加热控制器10控制下所述关断阀12打开，所述温控阀11按固定速率缓慢打开，来自舰用燃气轮机压气机的高压高温空气通过所述温控阀11
→
所述加热喷嘴5向经过所述湿膜气水分离器气水分离后的含盐湿空气加热，使湿空气中的盐分子自结晶成粒径＞0.1μm以上的盐粒；当湿空气的相对湿度ф2降低至62％rh，所述温控阀11稳定一个开度不变，加热后的空气经所述高效过滤器组件6
→
所述风道9
→
进气消音器15
→
舰用燃气轮机，这时靠所述高效过滤器组件6能将进气含盐量控制在＜0.0015ppm；当所述大气温湿度传感器7测量到大气的相对湿度ф1＜65％rh时，在所述抽气加热控制器10控制下所述温控阀11按设计速率缓慢关闭，然后所述关断阀12关闭，舰用燃气轮机进气经所述雨棚2
→
所述湿膜式气水分离器3
→
所述高效过滤器组件6
→
所述风道9
→
进气消音器15
→
舰用燃气轮机；独立的所述抽气加热控制器10保证在所述关断阀12在开启或关断时，对舰用燃气轮机原有控制系统没有任何冲击或不利影响，除盐净化后的空气同时给箱装体提供冷却空气。由于该装置能保证任何时候的进气相对湿度ф2＜65％rh，所以进气系统能防冰防湿，所述舰用燃气轮机进气除盐和防冰防湿装置可以全自动运行，整个装置的进气压力损失＜750pa。
28.以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

技术特征：
1.一种舰用燃气轮机进气除盐和防冰防湿装置，其特征在于，包括壳体(1)、雨棚(2)、湿膜式气水分离器(3)、排水管(4)、进气加热喷嘴组件(5)、高效过滤器组件(6)、大气温湿度传感器(7)、加热后空气温湿度传感器(8)、风道(9)、抽气加热控制器(10)、温控阀(11)和关断阀(12)，所述进气加热喷嘴组件(5)和所述高效过滤器组件(6)设置于所述壳体(1)的内部，所述风道(9)与所述壳体(1)相连通，所述雨棚(2)设置于所述壳体(1)的外侧壁，所述湿膜式气水分离器(3)设置于所述雨棚(2)的下游，所述进气加热喷嘴(5)在所述湿膜式气水分离器(3)的下游，所述高效过滤器组件(6)在所述进气加热喷嘴(5)的下游，所述进气加热喷嘴(5)与所述温控阀(11)连接，所述温控阀(11)与所述关断阀(12)连接，所述温控阀(11)和所述关断阀(12)分别与所述抽气加热控制器(10)连接，所述排水管(4)贯穿所述壳体(1)，所述大气温湿度传感器(7)设置于所述壳体(1)的外部，所述加热后空气温湿度传感器(8)设置于所述高效过滤器组件(6)上游。2.如权利要求1所述的舰用燃气轮机进气除盐和防冰防湿装置，其特征在于，所述雨棚(2)和所述湿膜式气水分离器(3)分别呈二面或四面布置，利用舰艇甲板上有效空间，降低所述湿膜式气水分离器(3)和所述高效过滤器组件(6)的迎风面气流速度，提高气水分离效果，降低进气压力损失，气水分离后的盐水通过所述排水管(4)排至所述壳体(1)外。3.如权利要求1所述的舰用燃气轮机进气除盐和防冰防湿装置，其特征在于，所述进气加热喷嘴(5)给气水分离后的湿空气加热，使进气的相对湿度ф2≦62％rh，保证湿空气中的盐分子能自结晶成细微颗粒悬浮在空气中。4.如权利要求3所述的舰用燃气轮机进气除盐和防冰防湿装置，其特征在于，在所述抽气加热控制器(10)的控制下，当所述大气温湿度传感器(7)测量到大气相对湿度ф1＜65％rh时，所述关断阀(12)关闭，经过气水分离后的含盐空气经过所述高效过滤器组件(6)滤除空气中的大部分盐粒，净化空气经风道进入箱装体和舰用燃气轮机消音器入口；在所述抽气加热控制器(10)的控制下，当所述大气温湿度传感器(7)测量到大气相对湿度ф1＞65％rh时，所述关断阀(12)开启，所述温控阀(11)按设计速率缓慢打开，来自压气机的高温热气流通过所述进气加热喷嘴组件(5)对湿膜后空气加热，迫使空气的相对湿度降低；当ф2的相对湿度＝62％rh时所述温控阀(11)稳定在一定的开度不变；当所述大气温湿度传感器(7)测量到大气相对湿度＜65％rh时，所述关断阀(12)关闭，所述温控阀(11)缓慢关闭，停止加热。5.如权利要求1所述的舰用燃气轮机进气除盐和防冰防湿装置，其特征在于，所述高效过滤器组件(6)过滤空气中0.1μm以上绝大部分固态盐粒，进气压力损失＜650pa，保证舰用燃气轮机进气除盐进气含盐总量＜0.0015ppm。6.如权利要求1所述的舰用燃气轮机进气除盐和防冰防湿装置，其特征在于，进入所述高效过滤器组件(6)的空气相对湿度ф2＜65％rh，可达到进气除盐、进气防冰防湿双重的效果，进气总压力损失＜750pa。

技术总结
本发明涉及舰用燃气轮机技术领域，具体涉及一种舰用燃气轮机进气除盐和防冰防湿装置。包括壳体、雨棚、湿膜式气水分离器、排水管、进气加热喷嘴组件、高效过滤器组件、大气温湿度传感器、加热后空气温湿度传感器、风道、抽气加热控制器、温控阀和关断阀。湿膜式气水分离器设置于雨棚的下游，进气加热喷嘴在湿膜式气水分离器的下游，高效过滤器组件在进气加热喷嘴的下游，加热后空气温湿度传感器设置于高效过滤器组件上游，进气加热喷嘴与温控阀连接。本舰用燃气轮机进气除盐装置进气除盐效果优于现有进气除盐装置的5～6倍，最大进气压降和运行成本不及现有进气除盐装置的50％，同时具有进气防冰防湿功能。进气防冰防湿功能。进气防冰防湿功能。


技术研发人员：陈仁贵 牛兵 陈磊
受保护的技术使用者：江苏风行动力科技有限公司
技术研发日：2023.08.08
技术公布日：2023/9/22