Stratégies de remplacement des filtres

Vous pouvez faire des économies substantielles en remplaçant vos filtres au bon moment. La qualité des filtres d’entrée d’air est essentielle pour une performance optimale de la turbine à gaz. Les particules nocives contenues dans les filtres bypass peuvent entraîner une perte de puissance et la dégradation du moteur, ce qui nécessite une maintenance coûteuse pour recouvrer le rendement. La protection de la turbine avec des solutions de filtration spécifiques au site permet de s’assurer que les niveaux de rentabilité restent élevés.

Néanmoins, pour maximiser la rentabilité, il faut un filtre approprié. Lorsque le filtre se charge de contaminants, l’augmentation de la perte de charge (dP) a un impact sur la rentabilité globale. En règle générale, 1 pouce de colonne d'eau de dP (250 Pa) réduit la puissance de la turbine de 0,375 % et augmente le débit thermique de 0,125 %. Même si votre maintenance est planifiée, une alarme déclenchée par une perte de charge maximale atteinte peut forcer un arrêt pour remplacer le filtre et revenir à un rendement normal.

Et s'il y avait une meilleure méthode pour le remplacement de vos filtres ? Les recommandations suivantes représentent trois stratégies possibles pour optimiser le remplacement des filtres :

  • Lorsqu'une certaine valeur de perte de charge est atteinte
  • Par la maintenance préalablement programmée
  • Par les tests en laboratoire des filtres

Déclenchement de la perte de charge

Le remplacement des filtres entraînant généralement des temps d'arrêt, les opérateurs ont tendance à laisser les filtres installés aussi longtemps que possible, ou jusqu'à un cycle de maintenance planifié. Comme indiqué ci-dessus, l’augmentation de la perte de charge réduit les performances de la turbine.

Lorsque l'on considère la rentabilité globale, chaque solution de filtration a un point de remplacement optimal qui génère les bénéfices d’exploitation les plus élevés. Le graphique 1 présente un exemple de filtre statique analysé sur la durée et montre clairement qu'en laissant les filtres au-delà du point optimal (dans le cas présent, 8 000 heures), des coûts supplémentaires sont générés et la rentabilité est par conséquent réduite.

  • Le remplacement des filtres à une dP estimée à 1,6 pouce de colonne d'eau (dans le cas présent, 8 000 heures) s’est révélé être le point optimal. Ce point coïncide avec la maintenance programmée de la centrale, ce qui permet une exploitation plus efficace et l’absence de perte de profit.
  • Le remplacement des filtres à la dP de 2,4 pouces de colonne d'eau, recommandée par le fabricant de filtres, (dans le cas présent, 13 000 heures) entraîne des coûts d’exploitation* supérieurs de 4,6 % à cause de la dP plus élevée.
  • Le remplacement des filtres à la dP de 5 pouces de colonne d'eau recommandée par les OEM (dans le cas présent, 24 000 heures) entraîne des coûts d’exploitation* supérieurs de 39 % par rapport au point optimal à cause de la dP plus élevée.

En règle générale, il est plus rentable de changer les filtres avant la dP recommandée par le fabricant. 

Graphique Stratégies de remplacement des filtres

*Coûts d’exploitation :
Valeur de MWh perdus en raison de la baisse des performances de la turbine
Valeur des coûts de remplacement des filtres
Valeur du carburant

Calculs supposés pour le fonctionnement d’une centrale électrique de base

75 MW, 8 000 heures par an, 35 dollars par MWh, 2 250 PCM par filtre

 

Filtre à air statique CamGT 4V-300 F9

avec une recommandation de 2,4 pouce de colonne d'eau testée

pour déterminer le point

de remplacement le plus rentable. Le graphique montre que

le temps optimal est d’environ

8 000 heures (lors d'une maintenance programmée)

à 1,6 pouce de colonne d'eau lorsque le coût total

sera le plus bas.

Déclenchement de la maintenance programmée

La difficulté de ce déclenchement est d’établir la date d’arrêt optimale pour l’opérateur. De nombreuses centrales procèdent au remplacement des filtres tous les 18 à 24 mois lorsque la perte de charge est plus élevée. Toutefois, comme le montre le graphique 1, laisser un filtre fonctionner au-delà de ses recommandations peut entraîner une augmentation exponentielle de la perte de charge, ce qui oblige la centrale à fonctionner à charge réduite. Prenez en compte les avantages suivants qu’il y a à aligner votre point de remplacement optimal sur une maintenance programmée :

  • Un arrêt planifié incluant la maintenance générale, aucune perte de revenu n’est enregistrée à cause du remplacement du filtre.
  • Un arrêt anticipé réduit le risque de panne forcée et permet de garantir la disponibilité et la fiabilité.
  • Il est plus rentable de planifier une maintenance générale qui prend en compte le point optimal de remplacement de la perte de charge.

Déclenchement du test du filtre

Les centrales envoient généralement les filtres dans un laboratoire pour qu’ils y subissent des tests au terme d’une année ou deux quand leur système de contrôle de la perte de charge n'est pas approprié ou si le filtre a vieilli. Il est essentiel d’envoyer les filtres assez tôt, car des orages violents ou des pics d’humidité élevés peuvent provoquer des pertes de charge maximales sur des filtres chargés de contaminants. Prenez en compte les informations suivantes :

  • L'envoi de filtres au laboratoire garantit un contrôle approfondi de la qualité et des performances. En plus des tests de perte de charge, les experts du laboratoire utiliseront plusieurs méthodes d’essai pour vérifier l’intégrité, la résistance et l’efficacité du filtre, ainsi que d’autres caractéristiques telles que la rouille, l’état des joints et bien plus encore.
  • Les filtres qui subissent des tests doivent être remplacés.

Quel est le meilleur moment pour déclencher le remplacement des filtres de votre centrale ?

  • Maximisez la rentabilité :
    • La maintenance programmée est plus importante pour les centrales électriques de base, car elles doivent fonctionner en permanence pour éviter des pertes de production trop coûteuses. Choisir la bonne maintenance programmée annuelle en fonction du point optimum de perte de charge permet de maximiser les profits. Contactez Camfil et demandez une analyse pour déterminer la meilleure option pour votre site.
  • Veillez à la protection de la turbine :
    • Pour les usines qui ne suivent pas la pression ou n’enregistrent que très peu d’augmentation de pression, les tests en laboratoire sur les filtres permettent de garantir l'intégrité et la performance des filtres à mesure qu'ils prennent de l’âge. Comme nous l’avons vu, les tests de laboratoire prennent en compte d'autres caractéristiques que la perte de charge ne mesure pas, notamment l'efficacité, la résistance du média, la corrosion des pièces métalliques, etc.
  • Maximisez la durée de vie du filtre :
    • Le remplacement des filtres à la perte de charge recommandée par le fabricant doit être considéré comme la limite maximale. Si un opérateur n'est pas en mesure de procéder au remplacement au point optimum ou s’il ne peut pas envoyer les filtres pour qu’ils soient testés, il doit les remplacer au plus tard à la perte de charge recommandée par le fabricant.
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