MEJORANDO EL RENDIMIENTO Y PROTEGIENDO LA MAQUINARIA
MEJORANDO EL RENDIMIENTO Y PROTEGIENDO LA MAQUINARIA

Gulf of Thailand Oil and Gas

Una de las principales empresas mundiales de petróleo y gas tuvo graves problemas asociados con la operación de sus turbinas de gas. Los picos frecuentes en la presión del aire de entrada y los cortos intervalos de reemplazo del filtro condujeron a altos costos operativos. Muchas de las turbinas también sufrieron corrosión por calor debido a una filtración deficiente Camfil propuso una solución que no solo cumplió con su agresivo objetivo de 8000 horas, pero también entregó una mayor eficacia y una reducción del 50% en la pérdida de carga.

El propietario de las turbinas, que opera varias plataformas en el Golfo de Tailandia, invitó a los principales jefes de la industria de la filtración a encontrar una solución para actualizar sus sistemas de filtración de alta velocidad.

La flota de turbinas de gas para accionamiento mecánico estaban equipadas con sistemas de alta velocidad y sufrían una corta vida útil del filtro, tiempo de inactividad frecuente y problemas de corrosión. Después de la inspección del sitio, Camfil propuso una modificación completa de las carcasas y se le otorgó una actualización del sistema de filtración para una de las dos turbinas de gas vecinas de 16 MW.

EL PROBLEMA

Un sistema de alta velocidad es normalmente un sistema de filtración estática con separadores de gotas antes y después de los filtros. Los sistemas de alta velocidad tienen la ventaja de reducir el tamaño, el peso y el costo inicial. Una desventaja es que hay pérdidas de rendimiento debido a una mayor pérdida de presión a través del sistema de entrada. Además, las eficacias de filtro para partículas pequeñas son significativamente más bajas que las de un sistema de velocidad más baja.

El Golfo de Tailandia ofrece un entorno desafiante con altos niveles de sal en el aire y vientos cálidos y húmedos. En este caso, el operador enfrentaba intervalos de reemplazo de filtro cada seis meses y una eficacia de filtración inferior al 70% en partículas de 0.4 μm (M6 según EN779: 2012)

DATOS DE LA ZONA

Clima Tres estaciones: frío, calor, lluvioso
Condiciones de la zona Altos niveles de lamas en el aire y vientos cálidos y húmedos.
Humedad Relativa Media > 80 %
Temperatura Min. y max.  18 - 40 °C / 68- 90 °F

 

EL DESAFÍO

La experiencia pasada de Camfil con la filtración en alta mar apuntaba hacia un sistema de filtración de etapas múltiples, pero en esta aplicación, un motor de accionamiento mecánico en una plataforma, las restricciones de peso y espacio limitaban las opciones a un sistema de 2 etapas. ¿Pero alcanzaría esta solución el objetivo de 8000 horas de funcionamiento antes del cambio de filtro? El entorno hostil requería una solución con alta resistencia a la humedad y la sal. Si entraba sal en la turbina, el operador se enfrentaba al riesgo de daños irreversibles a la turbina y un tiempo de inactividad extremadamente costoso para la revisión del motor.

El grado mínimo de eficacia de filtración se estableció en E12 (EN1822: 2009) o un tamaño máximo de partículas penetrantes (MPPS) del 99.5% para evitar la corrosión. La filtración a este nivel normalmente tiene un revés de pérdida de alta presión.
El interior del motor se mantiene limpio, pero también debe trabajar más para producir la misma salida debido a la mayor restricción del flujo de aire. Para alcanzar la reducción deseada en la pérdida de carga, el nivel de prefiltración se ajustó a F7 con una pérdida máxima de 110 Pa por filtro.

Para garantizar una larga vida útil y reducir el riesgo de arrastre de sal, el filtro final tenía que tener una extraordinaria capacidad de retención de polvo y, de igual manera, ofrecer una baja pérdida de carga Un filtro final CamGT 3V-600 con un área de medios efectiva de más de 50 m² fue la elección ideal para esta configuración.

  PROVEEDOR ORIGINAL MEJORA DE CAMFIL
Tipo de Sistema de Consumo Sistema de Alta Velocidad Sistema de Velocidad Media
Flujo de aire 7200 m3/h, filtro 5300 m3/h, filtro
Etapa Pre-filtro Filtro de bolsa G4 CamFlo XMGT, F7
Etapa Filtro Final Filtro de bolsa M6 CamGT 3V-600, E12
Pérdida de carga inicial 996 Pa 478 Pa
Eficacia Submicron
(at 0.2 µm - 0.9 µm)
15% - 43% 99.75%  99.92%
Reducción de resistencia de aire   52%

 

CamFlo XMGT F7 Filtro de bolsa con medio sintético sin descarga y alta capacidad de retención de polvo.
CamGT 3V-600 3V-600 E12 Filtro tipo barrera con alta eficacia de filtración y baja pérdida de carga.

Pre ESTUDIO Y SU INSTALACIÓN

Camfil realizó una encuesta en el sitio donde se recopilaron los datos necesarios, como las condiciones del sitio, las limitaciones de espacio y el flujo de aire actual.

El proceso de diseño comenzó con base en la información existente y en el resultado del análisis del costo del ciclo de vida (LCC) de Camfil. El exclusivo software de Camfil modela diferentes parámetros como ensuciamiento, pérdida de carga, sensibilidad del motor, etc., para seleccionar la combinación óptima de filtros.

MEJORA DE RENDIMIENTO

El objetivo de este trabajo de actualización era obtener la máxima disponibilidad, es decir, 8 000 h / año de tiempo de ejecución, con solo una parada de servicio cada 12 meses. El usuario final también solicitó una mayor confiabilidad, ya que estas turbinas están alimentando el compresor de gas de exportación.

La pérdida de carga inicial se redujo en más del 50% con el nuevo sistema de filtración, de 996 Pa (4 "w.g.) a 478 Pa (1.92" w.g.). El primer día de instalación y después del arranque, el motor mejorado ganó alrededor de 1000 HP, o aproximadamente un 6% más, en comparación con el sistema de mayor velocidad.

Después de seis meses de funcionamiento, el nuevo sistema no mostró un aumento en la pérdida de carga ni signos de degradación del rendimiento de la turbina. La turbina con el sistema de alta velocidad restante sufrió una degradación de ~25% durante el mismo período, lo que aumentó aún más la brecha en la producción, en comparación con la instalación mejorada de mejor rendimiento.


El tren 1, equipado con un sistema de velocidad media y filtros profundos de alta eficacia, muestra una salida de potencia más alta y más estable en comparación con el tren 2, el sistema de alta velocidad.

Image-Gulf-of-Thailand-Platform-Filterhouse-ENG.jpg

Una de las principales empresas mundiales de petróleo y gas tuvo graves problemas asociados con la operación de sus turbinas de gas. Los picos frecuentes en la presión del aire de entrada y los cortos intervalos de reemplazo del filtro condujeron a altos costos operativos. Muchas de las turbinas también sufrieron corrosión por calor debido a una filtración deficiente Camfil propuso una solución que no solo cumplió con su agresivo objetivo de 8000 horas, pero también entregó una mayor eficacia y una reducción del 50% en la pérdida de carga.

El propietario de las turbinas, que opera varias plataformas en el Golfo de Tailandia, invitó a los principales jefes de la industria de la filtración a encontrar una solución para actualizar sus sistemas de filtración de alta velocidad.

La flota de turbinas de gas para accionamiento mecánico estaban equipadas con sistemas de alta velocidad y sufrían una corta vida útil del filtro, tiempo de inactividad frecuente y problemas de corrosión. Después de la inspección del sitio, Camfil propuso una modificación completa de las carcasas y se le otorgó una actualización del sistema de filtración para una de las dos turbinas de gas vecinas de 16 MW.

EL PROBLEMA

Un sistema de alta velocidad es normalmente un sistema de filtración estática con separadores de gotas antes y después de los filtros. Los sistemas de alta velocidad tienen la ventaja de reducir el tamaño, el peso y el costo inicial. Una desventaja es que hay pérdidas de rendimiento debido a una mayor pérdida de presión a través del sistema de entrada. Además, las eficacias de filtro para partículas pequeñas son significativamente más bajas que las de un sistema de velocidad más baja.

El Golfo de Tailandia ofrece un entorno desafiante con altos niveles de sal en el aire y vientos cálidos y húmedos. En este caso, el operador enfrentaba intervalos de reemplazo de filtro cada seis meses y una eficacia de filtración inferior al 70% en partículas de 0.4 μm (M6 según EN779: 2012)

DATOS DE LA ZONA

Clima Tres estaciones: frío, calor, lluvioso
Condiciones de la zona Altos niveles de lamas en el aire y vientos cálidos y húmedos.
Humedad Relativa Media > 80 %
Temperatura Min. y max.  18 - 40 °C / 68- 90 °F

 

EL DESAFÍO

La experiencia pasada de Camfil con la filtración en alta mar apuntaba hacia un sistema de filtración de etapas múltiples, pero en esta aplicación, un motor de accionamiento mecánico en una plataforma, las restricciones de peso y espacio limitaban las opciones a un sistema de 2 etapas. ¿Pero alcanzaría esta solución el objetivo de 8000 horas de funcionamiento antes del cambio de filtro? El entorno hostil requería una solución con alta resistencia a la humedad y la sal. Si entraba sal en la turbina, el operador se enfrentaba al riesgo de daños irreversibles a la turbina y un tiempo de inactividad extremadamente costoso para la revisión del motor.

El grado mínimo de eficacia de filtración se estableció en E12 (EN1822: 2009) o un tamaño máximo de partículas penetrantes (MPPS) del 99.5% para evitar la corrosión. La filtración a este nivel normalmente tiene un revés de pérdida de alta presión.
El interior del motor se mantiene limpio, pero también debe trabajar más para producir la misma salida debido a la mayor restricción del flujo de aire. Para alcanzar la reducción deseada en la pérdida de carga, el nivel de prefiltración se ajustó a F7 con una pérdida máxima de 110 Pa por filtro.

Para garantizar una larga vida útil y reducir el riesgo de arrastre de sal, el filtro final tenía que tener una extraordinaria capacidad de retención de polvo y, de igual manera, ofrecer una baja pérdida de carga Un filtro final CamGT 3V-600 con un área de medios efectiva de más de 50 m² fue la elección ideal para esta configuración.

  PROVEEDOR ORIGINAL MEJORA DE CAMFIL
Tipo de Sistema de Consumo Sistema de Alta Velocidad Sistema de Velocidad Media
Flujo de aire 7200 m3/h, filtro 5300 m3/h, filtro
Etapa Pre-filtro Filtro de bolsa G4 CamFlo XMGT, F7
Etapa Filtro Final Filtro de bolsa M6 CamGT 3V-600, E12
Pérdida de carga inicial 996 Pa 478 Pa
Eficacia Submicron
(at 0.2 µm - 0.9 µm)
15% - 43% 99.75%  99.92%
Reducción de resistencia de aire   52%

 

CamFlo XMGT F7 Filtro de bolsa con medio sintético sin descarga y alta capacidad de retención de polvo.
CamGT 3V-600 3V-600 E12 Filtro tipo barrera con alta eficacia de filtración y baja pérdida de carga.

Pre ESTUDIO Y SU INSTALACIÓN

Camfil realizó una encuesta en el sitio donde se recopilaron los datos necesarios, como las condiciones del sitio, las limitaciones de espacio y el flujo de aire actual.

El proceso de diseño comenzó con base en la información existente y en el resultado del análisis del costo del ciclo de vida (LCC) de Camfil. El exclusivo software de Camfil modela diferentes parámetros como ensuciamiento, pérdida de carga, sensibilidad del motor, etc., para seleccionar la combinación óptima de filtros.

MEJORA DE RENDIMIENTO

El objetivo de este trabajo de actualización era obtener la máxima disponibilidad, es decir, 8 000 h / año de tiempo de ejecución, con solo una parada de servicio cada 12 meses. El usuario final también solicitó una mayor confiabilidad, ya que estas turbinas están alimentando el compresor de gas de exportación.

La pérdida de carga inicial se redujo en más del 50% con el nuevo sistema de filtración, de 996 Pa (4 "w.g.) a 478 Pa (1.92" w.g.). El primer día de instalación y después del arranque, el motor mejorado ganó alrededor de 1000 HP, o aproximadamente un 6% más, en comparación con el sistema de mayor velocidad.

Después de seis meses de funcionamiento, el nuevo sistema no mostró un aumento en la pérdida de carga ni signos de degradación del rendimiento de la turbina. La turbina con el sistema de alta velocidad restante sufrió una degradación de ~25% durante el mismo período, lo que aumentó aún más la brecha en la producción, en comparación con la instalación mejorada de mejor rendimiento.


El tren 1, equipado con un sistema de velocidad media y filtros profundos de alta eficacia, muestra una salida de potencia más alta y más estable en comparación con el tren 2, el sistema de alta velocidad.

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