Filteraustauschstrategien

Durch den rechtzeitigen Austausch der Filter sind erhebliche Einsparungen realisierbar. Die Qualität der Lufteinlassfilter ist von entscheidender Bedeutung für eine optimale Gasturbinenleistung. Schädlicher Feinstaub, der um die Filter herumgeleitet wird, kann zu einer Leistungsabschwächung und zu Motorverschleiß führen, die teure Instandhaltungsmaßnahmen nach sich ziehen, um die Arbeitsleistung wiederherzustellen. Der Schutz der Turbine mit standortspezifischen Filterlösungen stellt sicher, dass die Erträge hoch bleiben.

Die Profitmaximierung erfordert jedoch mehr als nur einen guten Filter. Da sich ein Filter mit Schadstoffen füllt, beeinträchtigt der Anstieg des Druckabfalls (dP) die Wirtschaftlichkeit insgesamt.Typischerweise reduziert 1” w.g. von dP (250 Pa) die Turbinenleistungsabgabe um 0,375% und erhöht die Wärmerate um 0,125%. Auch wenn Sie eine planmäßige Wartung vorgesehen haben, kann ein Alarm, der durch eine Druckabfallspitze verursacht wird, eine unplanmäßige Abschaltung für einen Filteraustausch notwendig machen, um den Output zu normalisieren.

Wie wäre es, wenn es ein besseres Verfahren für den Austausch Ihrer Filter gäbe? Die folgenden Punkte sind drei Strategien zur Optimierung des Filteraustauschs:

  • Wenn ein bestimmter Wert für den Druckabfall erreicht wird
  • Durch eine zuvor geplante Wartung
  • Durch Testen der Filter im Labor

Druckabfall-Trigger

Da der Filteraustausch üblicherweise eine Abschaltung bedeutet, lassen die Planer Filter gerne solange wie möglich eingebaut, oder bis ein geplanter Wartungszyklus ansteht. Wie oben angegeben, reduziert ein Betrieb bei höherem Druckabfall die Turbinenleistung.

Unter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit insgesamt hat jede Filterlösung einen optimalen Austauschzeitpunkt, der den höchsten operativen Gewinn erbringt. Grafik 1 zeigt ein Beispiel eines statischen Filters, der über einen bestimmten Zeitraum analysiert wurde, dies zeigt deutlich, dass ein Einsatz der Filter über den optimalen Austauschpunkt hinaus (in diesem Fall bei 8000 Std.) zusätzliche Kosten entstehen lässt und dadurch den Gewinn schmälert.

  • Filteraustausch bei einem geschätzten dP von 1,6“ w.g. (in diesem Fall 8.000 Std.) hat sich als optimaler Austauschpunkt erwiesen. Der Punkt stimmt mit der vom Werk geplanten Wartung überein, damit ist ein effizienterer Betrieb und die Vermeidung von Gewinnausfällen gewährleistet.
  • Der Filteraustausch bei dem vom Filterhersteller empfohlenen dP von 2.4” w.g. (in diesem Fall 13.000 Std.) würde zu 4,6% höheren Betriebskosten* aufgrund des höheren dP führen.
  • Der Filteraustausch bei dem von den OEMs empfohlenen dP von 5” w.g. (in diesem Fall 24.000 Std.) würde zu 39% höheren Betriebskosten* aufgrund des höheren dP im Vergleich zum optimalen Austauschpunkt führen.

Im Allgemeinen ist es profitabler, die Filter auszutauschen bevor der vom Hersteller empfohlene dP erreicht ist. 

Grafik der Filteraustauschtrategien

*Betriebskosten:
Wert der verloren MWh aufgrund des Abfalls der Turbinenleistung
Höhe der Filteraustauschkosten
Kraftstoffkosten

Die Berechnungen wurden auf der Grundlage eines Anlagenbetriebs bei Grundlast ausgeführt

75 MW, 8.000 Std. pro Jahr, $35 pro MWh, 2.250 CFM pro Filter

 

Ein CamGT 4V-300 F9 statischer Luftfilter

mit empfohlenen 2,4” w.g. wurde getestet,

um die profitabelste

Austauschzeit festzulegen. Die Grafik zeigt, dass

der optimale Zeitpunkt ungefähr bei

8.000 Stunden (während eines geplanten Wartungsvorgangs)

bei 1,6” w.g. liegt, wenn die Gesamtkosten

am niedrigsten sind.

Geplanter Wartungstrigger

Die Aufgabenstellung bei diesem Trigger ist es, den optimalen Termin für die Betriebsabschaltung durch den Betreiber festzulegen. Viele Betriebe wechseln die Filter alle 18 – 24 Monate, wenn der Druckabfall höher ist, wie jedoch in Grafik 1 gezeigt, kann der Einsatz eines Filters über die empfohlene Nutzungsdauer hinaus zu einem Druckabfall führen, der sich exponentiell verstärkt, was den Betrieb zwingt, bei reduzierter Auslastung zu arbeiten. Bedenken Sie die folgenden Vorteile eines optimalen Austauschzeitpunktes während eines geplanten Wartungsvorgangs:

  • Da die geplante Abschaltung eine allgemeine Wartung einschließt, geht kein Ertrag aufgrund eines Filterwechsels verloren.
  • Eine vorher geplante Abschaltung reduziert das Risiko einer erzwungenen Abschaltung und stellt die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit sicher.
  • Die Planung einer allgemeinen Wartung, die den optimalen Austauschzeitpunkt aufgrund des Druckabfalls berücksichtigt, ist am profitabelsten.

Filtertest-Trigger

Die Betriebe schicken üblicherweise Filter jedes Jahr oder alle zwei Jahre für Tests in ein Labor, wenn sie über kein gutes Druckabfall-Überwachungssystem verfügen, oder wenn der Filter älter ist. Es ist besonders wichtig, Filter frühzeitig einzuschicken, da schwere Stürme oder hohe Feuchtigkeit Druckabfallspitzen an Filtern verursachen können, die mit Schadstoffen beladen sind. Denken Sie dabei an Folgendes:

  • Das Einsenden der Filter ins Labor stellt eine durchgängige Qualitäts- und Leistungsprüfung sicher. Neben dem Druckabfalltest setzen Laborexperten verschiedene Testverfahren ein, um die Intaktheit, Stärke, Effizienz und auch andere Eigenschaften, wie Rost, Dichtungsrisse und anderes zu prüfen.
  • Filter, die getestet werden, müssen ersetzt werden.

Welcher Austauschtrigger ist der richtige für Ihre Anlage?

  • Profitmaximierung:
    • Eine geplante Wartung ist wichtiger für Grundlast-Anlagen, da sie kontinuierlich betrieben werden müssen und die Kosten eines Produktionsausfalls erheblich sind. Die Wahl der richtigen jährlichen geplanten Wartung auf Grundlage des optimalen Druckabfallpunkts, maximiert die Erträge. Setzen Sie sich mit Camfil in Verbindung und bitten Sie um eine Analyse, um die beste Option für Ihren Standort zu ermitteln.
  • Gewährleistung des Turbinenschutzes:
    • Bei Anlagen, an denen der Druck nicht überwacht wird oder an denen nur eine geringe Steigerung des Drucks festzustellen ist, kann der Filtertest im Labor die Intaktheit und Leistung des Filters während seiner Lebensdauer sicherstellen. Wie oben schon dargestellt, berücksichtigen Labortest andere Parameter, die der Druckabfall nicht misst, wie die Effizienz, Mediumfestigkeit, Korrosion an Metallteilen, etc.
  • Maximierung der Filter-Lebensdauer:
    • Der Filteraustausch bei dem vom Hersteller empfohlenen Druckabfall muss als oberstes Limit betrachtet werden. Wenn der Betreiber den optimalen Punkt nicht ändern kann oder den Filter nicht zum Test einschicken kann, sollte der Filter spätestens zu dem vom Hersteller empfohlenen Zeitpunkt ausgetauscht werden.