بررسی استاندارد، بومی‌سازی و بهسازی عملکرد فیلتر ورودی هوای پالس توربین گاز

رحیمی, علیرضا

doi:10.22034/farayandno.2025.2074684.2023

بررسی استاندارد، بومی‌سازی و بهسازی عملکرد فیلتر ورودی هوای پالس توربین گاز

نوع مقاله : کاربردی

نویسنده

علیرضا رحیمی

کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، واحد مهندسی معکوس و ساخت کالا، پتروشیمی بوشهر، عسلویه، ایران

10.22034/farayandno.2025.2074684.2023

چکیده

پژوهش حاضر به بررسی استانداردها، اصول طراحی و فرآیند بومی‌سازی فیلتر ورودی هوای پالس توربین گاز، با تمرکز بر نمونه‌ای موفق در پتروشیمی بوشهر می‌پردازد. هدف اصلی، ساخت نمونه داخلی با عملکرد معادل فیلتر مرجع شرکت Camfil و کاهش هزینه‌های عملیاتی است. فرآیند بومی‌سازی با استخراج مشخصه‌های فنی فیلتر اصلی و به‌کارگیری پوشش نانوالیاف بر بستر تجاری بازار انجام شد. نتایج آزمایشگاهی نشان داد فیلتر بومی‌سازی‌شده ضمن دستیابی به کلاس فیلتراسیون F9، افت فشار را از ۴۲۲ به ۱۲۱ پاسکال کاهش داده و حدود ۷۱ درصد بهبود در مقاومت جریان هوا ایجاد کرده است. این ویژگی موجب کاهش مصرف توان و افزایش بازدهی توربین می‌شود. لایه نانوالیاف با تقویت فیلتراسیون سطحی، مانع انسداد داخلی بستر شده است. فیلتر بومی‌سازی‌شده با عملکردی پایدار، اقتصادی و قابل اتکا، ضمن کاهش هزینه ساخت و فراهم‌سازی دسترسی آسان‌تر به محصول، جایگزینی مناسب برای نمونه اصلی محسوب می‌شود.

کلیدواژه‌ها

Gas Turbine Pulse Air Intake Filter

Localization

Filtration Efficiency

Nanofiber Coating

Self-Cleaning

موضوعات

تجهیزات فرایندی (مبدل،کمپرسور، پمپ و...)

عنوان مقاله English

Review of Standards, Localization and Performance Improvement of Pulse Air Inlet Filters for Gas Turbines

نویسنده English

Alireza Rahimi

MSc in Mechanical Engineering, Reverse engineering and manufacturing unit, Bushehr, Iran petrochemical company, Asaluyeh

چکیده English

This study investigates the standards, design principles, and localization process of a pulse air inlet filter for gas turbines, focusing on a successful case at Bushehr Petrochemical Complex. The main objective was to develop a domestically manufactured filter with performance equivalent to the Camfil reference while reducing operational costs. Localization involved extracting the technical specifications of the original filter and applying an electrospun nanofiber coating onto commercial filter media. Experimental results showed that the localized filter achieved the F9 filtration class while reducing total pressure drop from 422 Pa to 121 Pa—approximately a 71% improvement in airflow resistance. This reduction directly decreases power consumption and enhances turbine efficiency. The nanofiber layer improved surface filtration, preventing deep clogging within the media. The localized filter demonstrated stable, economical, and reliable performance, offering lower manufacturing costs and easier accessibility, making it a suitable replacement for the original imported unit.

کلیدواژه‌ها English

Gas Turbine Pulse Air Intake Filter

Localization

Filtration Efficiency

Nanofiber Coating

Self-Cleaning

[1] M. P. Boyce, Gas Turbine Engineering Handbook. Oxford, UK: Butterworth-Heinemann, 2012.

[2] M. Wilcox, R. Baldwin, A. G. Hernandez, K. Brun, Guideline for Gas Turbine Inlet Air Filtration Systems. Texas, USA: Southwest Research Institute, 2010.

[3] A. El-Hadik, "On the Effect of Polluted Environment on the Gas Turbine Performance", Mansoura Engineering Journal, vol. 17, pp. 14-31, Sep 2021.

[4] S. Effiom, F. Abam, O. Ohunakin, "Performance modeling of industrial gas turbines with inlet air filtration system", Case Studies in Thermal Engineering, vol. 5, pp. 160-167, Mar 2015.

[5] T. Zhang, Z. Fu, H. Zhou, "Experimental Study of the Effect of Humidity on Air Filter Material Performance", Energies, vol. 16, no. 9, pp. 3626, Apr 2023.

[6] J. Alqallaf, N. Ali, J. Teixeira, A. Addali, "Solid Particle Erosion Behaviour and Protective Coatings for Gas Turbine Compressor Blades—A Review", Processes, vol. 8, pp. 984, Aug 2020.

[7] C. Akduman, V. Demirel, F. Tezcan, "Filter life comparison of different levels of nanofiber coated cleanable-surface filter for gas turbine", Journal of Applied Polymer Science, vol. 138, pp. 33, Apr 2021.

[8] European Committee for Standardization (CEN), Particulate air filters for general ventilation—Determination of the performance. EN 779:2012, 2012.

[9] ANSI/ASHRAE, "Method of Testing General Ventilation Air-Cleaning Devices for Effectiveness," ASHRAE Std. 52.2-2017, 2017.

[10] ISO, Air filters for use in general ventilation — Particulate air filter performance classification (ISO 16890 series), ISO 16890-1:2016, ISO 16890-2:2016, ISO 16890-3:2016, ISO 16890-4:2016, 2016.

[11] Camfil, "CAMPulse Filter Catalogue,"

[12] R. L. Loud and A. A. Slaterpryce, "Gas Turbine Inlet Air Treatment," General Electric Company, Schenectady, NY, Tech. Rep. GER-3419A, 1991.

[13] Ahlstrom Italy S.p.A., "90/40 E PE K WB2-G," Technical Datasheet, Mathi (Torino), Italy, Apr. 2012.

[14] R. S. Barhate, S. Ramakrishna, "Nanofibrous filtering media: Filtration problems and solutions from tiny materials", Journal of Membrane Science, vol. 296, no. 1–2, pp. 1–8, Jun 2007.

[15] C. Akduman, V. Demirel, and F. Tezcan, "Filter life comparison of different levels of nanofiber coated cleanable-surface filter for gas turbine," J. Appl. Polym. Sci., vol. 138, no. 33, art. 50820, 2021.

[16] J. Wertz and I. Schnieders, "Advantages of A New and Advanced Nanofiber Coating Technology for Filtration Media Compared to The Electrospinning Process," Hollingsworth & Vose Company Technical Brochure, Nov. 2008.