La prueba de comparación indica un potencial de ahorro de $937,000 dólares durante un período de seis años al actualizar a filtración EPA
Una nueva planta de ciclo combinado en la Costa del Golfo de Luisiana ha estado operando comercialmente desde 2014. La planta dispone de dos turbinas de gas GE 7F.04, que producen 171 MW cada una, y una turbina de vapor que produce 218 MW, con un total de 560 MW de potencia.
A principios de 2016, un pequeño equipo de gestores de turbinas tomó medidas proactivas para evitar la corrosión y las incrustaciones de los compresores que habían afectado la producción de energía de otras turbinas 7FA. La corrosión, si no se controla, podría costarle a la nueva planta millones de euros debido a la renovación del motor y la pérdida de ingresos. Además, el equipo entendió cómo las incrustaciones podrían conducir a la degradación de la potencia y del motor. Aunque la degradación causada por el ensuciamiento puede mitigarse ligeramente mediante lavados fuera de línea.
Otra iniciativa de la planta fué modificar su programación de interrupción de la actividad de tres a seis años, por consiguiente necesitaban filtros finales con un ciclo de vida útil más elevado. Para seleccionar los filtros apropiados que evitarán la corrosión y las incrustaciones en esta nueva planta, decidieron probar varias configuraciones de filtros con el CamLab de Camfil. El CamLab, es un laboratorio de pruebas móvil que consta de cuatro conductos separados que pueden equiparse con prefiltros y filtros finales para monitorizar y analizar el rendimiento de la capacidad de cada configuración.
Gracias al CamLab se descubrió información crítica sobre qué configuración de filtración resistiría las duras condiciones del entorno, evitaría la necesidad del lavado con agua y eliminaría el mantenimiento relacionado con la corrosión.
La planta está ubicada a menos de 20 millas de la Costa del Golfo, a lo largo del río Mississippi en el sur de Luisiana. Esta localización en particular soporta temperaturas anuales iguales a 70°F / 22ºC, con temperaturas entre Mayo y Septiembre que a menudo superan los 90°F / 32ºC, con una humedad relativa superior al 90%1. Durante el verano, las tormentas producen fuertes lluvias en cortos períodos de tiempo.
Situada en un área industrial, sus turbinas están expuestas a fuertes concentraciones de polvo de varias partículas como el yeso y grano aerotransportado de plantas de producción vecinas. La combinación de humedad y gran carga de polvo convierte esta instalación en un entorno desafiante.
La configuración de los filtros en 2016 estaba formada por un pre filtro de bolsa de 12" en dos etapas, con una eficacia M5 y un filtro compacto de 17", con una eficacia F92. El aumento del consumo calorífico, originado por las incrustaciones, hizo necesario realizar un lavado con agua. El equipo realizó lavados diarios en línea y dos lavados fuera de línea por año; esto derivó en una mejora del 2% en el consumo calorífico cada vez que se lavaba con agua fuera de línea.
El laboratorio CamLab se puso funcionamiento en la instalación durante 2.200 horas (3 meses) con tres configuraciones diferentes de 2 etapas descritas en la Tabla 1.
La tabla muestra que el filtro CamGT 3V-600 24 "E103, al tiempo que ofrece una mejor eficacia, supera claramente al filtro F9 de 17" de la competencia en términos de pérdida de carga. El filtro Camfil CamGT 4V-300 12 "E10 obtuvo un rendimiento de pérdida de carga similar al de la competencia inicialmente, incluso con una mayor eficacia. Esto destaca que la profundidad del filtro es solo una parte del diseño – la aerodinámica, el rendimiento de las medias filtrantes, su superficie filtrante, así como su construcción, son igualmente importantes en el diseño de un filtro de alto rendimiento.
La configuración 3V-600 funcionó bien en términos de pérdida de carga y eficacia debido a su marco profundo de 24" (dos veces la profundidad del 4V-300), su configuración aerodinámica y su área filtrante optimizada. Este marco profundo permite un área filtrante incomparable y una baja velocidad, que proporciona la pérdida de carga más baja y la vida útil más larga disponible.
Se realizó un análisis de Coste del Ciclo de Vida (LCC) para determinar la configuración más rentable.
La Figura 1 indica que el menor coste del ciclo de vida para un período de seis años se predijo con la configuración 3V-600. Debido a la eficacia E10, la planta experimentaría efectos de incrustación mínimos. La mayoría de los ahorros, por lo tanto, son el resultado de una menor contaminación que conduce a una mayor potencia de salida, con ahorros de hasta el 88%. Al minimizar el efecto de incrustación en este caso, la Tabla 2 muestra que la planta podría reducir las necesidades de mantenimiento al requerir la mitad de los lavados.
La Tabla 2 muestra además que la configuración 3V-600 requiere el cambio final del filtro después de 48,000 horas. Esto permitiría a la planta cumplir con su iniciativa de operar continuamente durante seis años sin apagarse para realizar el reemplazo de la etapa final de filtración.
Se espera que la planta ahorre potencialmente un total aproximado del 29% en comparación con la configuración de la competencia, o una estimación de ahorro de 937,000 dólares durante un período de seis años4.
Como resultado de los resultados obtenidos por el laboratorio CamLab y el análisis de LCC, Camfil fue el adjudicatario del proyecto de instalación los prefiltros CamFlo como primera etapa de filtración y los filtros CamGT como etapa final.
Un fenómeno común en los filtros de aire de admisión ordinarios es la derivación y las fugas, que permiten que la sal, el agua y las partículas gruesas y submicrónicas pasen a través de ellos. El control de derivaciones y fugas evitará incrustaciones y corrosión, desgaste de los componentes de la turbina, así como tiempos de inactividad innecesarios y costosos.
El CamGT tiene una junta sin fin de una sola pieza, en lugar de cuatro piezas. Como no tiene aberturas se evita la entrada del agua.
El marco sólido y hermético de CamGT está diseñado para evitar cualquier derivación debido a la nueva técnica de pegado patentado por Camfil, el diseño de doble sellado. Las medias filtrantes generalmente se pegan al cabezal del filtro con 2-4 pasos de pegamento, sin embargo, el diseño de doble sellado es una técnica de pegado que se realiza en 6 pasos que fija las medias filtrantes al marco, lo que garantiza la prevención de fugas.
El CamGT no solo ofrece una gran superficie filtrante, sino que también presenta un plegado vertical y separadores de fusión en caliente continuos patentados para un tratamiento óptimo del agua.
Su construcción permite que el agua atrapada se drene libremente del filtro durante la operación, evitando así el arrastre de impurezas disueltas (es decir, sal) y manteniendo una pérdida de carga en condiciones de alta humedad.
1 Philip Grigsby, pronosticador de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, Departamento de Comercio de EE. UU.
2 F9 por EN779 Sistema de clasificación de filtración europeo: Eficacia media ≥ 95% on 0.4 µm
3 E10 por EN1822 Sistema de clasificación de filtración europeo: E10: Eficacia inicial ≥ 85% en MPPS (tamaño de partícula más penetrante), típicamente entre 0.1-0.2 µm.
4 El LCC se calculó utilizando datos específicos de la instalación y no se puede usar como una predicción para cada planta. Solicite un LCC personalizado: https://www.camfil.com/en/support-and-services/support/contact-locator
5 El CamGT 3V-600 y 4V-300 tienen la misma media filtrante y el mismo marco. Debido a la forma rediseñada y la mayor cantidad de media en el 3V-600 frente al 4V-300, se puede lograr pérdida de carga mucho más baja y estable.
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