ต่อสู้กับหมอก เกลือ และไฮโดรคาร์บอน
Watson Cogeneration Plant in Los Angeles, California, USA

ตัวกรองอากาศสำหรับกังหันก๊าซ CamPulse GTC เพื่อป้องกัน หมอก เกลือ และไฮโดรคาร์บอนสำหรับโรงงาน Watson Cogneration

The Watson Cogeneration Plant, ตั้งอยู่ภายในโรงกลั่น Los Angeles Refinery Complex เป็นโรงงานโคเจเนอเรชั่นที่ใหญ่ที่สุดในแคลิฟอร์เนีย โรงงานแห่งนี้ผลิตไฟ 400 เมกะวัตต์สำหรับโรงกลั่นในท้องถิ่น โรงงานมีเครื่องยนต์ GE,Frame 7EA 4เครื่อง ซึ่งแต่ละเครื่องติดตั้ง Cartridges ขนาดยาว 40 นิ้ว

ผู้จัดการโรงงานสนใจที่จะประเมินประสิทธิภาพของตัวกรอง E12 ในการปกป้องเครื่องยนต์มากกว่าตัวกรอง M6 ที่ใช้ก่อนหน้านี้ผู้จัดการไม่แน่ใจว่าโซลูชั่นที่ใช้งานอยู่นั้นเหมาะสมกับพื้นที่และความต้องการหรือไม่  Camfil ถูกขอให้ทำการทดสอบ CamLab ตามด้วยการวิเคราะห์ในห้องปฎิบัติการทางวิศวกรรม

Site Conditions

โรงงานแห่งนี้ตั้งอยู่ริมทางด่วนสายสำคัญในเขตอุตสาหกรรมซึ่งมีโรงกลั่นขนาดใหญ่และโรงงานปิโตรเคมี กังหันก๊าซมีสารไฮโดรคาร์บอนขนาดเล็กและอนุภาคละเอียด โรงงานดังกล่าวตั้งอยู่ติดกับมหาสมุทรแปซิฟิก ทำให้กังหันนั้นมีหมอกหนาทึบและมีเกลือที่มีความเข้มข้นสูง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการกรองที่ดรเพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพ.

The Test

กังหันแต่ละตัวในโรงงานนั้นมีตัวกรอง Cartridge 720 ตัว E12 ซึ่งเป็นระดับที่มีประสิทธิภาพสูงการเพิ่มประสิทธิภาพการกรองให้เข้ากับสภาพแวดล้อมและเพื่อลดความเสี่ยงของแรงดันตกคร่อม (dP) ปัจจุบันได้รับการทดสอบผลิตภัณฑ์ 3 ชนิด Cartridge Tenkay GTC F9 จัดหาโดย Camfil  และ Cartridge 2 ตลับโดยของแบรนด์อื่นๆ.

CamLab, ห้องทดสอบแบบเคลื่อนที่สำหรับการทดสอบตัวกรอง การวัดการไหลของอากาศ dP ของตัวกรอง ประสิทธิภาพตัวกรอง อุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์โดยรอบ.

เมื่อสิ้นสุดการทดสอบ ตัวกรองทั้งหมดจะถูกส่งไปยังห้องปฎิบัติการทดสอบของ Camfil ตั้งอยุ่ที่ศูนย์การทดสอบและการเรียนรู้ Montreal .

ค่า Pressure drop ในตารางที่ 1 ระบุว่า Tenkay GTC และตัวกรอง D มี dP ต่ำสุด อย่างไรก็ตามตัวกรอง B มี dP สูงกว่า 22% ในขณะที่ตัวกรอง A มี dP สูงกว่า 15% .

ผลการทดสอบของ CamLab ได้รับการยืนยันแล้ว ตัวกรองจะได้รับการทดสอบเปรียบเทียบเพิ่มเติมที่ห้องปฎิบัติการทางวิศวกรรม: ประสิทธิภาพก่อนและหลังการปล่อยประจุ 

Discharged Efficiency

ตัวกรองถูกระบายออกเพื่อระบุระดับประสิทธิภาพ ตารางที่ 2 สรุปประสิทธิภาพการคายประจุของตัวกรอง ซึ่งแสดงให้เห็นว่า Tenkay GTC เป็นตัวกรองเดียวที่ยังคงประสิทธิภาพ 

Table 1: Pressure Drop Results

Filter  Pressure Drop inch w.g. (@700 CFM)
Filter A (F9) 0.79
Filter B (E12) Current

0.84

Tenkay GTC (F9) 0.69
Filter D (E10) 0.69

Table 2: Discharged Efficiency Results

Filter  Discharged Efficiency (EN779:2012 EN1822:2009)
Filter A (F9) F7
Filter B (E12) Current E11
Tenkay GTC (F9) F9
Filter D (E10) F9

Note that for an E10, E11 or E12 filter rating by EN1822:2009, efficiency at the Most Penetrating Particle Size (MPPS: typical range from 0.08-0.15 µm) must be over 85%, 95% or 99.5% respectively on discharged filters.

Note also that for an F9 filter rating by EN779:2012, efficiency at 0.4 µm must be greater than 70%.

Figure 1: Deluge Test Results

Image-Watson-Cogen-Deluge-ENG.jpg 

Table 3: Deluge Test Results

Filter  Test Duration (min) Water Sprayed (lbs) Max dP (inch w.g.)
Filter A (F9) 28 27 5.0
Filter B (E12) Current 35 31 5.0
Tenkay GTC (F9) 180 165 1.9
Filter D (F9) 122 98 5.0
 

Discussion

As the overall goal of the test was to determine the impact of reducing the efficiency level at site, several conclusions can be drawn.

  • Filter A had the lowest efficiency discharged at F7 combined with the second highest pressure drop and was the first filter to fail at 5" w.g. after 28 minutes of simulated fog.
  • Filter B had the highest efficiency discharged at E11, but had the highest pressure drop and was second to fail at 5" w.g. after 35 minutes of simulated fog.
  • The Camfil filter and Filter D had identical pressure drops and a similar efficiency discharged of F9, however, Filter D filter  failed at 5" w.g. after 122 minutes while the Camfil filter reached 1.9" w.g. after 180 minutes of simulated fog. Furthermore, 24 hours after the deluge test, Filter D was still soaked with water, while the Tenkay GTC filter had completely dried, indicating higher hydrophobicity (resistance to water penetration).

The results show that filter efficiency is only one factor to consider when selecting filters. For example, the simulated fog test showed that the current E12 (E11) filter had a very high dP increase. This high dP would likely cause an alarm and a probable turbine trip. The Tenkay GTC filter, however, maintained its F9 efficiency and had a minimal dP increase during the fog event, indicating it may be the better selection for this site. Finally, post-deluge, the GTC’s capability to dry completely implies greater hydrophobicity (resistance to water penetration).

Why Did the Camfil GTC Perform Well?

Pulse filters have been supplied all around the world, however, they were originally designed for high dust areas. Traditional pulse filters rely on the formation of a dust cake on the media surface to optimize their efficiency. In coastal environments where salt and other hydrophilic contaminants are present and humidity spikes are frequent, particles in the dust cake can swell on the surface of the filter media, causing high dP.

The GTCs synthetic, 3-dimensional media, and its fine, water repellent fibers that are located in the central layer capture salt particles throughout the depth instead of the surface. This offers low impedance to airflow resulting in lower dP through the filter life.

In addition to the media performance, the HemiPleat® open pleating technology in Camfil cartridges offers wider spacing, exposing more surface media to the air stream. This results in lower overall dP and more importantly, minimal dP increases in high humidity as well as improved dust release during pulse cleaning. Accordingly, low dP will provide operators with the following benefits:

  • Less unplanned outages
  • Lower maintenance costs
  • More engine availability
  • Higher power output

Why is Discharge Efficiency Important?

Image-Tenkay-GTC-Info-ENG.png

During fabrication of some synthetic filter media, an electric charge is built up, which temporarily increases the initial efficiency of the filter. This temporary charge eventually wears off, and efficiency plummets. In theory, while the electric charge is diminishing, dust particles are accumulating onto the filter, building efficiency back up.

In very high dust areas efficiency increases due to dust build-up on the filter – that dust cake acts as an additional barrier, allowing it to capture smaller particles, therefore increasing average efficiency. In low dust areas, there is often not enough dust to bring back efficiency once the electrostatic charge wears off. This may cause fouling of the blades which may plug the cooling holes of the turbine, or worse, corrosion, which may shorten the life of the turbine blades.

The plant at Watson Cogen, like most coastal sites, has lower dust concentrations, but smaller and finer particulate, therefore, it is important to consider initial discharge efficiency as opposed to only average efficiency when purchasing filters. Always request test reports per EN779:2012 or EN1822: 2009.


1 http://www.decentralized-energy.com/articles/2012/08/tesoro-gain-control-of-californias-largest-chp-plant-after-bp-deal.html

Created 2 มิถุนายน 2564