Verabschieden wir uns von Verschmutzung und Druckspitzen
Für ein Heizkraftwerk an der Westküste von Singapur

HEIZKRAFTWERK IN SINGAPUR

camGT filter elimiieren 6 offline wäschen pro jahr, verbessern die Kompressoreffizienz und steigern die ausgangsleistung

Ein Kraft-Wärme-Kopplung-Kraftwerk mit 368 MW-Gasturbinen in Singapur hatte Probleme mit der Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Effizienz. Zur Verbesserung dieser Situation war ein Upgrade der Lufteinlassfilter erforderlich. Camfil führte Vor-Ort- und Lebenszykluskostenanalysen durch, um eine geeignete Lösung für die anspruchsvollen Konditionen am Standort zu empfehlen.

DIE HERAUSFORDERUNG

  • Starke Verschmutzung machte alle zwei Monate Offline-Waschungen erforderlich.

  • Der finale Druckabfall erreichte bis zu 480 Pa. Anstelle eines Austauschs der Filter, was ungewollte Betriebsunterbrechungen bedeuten würde, musste das Werk den Motor herunterfahren.
  • Korrosion wurde sowohl in den kalten als auch den heißen Bereichen der Gasturbine gefunden.

Das Werk wollte eine Lösung, die diese Leistungseinbußen verbessert, unerwünschte Betriebsunterbrechungen eliminiert, die Lebensdauer der Filter auf 3 Jahre erhöht und den Druckabfall stabilisiert.

DER STANDORT

Das Werk befindet sich an der Westküste von Singapur, wo es stark salzhaltiger Luft und einer ganzjährigen Luftfeuchtigkeit von 70–90 % ausgesetzt ist. PM 2.5 reicht von 50–70 μg/m3, was 130 % über dem nationalen Durchschnitt liegt.1

Die Mehrheit der Schadstoffe kommt von den benachbarten Industrien des Werks, darunter auch Energieerzeuger und Raffinerien. Darüber hinaus erreicht jeden Sommer auch eine große Dunstwolke von den Waldbränden in Indonesien das Werk. Druckabfallspitzen, Verschmutzung und Korrosion sind daher verbreitete Folgen in diesen anspruchsvollen Bedingungen.

FILTRATIONSLÖSUNG

Das ursprüngliche Filtrationssystem des Werkes bestand aus 500 M6-Taschenfiltern in der ersten Stufe und 500 F5 statischen Endfiltern in der zweiten Stufe.

Aufgrund der rauen Umgebung des Werkes war eine EPA-Filtrationslösung mit hydrophoben, selbstabscheidenden Eigenschaften und geringem Druckabfall zum Schutz der Turbine erforderlich. Camfil führte eine Analyse der Lebenszykluskosten (LCC) durch, die zeigte, welcher Filtersatz die höchsten Einsparungen erzielen könnte. Diese LCC kam zu dem Ergebnis, dass das Werk durch Verbesserungen der Verschmutzung und des Druckabfalls ungefähr 1,56 Mio USD alle drei Jahre pro Gasturbine einsparen könnte, mit der folgenden Lösung:

  • Ein zweistufiges statisches System mit Cam-Flo GT Hybrid F7-Taschenfiltern und CamGT 3V-600 E11 kompakten Endfiltern.

Das Werk entschied sich daraufhin zum Upgrade der Filter mit der empfohlenen Lösung.

 

 Vorteile der Camfil Lösung

• Verbesserte Brennstoffeffizienz
• Höhere Ausgangsleistung
• Reduzierte Wartungsanforderungen
• Verlängerte Lebensdauer der Komponente
• Gesteigerte Zuverlässigkeit
• Sicherer Betrieb
• Gesenkte CO2-Emissionen pro MWh

ERGEBNISSE

Die Betriebseffizienz der Gasturbinen konnte dank der CamGT-Installation erheblich verbessert werden; selbst in dieser anspruchsvollen Umgebung.

Ergebnis 1: Das Werk meldete, dass es nicht länger zu Verschmutzungen kommt. Somit ging die jährliche Häufigkeit der Offline-Wäschen mit der Camfil-Lösung von sechs auf Null runter. Gemäß „Impact of Enhanced GT Air Filtration on Power Output and Compressor Efficiency Degradation“ (2016)2, zeigt Abbildung 1, dass die durchschnittliche Effizienzverschlechterung eines Kompressors aufgrund des Filter-Upgrades in der Regel um 1–2 % verbessert werden könnte, während die durchschnittliche Leistungsverschlechterung in der Regel um 4–5 % verbessert werden könnte. 

Abbildung 1. Wiederherstellbare Leistungsverschlechterung als Ergebnis der Filterklassenkombination

Case-Study-Singapore-Coastal-Cogen-Recoverable-Degradation-Filter-Class-Combination-Chart

Ergebnis 2: Druckspitzen waren nicht länger ein Problem. Abbildung 2 zeigt, dass der Druckabfall nach der Camfil Installation zwischen 200–230 Pa stabiler war.      
Abbildung 2. Druckabfall vor und nach der Camfil Installation
Case-Study-Singapore-Coastal-Cogen-DP-Graph
Ergebnis 3 Das Werk meldete, dass es nicht länger zu einer Motorkorrosion kam. 

Das "value rating"

Laut dem „The Value Rating“-Einstufungssystem zeigt die Tabelle rechts, dass der CamGT 3V-600 E11 die Ausgangsleistung um 5,2 % steigert und die Kraftstoffverbrauch um 2,6 % MJ/MWh senkt. Gleichzeitig werden die CO2 Einsparungen um 10.500 Tonnen/TWh erhöht im Vergleich zum ursprünglichen F9 Endfilter.

Die Ergebnisse basieren auf einer standardisierten Umgebung, von der in den Berechnungen zum „The Value Rating“ ausgegangen wird. Das ist ein Tool, das Betreiber verwenden können, wenn keine detaillierte Analyse der Lebenszykluskosten durchgeführt wurde. Es ist ein guter Indikator zum Vergleich von Filtern.

   Wettbewerb F9  CamGT 3V-600 E11
 Ausgangsleistung  93.8%  99.0%
 Kraftstoffmehrverbrauch  +3.1% MJ/MWh  +0.5% MJ/MWh
 COEinsparungen  6.800 Tonnen/TWh   17.300 Tonnen/TWh
Das „Value Rating“-Einstufungssystem vereinfacht den Prozess der Filterauswahl für Betreiber von Gasturbinen in den Branchen der Energieerzeugung sowie Öl und Gas, indem es bei der Beurteilung der Effizienz und Qualität der primären Lufteinlassfilter hilft. Das „Value Rating“ eines Filters ist eine Prognose der Auswirkung, die ein Endfilter auf die Leistung einer Gasturbine hinsichtlich der Ausgangsleistung, dem Kraftstoffverbrauch und der Kohlenstoffemissionen haben wird. Das „Value Rating“ eines Filter kann mit einem aktuellen Online-Rechner berechnet werden und erfordert vier einfache Eingaben, die im Testbericht eines Filters zu finden sind. testen Sie den Rechner unter www.thevaluerating.com .

Merkmale der Camfil Lösung

 

    

CamFlo GT Hybrid F7 Taschenfilter

  • Konische Taschen für verbesserten Luftstrom.

  • Maximale Filteroberfläche dank dem proprietären Verfahren für kontrollierten Medienabstand, der für eine hohe Staubspeicherfähigkeit konzipiert ist. 

  • Eiine stabile Vorfilterschicht für hohe mechanische Festigkeit und verschmelzende Eigenschaften, die ideal für feuchte Umgebungen sind.

  • Eine Glasfaserschicht bietet hohe Effizienz mit einem stabilen Druckabfall in hoher Feuchtigkeit.

  • Erhältlich mit einem robusten Metallrahmen oder einem Kunststoffrahmen für eine vollständige Veraschung.

CamGT 3V-600 E11 Kompaktfilter

  • Vertikale Faltengeometrie mit offenem Schmelzkleber für verbesserten Wasserablauf. 

  • Patentierte doppelt verdichtete Konstruktion und hydrophobes Medium eliminieren die Gefahr eines Bypasses von gelösten Verunreinigungen und Salzen. 

  • Patentiertes aerodynamisches Stützgitter für noch geringeren Druckabfall und erhöhte Festigkeit.

  • Hält einem Berstdruck auch bei Nässe von über 6.250 Pa stand.

  • Optimierter Medienbereich für längste Lebensdauer und Anwendungen mit höherem Volumenstrom.
  

Quellen:
  1. https://data.gov.sg/dataset/air-pollutant-particulate-matter-pm2-5
  2. ‘Impact of Enhanced GT Air Filtration on Power Output and Compressor Efficiency Degradation’, by Dr. Ulf Schirmeister and F. Mohr, 2016
Erstellt Dienstag, 2. Februar 2021
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