huadian 

Высокопроизводительные фильтры с наполнителем GTC для условий с высокой влажностью

Переход на использование фильтров CamPulse GTC обеспечил максимальную работоспособность оборудования в ходе отопительного сезона 

В 2017 г. две газовые турбины GE PG9171E были установлены на электростанции Huadian, расположенной в Тяньцзиньской зоне экономического и технического развития в Китае. Исходная система фильтрации (установленная мировым производителем фильтров) состояла из 460 импульсных фильтров для каждой воздухозаборной системы. Черед год эксплуатации станции приходилось часто выполнять незапланированные остановы турбин в сезон пиковых нагрузок.

ОБЪЕКТ

Тяньцзинь находится в северном Китая в дельте реки Хайхэ, где она впадает в залив Бохайвань. В регионе четко различаются четыре времени года с муссонным климатом и среднегодовым количеством осадков 1100 мм (43,3”). Зимой в регионе часто бывает туман и дымка, а относительная влажность постоянно держится на уровне 90%.

Сложные климатические условия на севере Китая являются экстремальными для впускных фильтров, при этом зимний и весенний сезоны отличаются самыми высокими концентрациями частиц PM2,5 в том числе морской соли В 2015 году концентрация частиц пыли PM10 и PM2,5 в среднем была на 83 % и 65 % выше стандарта ВОЗ 1 – 116 мг/м3 и 71,5 мг/м3 соответственно2.
1 who.int/phe/health_topics/outdoorair/databases/cities
2 cleanairasia.org/wp-content/uploads/2016/08/China-Air-2016-Report-Full.pdf

ПРОБЛЕМА

Расположенной поблизости промышленной зоне для работы требуется энергия, вырабатываемая электростанцией (для отопления) в зимний сезон, поэтому бесперебойная работа турбин имеет важнейшее значение.

Через год после установки показатели работы фильтров на обеих турбинах стали ухудшаться, при этом перепад давления регулярно превышал пороговое значение 1300 Па.

Необходимость проводить дорогостоящую замену фильтров всего через 2500 часов работы турбины заставила руководство начать искать альтернативы «Мы хотим снизить перепад давления, повысить скорость и добиться работы воздушных фильтров без замены в течение всего отопительного сезона (с 16 ноября по 28 февраля)» пояснил руководитель отдела эксплуатации. «Сейчас нам приходится менять фильтры через 2000-3000 часов работы, что намного ниже расчетного стандарта».

РЕШЕНИЕ

На замену существующим фильтрам компания Camfil порекомендовала свои высокоэффективные, устойчивые к влажности, импульсные фильтры CamPulse HemipleatTM класса GTCF9/Merv 16.

Наполнитель GTC подтвердил свою эффективность в регионах, отличающихся большим количеством пыли и высокой влажностью. После демонстрации работы фильтра в рамках сравнительных испытаний с фильтрами от других поставщиков, на компанию Huadian произвела впечатление высокая эффективность и низкий перепад давления. Далее, истории успешного применения на различных предприятиях из Северного Китая убедили их перейти на фильтры GTC на одной из своих турбин. Незначительные изменения были выполнены на обоих впусках, чтобы можно было установить 600 пар фильтров вместо 460, благодаря чему поток воздуха и сопротивление в расчете на каждый фильтры были снижены.

Другая установка была оснащена 600 фильтрами доочистки класса F7/Merv13 от конкурирующего производителя. Было проведено сравнение работы двух систем с целью отследить работу двух турбин в течение двух месяцев.

РЕЗУЛЬТАТЫ СРАВНЕНИЯ

Две системы фильтрации были установлены 1 декабря 2015 года. Через два месяца воздушный фильтр местного производителя продемонстрировал резкий рост перепада давления, чего не наблюдалось у фильтра Camfil GTC. Как показано на графике 1, перепад давления в фильтре GTC оставался ниже и стабильнее даже при высокой относительной влажности.

Через шесть месяцев после установки фильтры местного производителя были заменены из-за превышения порогового значения перепада давления, для чего пришлось внепланово останавливать работу турбины.

МОДЕРНИЗАЦИЯ

Компания Huadian ожидала ухудшения качества воздуха в Тяньцзине и приняла решение снизить риск еще одного останова турбины в хоте следующего отопительного сезона, перейдя на фильтры Camfil GTC в октябре 2016 г.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Переход на фильтры Camfil GTC обеспечил бесперебойную работу в ходе отопительного сезона. Это стало результатом низкого и стабильного перепада давления, который предотвращает преждевременную замену фильтров, а также положительно влияет на выработку электроэнергии и эффективность газовой турбины. Более того, отсутствие скачков перепада давления в периоды с высокой влажность позволяет снизить риск автоматического аварийного останова турбины. Тем самым нежелательных остановов можно избежать.

Каковы измеримые последствия падения давления? Обычно падение давления на 25 мм (1”) водного столба (250 Па) снижает выработку мощности турбиной на 0,375 % при работе с базовой нагрузкой и повышает нагрев на 0,125 %. В случае с компанией Huadian, в таблице 1 показано, что можно добиться увеличения выработки электроэнергии на 595 (более низкий перепад давления) + 5904 (отсутствие необходимости замены фильтров) = 6499 МВт/ч.

Помимо экономии за счет более низкого перепада давления, более высокий класс F9/MERV16 пар фильтров GTC в сравнении с фильтрами конкурента, имеющих класс F7/MERV13 позволяет поддерживать компрессор и турбину в более чистом состоянии. Это обеспечивает повышенную работоспособность, надежность и рентабельность, поскольку работа турбины поддерживается на более высоком уровне и требуется меньше остановов для мойки оборудования.

Первое наполнение:
Наполнитель из синтетического волокна с глубокой загрузкой без заряда удаляет гигроскопические частицы при использовании в регионах с высокой влажностью. F9 согласно EN 779:2012

Второе наполнение:
Синтетические шарики удерживают складки раскрытыми, а конструкция с более широкими промежутками обеспечивает более высокую степень использования и более эффективную фильтрацию.

ПРЕИМУЩЕСТВА

Несмотря на то, что импульсные фильтры поставляются по всему миру, первоначально они были предназначены для районов с сильным запылением. Для обеспечения максимальной эффективности традиционным импульсным фильтрам требуется образование корки пыли на поверхности наполнителя На побережье, где присутствует соль и другие гидрофобные загрязнения, а также отмечаются скачки влажности, присутствующие в корке пыли частицы могут разбухать на поверхности наполнителя фильтра, из-за чего перепад давления повышается.

Синтетический, трехмерный наполнитель фильтров GTC и мелкие водоотталкивающие волокна, находящиеся в центральном слое, улавливают частицы соли по всей глубине, а не только на поверхности. Это обеспечивает сопротивление воздушному потоку, обеспечивающее более низкий перепад давления в течение всего срока службы фильтра.

Помимо работы наполнителя, технология открытого гофрирования HemiPleatTM, применяемая в картриджах Camfil, обеспечивает более широкие промежутки, благодаря чему поток воздуха попадает на большую поверхность наполнителя. Это обеспечивает более низкий общий перепад давления и, что важнее, минимальный рост перепада давления при высокой влажности, а также увеличенный сброс пыли в ходе импульсной очистки. Соответственно, более низкий перепад давления дает операторам следующие преимущества:

  • Меньше незапланированных остановов
  • Более низкие затраты на техническое обслуживание
  • Более высокая работоспособность двигателя
  • Увеличение выработки электроэнергии

ТАБЛИЦА 1. УВЕЛИЧЕНИЕ ВЫРАБОТКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ЗА СЧЕТ РАБОТЫ ФИЛЬТРОВ GTC

*Перепад давления в течение 2 месяцев:

  • Средний перепад давления на фильтрах конкурента: 29 мм H20 (1,14” водного столба)
  • Средний перепад давления фильтров Camfil GTC: 18 мм H20 (0,71” водного столба)
  • Расчет: 1,14 - 0,71 = 0,43

*На этой станции для замены фильтров требуется останов оборудования приблизительно на 48 часов

© Camfil AB, HUADIAN TIANJIN ПРИМЕР ПРИМЕНЕНИЯ GTC / Изд. на англ. языке / МАЙ 2017 г.