GBT 47621.1-2026 旋转式空气动力设备进气过滤系统 试验方法 第1部分：静态过滤元件标准立项发展报告

旋转式空气动力设备进气过滤系统试验方法第1部分：静态过滤元件标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:TestMethodsforIntakeAirFiltrationSystemsforRotatingAerodynamicEquipment—Part1:StaticFilterElements摘要关键词：旋转式空气动力设备；进气过滤系统；静态过滤元件；试验方法；标准化AbstractWiththecontinuousimprovementofoperationalreliabilityandenergyefficiencyrequirementsforrotatingaerodynamicequipment(suchasgasturbines,compressors,andlargefans)intheindustrialsector,theperformancequalityofintakeairfiltrationsystemsdirectlyaffectsequipmentsafety,maintenanceintervals,andservicelife.Currently,Chinalacksunifiedandsystematictestmethodstandardsinthefieldofintakeairfiltrationforrotatingaerodynamicequipment,particularlyintheperformanceevaluationofstaticfilterelements,whereprominentissuesexistincludinginconsistenttestconditions,uncleardeterminationcriteria,andpoorcomparabilityoftestresults.BasedontheprojectinitiationbackgroundandcompilationprocessofGB/T47621.1-2026,thisreportsystematicallyelaboratesonthecompilationprinciples,maintechnicalcontents,testmethodframework,andinnovationsofthestandard.Alignedwithinternationaladvancedtestsystemsandcombinedwithdomesticindustrialrealities,thestandardspecifiestheclassificationanddesignationofstaticfilterelements,requirementsfortestdevicesandinstruments,testconditionsandprocedures,calculationmethodsforperformanceparameters,andrequirementsfortestreports,aimingtoestablishaunifiedlaboratoryevaluationbenchmarkservingthefulllifecyclemanagementneedsofproductdesignselection,qualityacceptance,andoperationalmaintenance.ThereleaseandimplementationofthisstandardwilleffectivelyfillthegapatthenationalstandardlevelinthisfieldinChina,playingasignificantroleinpromotingthestandardizationofkeytechnicalindicatorsforfilterelements,facilitatingproductqualityimprovementandinternationalmutualrecognition,andsupportinghigh-qualitydevelopmentoftheindustry.Keywords:rotatingaerodynamicequipment;intakeairfiltrationsystem;staticfilterelements;testmethods;standardization1引言1.1研究背景旋转式空气动力设备是能源电力、石油化工、冶金矿山、轨道交通及公共设施等国民经济基础领域中广泛应用的关键动力装备。燃气轮机、轴流压缩机、离心式空压机等设备在运行过程中需要大量吸入环境空气，空气中悬浮的粉尘颗粒、盐雾、工业污染物及水分等杂质若未经有效过滤而直接进入设备流道，将导致叶片磨损、结垢、腐蚀及流道堵塞等一系列严重问题，直接影响设备的运行效率、安全性能和服役寿命。据统计，进气系统的过滤性能不佳所引发的设备故障占旋转式空气动力设备非计划停机事故的相当比例，由此造成的经济损失和维护成本不容忽视。进气过滤系统是旋转式空气动力设备的关键辅助系统之一，其核心功能是通过各级过滤元件的协同作用，将进入设备的空气洁净度控制在允许范围之内。依据过滤机理和工作方式的不同，过滤元件可分为静态过滤元件与脉冲反吹自清洁过滤元件两大类。其中，静态过滤元件（包括各级初效、中效及高效过滤器）凭借结构简单、运行可靠、维护方便等优势，在各类旋转式空气动力设备的进气过滤系统中得到广泛应用。然而，长期以来我国在旋转式空气动力设备进气过滤系统领域缺乏专门的国家级试验方法标准。现有过滤产品检测主要参照一般通风过滤领域的相关标准进行，但由于旋转式空气动力设备进气过滤系统在工作条件（如高风速、脉冲气流、恶劣环境）、性能要求（如高过滤效率、低阻力、大容尘量）及评价维度等方面与一般通风空调系统存在显著差异，直接套用相关标准难以真实、全面地反映产品的实际性能，亦无法为设备制造商、设计院及终端用户提供科学、统一的产品选型和验收依据。1.2标准立项的必要性从国际维度审视，美国机械工程师协会（ASME）、国际标准化组织（ISO）及欧洲相关标准化机构在燃气轮机及旋转式设备进气过滤领域已建立了较为完善的试验方法标准体系，如ASMEAG-1《核电站空气和气体处理规范》、ISO29461系列《旋转式空气动力设备进气过滤系统试验方法》等。上述国际标准从过滤效率、容尘量、阻力特性及机械完整性等多维度建立了系统的实验室评价方法，为相关产品的国际贸易和技术交流提供了通用技术语言。相比之下，我国在该领域的标准化工作明显滞后。一方面，国内缺乏专门针对旋转式空气动力设备进气过滤系统的试验方法国家标准，已有的GB/T14295《空气过滤器》和GB/T13554《高效空气过滤器》等标准主要面向通风空调及洁净室应用场景，未涵盖旋转式空气动力设备进气过滤系统的特殊测试要求。另一方面，随着我国装备制造业的快速发展和“一带一路”倡议的深入实施，国产燃气轮机和大型压缩机装备加速走向国际市场，对配套进气过滤系统的性能检测和质量认证提出了国际化、标准化的迫切需求。因此，制定一部既与国际接轨又适合我国国情的旋转式空气动力设备进气过滤系统试验方法国家标准，具有重要的现实意义和战略价值。1.3标准主要内容概述GB/T47621.1-2026《旋转式空气动力设备进气过滤系统试验方法第1部分：静态过滤元件》是GB/T47621系列标准的第1部分，主要面向旋转式空气动力设备进气过滤系统中静态过滤元件（即非自清洁型过滤元件）的实验室性能测试与评价。标准规定了静态过滤元件的术语和定义、分类与代号、试验装置与仪器、试验条件、试验程序、性能参数计算方法以及试验报告等技术内容，适用于额定风量条件下静态过滤元件的过滤效率、初阻力、容尘量及尘负载条件下阻力特性等关键性能参数的测定与评价。2编制原则与依据2.1编制原则本标准的编制遵循“科学性、先进性、协调性、适用性”四位一体的总体原则。科学性原则。标准中各项技术内容的确定以充分的试验验证和理论研究为基础。编制组通过组织多家实验室开展比对试验，系统研究了不同试验气溶胶、不同发生方法及不同计数仪器对过滤效率测试结果的影响规律，为标准中试验参数和方法的确定提供了翔实的数据支撑。先进性原则。标准在总体框架和技术指标体系上充分借鉴ISO29461-1等国际先进标准的最新成果，同时结合国内过滤元件产品的技术现状和发展趋势，在试验气溶胶选择、效率分级方法等方面进行了适当的优化与创新，既保持了与国际接轨的技术水准，又兼顾了国内产业的实施能力。协调性原则。标准在术语定义、分类方法及试验方法等层面注重与现行有效的国家标准和行业标准保持衔接和协调。在通用术语方面参照GB/T14295的相关定义；在气溶胶发生与粒子计数方法方面参照ISO12103-1及GB/T6165的技术路线；在效率计算和表达方法上充分兼顾ISO29461-1的已有框架。适用性原则。标准充分考虑国内不同类型实验室（包括第三方检测机构、生产企业内部实验室及科研院所）的仪器设备条件和检测能力差异，在保证试验结果具有可比性的前提下，对试验装置的关键技术参数和使用要求作出了清晰、可操作的规定。2.2编制依据文件本标准在编制过程中主要参考了以下国内外标准和文件：-ISO29461-1:2021《旋转式空气动力设备进气过滤系统试验方法第1部分：静态过滤元件》-ISO12103-1《道路车辆用于评价过滤器的试验粉尘第1部分：亚利桑那试验粉尘》-ASMEAG-1《核电站空气和气体处理规范》-GB/T14295《空气过滤器》-GB/T6165《高效空气过滤器性能试验方法效率和阻力》-GB/T1236《工业通风机用标准化风道进行性能试验》-GB/T2624《用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量》3标准主要技术内容3.1范围与术语定义本标准适用于旋转式空气动力设备进气过滤系统中静态过滤元件的性能测定，其适用对象涵盖板式、袋式、折叠式及筒式等常见结构型式的初效、中效和亚高效静态过滤元件。标准所涉及的试验方法基于实验室台架开展，用于在规定的人工尘负载条件下对过滤元件的过滤效率、阻力特性变化及容尘量等关键性能参数进行测定和评价。为避免行业内术语使用的歧义和混乱，标准在术语和定义方面进行了系统梳理和界定。核心术语包括但不限于：-静态过滤元件：依靠过滤介质本身的拦截、惯性碰撞及扩散等机理捕获气流中颗粒物且过滤介质在过滤过程中不发生运动或自清洁动作的过滤单元。-初阻力：洁净空气条件下，过滤元件在额定风量或规定风量状态下运行时上下游之间的静压差。-终阻力：在规定的试验终止条件下（如达到设定的容尘量上限或效率下降阈值），过滤元件上下游之间的静压差值。-容尘量：在规定的试验条件下，当过滤元件达到规定的终阻力时，试验粉尘总发生量与过滤元件拦截粉尘量之差所对应的累积粉尘负载质量。-计数效率：基于粒子计数器测定的过滤元件对特定粒径范围气溶胶颗粒物的捕集效率。3.2分类与代号标准对静态过滤元件进行了系统的分类，主要分类维度包括过滤元件的结构型式、过滤效率级别以及适用环境条件。在结构型式分类方面，标准将静态过滤元件划分为板式、袋式、折叠式和筒式等基本型式，并针对不同型式给出了对应的结构特征描述和试验注意事项。在效率分级方面，标准参照过滤元件对特定粒径粒子的计数效率，将静态过滤元件划分为初效、中效和亚高效三个大的效率等级，并根据不同粒径区间和效率要求细化分级。标准的分类体系既考虑了与国际主流分类方法的对接（如与ISO29461-1的分类框架一致），又兼顾了国内市场主体对产品分级的使用习惯。通过建立统一的分类与代号规则，便于产品制造商在设计文件、样本资料中明确标注产品的过滤性能等级，同时为终端用户在选型时提供清晰的技术参照，避免因分类标准不统一而导致的供需信息不对称问题。3.3试验装置与仪器试验装置的整体构成是本标准的重点技术内容之一。标准规定，静态过滤元件性能试验应在标准试验风道系统上进行，系统主要包括风道本体、风机动力单元、气溶胶发生装置、上下游采样与粒子计数系统、流量测量装置、压差测量装置及温湿度控制单元等功能模块。标准在图纸中给出了标准试验风道的结构示意图，并对关键段位的直管长度、整流装置设置、采样点位置等作出了具体规定，以保证风道内气流分布的均匀性和测量断面上粒子浓度及速度分布的稳定性。在气溶胶发生装置方面，标准规定了适用于静态过滤元件效率测试的试验气溶胶类型及其发生方法，主要包括固态粒子气溶胶（如ISO12103-1规定的A2或A4试验粉尘）以及液态粒子气溶胶（如邻苯二甲酸二辛酯或癸二酸二辛酯）。标准针对不同过滤等级的产品推荐了适用的气溶胶类型，并对气溶胶发生器的计量方式、稳定性控制及粒径分布监测等提出了明确要求。在测量仪器方面，标准对核心仪器的性能要求和校准周期做出了分类规定。对于粒子计数系统（包括上游稀释系统和下游计数装置），标准要求粒子计数器应具有对规定粒径通道的计数能力，并满足计数效率、重合损失及信噪比方面的性能指标要求；对于气溶胶粒径谱仪，当需要测量过滤效率的粒径分辨特性时，其粒径测量范围和分辨率应满足试验要求。此外，标准对压差测量仪表的精度提出不低于±0.5%满量程的要求，对风量测量装置（如标准孔板或喷嘴）的准确度和安装方式也有明确规定。3.4试验条件为了保证不同实验室之间试验结果的可比性和可重复性，标准对试验条件提出了明确规定。在环境条件方面，标准规定试验应在温度为5℃～40℃、相对湿度不超过75%的室内环境中进行，试验过程中温度和湿度的波动应控制在规定范围内。在气溶胶中和方面，标准要求用于效率测试的气溶胶粒子在进入被试过滤元件前应经过中和处理，以消除静电效应对过滤效率测定结果的影响。在试验风量方面，标准规定应以被试过滤元件的额定风量为试验基准风量，试验风量允许偏差为额定风量的±5%。当制造商未标注额定风量时，可由需方与试验方协商确定试验风量，但应在试验报告中明确说明。3.5试验程序标准构建了完整的试验程序框架，涵盖试验准备、初始性能测定、尘负载试验和最终性能复核四个主要阶段。在试验准备阶段，标准要求首先对被试过滤元件进行外观检查，确认产品无制造缺陷和运输损伤，测量并记录过滤元件的结构尺寸、过滤面积及密封状态；在安装入试验风道后，需进行系统气密性检查和泄漏检查，确保试验系统满足规定的密封要求。在初始性能测定阶段，标准要求在洁净空气条件下测定被试过滤元件在额定风量下的初阻力，随后开展初始过滤效率测定。效率测定过程应在稳定发尘条件下进行，上游和下游的粒子浓度采样应同步进行，每个粒径通道的采样次数和单次采样时间应满足统计学计数精度的要求。在尘负载试验阶段，标准规定了以规定的试验粉尘按照设定浓度持续向被试过滤元件上游发尘的操作程序。试验过程中应定时监测试验系统的风量稳定性并记录过滤元件上下游压差的增长数据。当压差上升至规定的终阻力值（标准中提供了终阻力设定的推荐值范围和选择方法）时，终止发尘并称量试验粉尘的总发生量。在试验终止后，标准要求对过滤元件进行最终外观检查，并建议测定试验后过滤元件的残余效率或进行必要的效率复测，以评价过滤元件在尘负载后的性能保持特性。3.6性能参数计算方法与试验报告标准对各关键性能参数的计算方法作了系统规定。过滤效率的计算采用上下游粒子浓度差与上游粒子浓度之比的基本公式，并根据采样模式的不同（即采模式或全模式）给出了相应的计算表达式。容尘量的计算则以试验粉尘总发生量减去风道系统及过滤元件下游侧沉积粉尘量进行修正。标准中明确了各计算环节需要记录的原始数据项目和有效数字修约规则。试验报告是标准规定的重要组成部分。标准规定试验报告至少应包含以下信息：被试过滤元件的基本信息（制造商、型号规格、结构尺寸、过滤面积等）、试验条件（试验风量、气溶胶类型、试验环境条件）、试验结果（初阻力、初始效率、容尘量、阻力随尘负载变化数据）、试验结论及必要的说明事项。4参与编制单位介绍本标准由全国环保产品标准化技术委员会归口。主要起草单位包括合肥通用机械研究院有限公司、清华大学、中国建筑科学研究院有限公司、中科院过程工程研究所及国内主要过滤元件制造企业的技术专家。各起草单位充分发挥自身在过滤理论、试验装置研发及产品工程应用等方面的优势，为标准的科学性、先进性和可操作性提供了有力保障。合肥通用机械研究院有限公司是本标准编制的牵头组织单位。该院始建于1956年，是原机械工业部直属的国家一类综合性研究院所，现为中国机械工业集团（国机集团）所属国家级转制科研院所。合肥通用机械研究院长期从事流体机械、过滤与分离技术、通用机械装备等领域的应用基础研究和技术开发工作，是国家过滤与分离机械工程技术研究中心、国家压缩机及压力容器质量监督检验中心的依托单位。合肥通用机械研究院在空气过滤与分离技术领域拥有深厚的研究积累和丰富的标准化工作经验。该院建有国际先进水平的过滤元件性能试验平台，拥有包括多分散气溶胶发生系