DANDO PROTECCIÓN A LAS REGIONES COSTERAS

LNG y Filtración de Aire

Logrando sistemas de compresión de alta confiabilidad y disponibilidad para sitios de exportación de GNL

LNG

Con el desarrollo del gas de esquisto/lutita y los altos precios del gas en el extranjero, los proyectos de exportación de LNG se están multiplicando en América del Norte. Una gran mayoría planea usar turbinas de gas para alimentar sus trenes de compresión y, como tal, requieren un sistema de filtración de entrada de aire. Los sistemas de filtración suministrados por OEM estándar no siempre tienen en cuenta las necesidades específicas de los sitios de LNG. Ubicados principalmente en lugares costeros e industriales, tienen que soportar la doble carga del aire cargado de sal y la alta carga de polvo de sus actividades industriales vecinas. La exportación de LNG requiere una producción continua y, como tal, la fiabilidad y la disponibilidad son muy críticas.

Planta Greenfield en la Costa

Una empresa se dio cuenta de los desafíos a los que se enfrentaba y decidió invertir desde el principio para garantizar que limitaran los posibles problemas operativos. Su futura planta de LNG estará ubicada en la costa del Golfo de México, en un área industrial con alto contenido de partículas.

¿Por qué los sitios LNG son tan desafiantes?

  • Sitios costeros o de costa cargados de sal
  • Configuraciones típicamente industriales con altos niveles de polvo
  • El alto valor de la producción continua que significa que la fiabilidad y la disponibilidad son muy críticas.
  • Los requisitos de disponibilidad que resaltan la importancia de reducir los lavados del compresor, el tiempo de inactividad para el cambio final del filtro y reducir el mantenimiento al evitar la corrosión y la erosión.

Evaluación paso a paso

Camfil propuso una evaluación paso a paso. El muestreo de aire se realizó primero para analizar el tamaño y la concentración del polvo. Después de eso, se realizaron múltiples análisis de costos del ciclo de vida para identificar una configuración de entrada optimizada.

Un análisis de costos del ciclo de vida es un análisis en profundidad generado por computadora de todas las variables relevantes para la elección del sistema de filtración: el ambiente, los contaminantes en el aire, el modelo de turbina, el flujo de aire, la tasa de calor, el costo del combustible, el valor promedio de cada MW producido, el costo de la producción perdida debido al tiempo de inactividad por lavado del compresor, cambio de filtro o programa de mantenimiento, costo de caída de presión del sistema y filtro, el costo de eliminación del filtro, como las incrustaciones o la pérdida de carga afectan la potencia.

Selección en la zona de trabajo

La simulación de software ayudó a reducir la selección a un sistema de 3 etapas con una etapa E12 final. Seleccionar la eficacia correcta fue solo el comienzo. La eficacia es una medición de laboratorio realizada en condiciones controladas. Sin embargo, las centrales eléctricas no están ubicadas en laboratorios. Las condiciones reales del sitio y los tipos de partículas varían ampliamente y la construcción real del filtro también influye en el rendimiento.

Para finalizar la selección, se decidió traer un CamLab, un camión de prueba en el sitio para monitorear el rendimiento de las diferentes opciones de filtración recomendadas durante 3 meses de operación.

 

La prueba Camlab ejecutó 4 combinaciones de filtros una al lado de la otra:

  • La propuesta OEM: un prefiltro de bolsa M6 y un mini pliegue compacto F9 final
  • Un prefiltro F7 con un E10 final compacto
  • Una F9 compacta con una E12 compacta de 24 "de profundidad extendida
  • Camfil recomendó un sistema de 3 etapas, un prefiltro M6 seguido de un mini pliegue F9 y un mini pliegue E12 como final

La recomendación de Camfil se basó en los análisis de LCC y una instalación exitosa de LNG en Trinidad y Tobago: 26 unidades funcionando durante más de 4 años sin signos de degradación de la energía (es decir, no se registraron mejoras después de los lavados que se realizan según el programa de mantenimiento recomendado por el OEM )

 

Image-LNG-CamLab-ENG.png

Las condiciones en el sitio eran cálidas y húmedas, con una masa de polvo promedio
concentraciones de 30-40 µg / m³ y picos de hasta 120 µg / m³

 

  Estándar OEM
M6-F91
Estándar
F7-E10
Camfil
F9-E12 3V 6002
Camfil
M6-F9-E12 4V 300
Eficacia media en 0.4 µm 85.71% 99.01% 99.99% 99.99%
Pérdida de carga filtro inicial ("w.g.) 0.65 0.90 0.70 1.40
Pérdida de carga filtro final - 3 meses ("w.g.) 0.66 0.95 0.79 1.42
Estimación LCC (20 años, incl. CAPEX) 30M USD 14M USD 11M USD 13M USD

 

Resultados de Monitorización In situ

La primera prueba de CamLab confirmó la dureza del medio ambiente. Los días de 100% de humedad eran frecuentes, y los picos en la concentración de polvo eran tan altos como 120 μg/m3, con una mayoría de menos de un micrón de tamaño. Para comparar, el 90% de los sitios de EE. UU. Nunca ven concentraciones superiores a 100 μg / m31. La prueba de 3 meses confirmó la eficacia superior de los dos sistemas con el filtro E12 final (99.99% de eficacia vs. 85.7% significa 1400 veces menos partículas penetración2).

Teniendo en cuenta la disponibilidad y suponiendo que el sitio cambiaría los prefiltros mientras está en línea, el segundo factor a considerar fue el aumento de la pérdida de carga en el filtro final y lo que significaba para la vida útil del filtro. El aumento de la caída de presión, según la recomendación del OEM, así como el E12 de 3 etapas, fue mínimo a pesar de la menor eficacia del sistema OEM que permitió que pequeñas partículas pasaran a través del filtro final. La prueba mostró que el diseño E12 de 3 etapas tenía un aumento de pérdida de carga más bajo del filtro final debido a la carga de contaminantes, en comparación con el sistema F9 de 2 etapas (0.02 "w.g. comparado con 0.09" w.g.).

La selección final se realizó para el sistema de 3 etapas, pero con el CamGT 3V-600 de 24" de profundidad como filtro final. Gracias a su menor pérdida de carga inicial y al área de medios más grande que lleva a una vida útil más larga, las expectativas son que en las operaciones de carga base, los filtros finales E12 de 24" de profundidad durarían incluso más que los 5 años de vida de la profundidad de 12".

El pequeño aumento de CAPEX para un sistema de 3 etapas con filtro final de grado EPA ha demostrado su valor en términos de rendimiento durante las pruebas, así como en el campo.

Datos de la Zona

Total Tiempo Funcionamiento 3 meses / 1278 h
Humedad Relativa Media (RH) 96%
Temperatura media 83 °F (28.3°C)
Media de Concentración de Polvo (µg/m³) 30-40
Concentración de Polvo Máxima (µg/m³) 120

1 Para En779:2012

2 El extendido 3V-600 tiene el doble de profundidad que el filtro compacto 4V-300 de 12 ", ofreciendo así una menor pérdida de carga con la misma eficacia. Estimación de LCC con 3 etapas y filtro final de 24" de profundidad: 12M USD.

3 Visita página web EPA. 2013 Tendencia internacionales en Concentración de PM10 en 1990 - 2013. http://www.epa.gov/cgi-bin/broker?_service=data&_program=dataprog.aqplot_data_2013.sas&parm=81102&stat=MAX2V&styear=1990&endyear=2013&pre=val&region=99

4 Ratio de penetración 0.01% contra 14.3%
 
Beneficios Principales:
  • No hay parada a la hora de lavar el compresor.
  • El apagado por cambio de filtro final dura más de 5 años, combinando con actividades de mantenimiento
  • Potencia máxima de salida (MW)
  • Estimación del coste de ciclo de vida más bajo