Les filtres CamGT EPA augmentent la performance des turbines à gaz

LE SITE

BIC1 se compose de deux turbines à gaz d'une capacité totale de 117,5 MW. Elle est située dans la zone côtière du golfe de Thaïlande, dans le district industriel de Bangpa-in à Ayutthaya, près de la capitale du pays, Bangkok. La pollution atmosphérique est un problème majeur dans la région. 

Dans cette zone, les turbines à gaz sont exposées à de fortes concentrations de contaminants. Par exemple, le niveau moyen annuel de PM2,5 à Ayutthaya était de 25 μg/m^{3 1}, soit plus du double de la moyenne annuelle recommandée par l'OMS (10 μg/m³)². Les poussières fines, si elles sont ingérées par les turbines à gaz, peuvent provoquer l'encrassement, l'érosion et le colmatage du système de refroidissement.

Ayutthaya a une humidité relative moyenne annuelle élevée de 73%³. L'humidité de l'air peut se combiner avec la poussière pour former une poussière collante, qui pose des problèmes de filtration.

 

LES ENJEUX

Le BIC1 a dû faire face à des défis en termes de perte d'efficacité du compresseur et de disponibilité des turbines à gaz :
• Les préfiltres ont nécessité 8 remplacements de filtres en ligne par an
• Les filtres terminaux nécessitaient 4 remplacements de filtres hors ligne par an. 
• Une perte d'efficacité significative du compresseur nécessitait au moins 4 lavages hors ligne par an.

Le niveau élevé de maintenance associé aux filtres a eu un impact négatif sur la disponibilité des turbines à gaz. De plus, la courte durée de vie des filtres entraînait un coût d'inventaire élevé. Aussi BIC1 a lancé un appel d'offres pour un système de filtration amélioré.

 

 LE SYSTÈME DE FILTRATION D’ORIGINE

La configuration d’origine de la filtration du BIC1 était un système de filtration à deux étages composé de 
• 1er étage : Préfiltres panneaux G4 (durée de vie des filtres : 1 à 2 mois)
• 2ème étage : filtres terminaux à cartouches F9 (durée de vie des filtres : 3 mois)

 

Figure 1 : Taux de dégradation de l'efficacité du compresseur avec les filtres originaux par rapport aux filtres Camfil.

LES EXIGENCES DE L'OFFRE

B1C1 a fixé les exigences suivantes pour l'offre :
• Réduction de la perte d'efficacité des compresseurs 
• Augmentation de la durée de vie des préfiltres et des filtres finaux d'au moins 1 an

LA SOLUTION DE CAMFIL 

Camfil a effectué une analyse du coût du cycle de vie (LCC) pour comparer les différentes configurations de filtres afin de déterminer la solution optimale. Sur la base de cette analyse, Camfil a recommandé de rénover le système en passant d'une configuration à cartouche à une configuration statique, avec un système à 2 étages, de classe de filtration EPA :
• 1er étage : préfiltres à poches Hi-Flo XLT F7. (EN779:2012)
• 2ème étage : Cam GT 4V-300 E10 filtres terminaux compacts (EN1822:2019).

 

LES RÉSULTATS

Grâce à la solution de Camfil, BIC1 a bénéficié des avantages suivants : 

 - La figure 1 montre la dégradation de l'efficacité du compresseur pour le filtre d'origine par rapport aux filtres Camfil. Trois lignes sont représentées pour l'installation d'origine ; un remplacement du filtre a été nécessaire à la fin de chaque ligne. Les résultats globaux montrent que la dégradation de l'efficacité du compresseur augmentait à un rythme 6 fois plus rapide en moyenne avec les filtres d'origine qu'avec les filtres Camfil proposés.
- Avec un taux plus élevé de dégradation du compresseur, davantage de lavages d'eau hors ligne étaient nécessaires pour récupérer l'efficacité. La configuration précédente nécessitait 4 lavages hors ligne par an, tandis que la solution de Camfil ne nécessite qu'un seul lavage hors ligne, pendant un arrêt programmé.
- Les filtres terminaux ne nécessitent qu'un seul remplacement de filtre hors ligne au lieu de quatre, pendant l'arrêt annuel de l'usine.
- Les préfiltres ne nécessitent qu'un seul changement de filtre au lieu de 8, pendant l'arrêt annuel de l'usine.

L’ANALYSE DES COÛTS

L'analyse du coût du cycle de vie de Camfil a montré que les investissements de BIC1 avec l'installation de Camfil permettraient de réaliser des économies de 150 000 USD par turbine à gaz, par an. Ces économies sont principalement dues à la réduction significative du stock de filtres et de la fréquence de maintenance.

1. Average PM2.5 level in Ayutthaya, 2019: Real-time Air Quality Index: https://aqicn.org/city/thailand/ayutthaya/ayutthaya-witthayalai-school/
2. Ambient (outdoor) air pollution, WHO: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/ambient-(outdoor)-air-quality-and-health
3. Ayutthaya Monthly Climate Averages, Weather and Climate: https://weather-and-climate.com/average-monthly-Humidity-perc,phra-nakhon-si-ayutthaya,Thailand

Le système de classification « Value Rating »  simplifie le processus de sélection des filtres pour les utilisateurs de turbines à gaz dans les secteurs de la production d'électricité et du pétrole et du gaz en les aidant à évaluer facilement l'efficacité et la qualité des filtres d'entrée d'air primaire. La valeur nominale d'un filtre est une projection de l'impact qu'un filtre final aura sur les performances d'une turbine à gaz en termes de puissance, de consommation de carburant et d'émissions de carbone. La valeur nominale d'un filtre peut être calculée à l'aide d'un nouveau calculateur en ligne, qui nécessite quatre entrées simples pouvant être extraites du rapport d'essai du filtre. Essayez le calculateur à l'adresse www.thevaluerating.com.