无腐蚀运行
加州洛杉矶太平洋海岸发电厂

太平洋海岸的一个能源工厂实现运行无腐蚀和稳定的输出

太平洋海岸的一家发电厂经测试了解其水及盐处理能力后,决定将进气过滤器升级为康斐尔CAMGT 4V-300。

2016年,位于加州洛杉矶机场附近的一家发电厂的工程团队对西门子501F的两台燃气轮机发动机进行了孔探仪检测。检查发现两台发动机均有腐蚀迹象,部分原因是其制造商在现场安装的F8效率的过滤器导致。该团队决定对效率更改的末级过滤器进行优势评估,以减少可能进入进气口和燃气轮机的环境盐分。

现场

该工厂位于太平洋海岸的一个深谷中,附近的厚重洋雾层被深谷吸入并沉降于此,导致湿度越来越高。

在存在盐分和其他亲水性污染物且湿度峰值频繁的环境中,过滤介质上捕获的颗粒物可能溪水膨胀,从而导致阻力升高加快。过滤器阻力高会降低压缩机效率,并最终降低功率输出。极端情况下,还会引起涡轮机报警并迫使操作员降低额定功率。此外,高阻力会增加盐分溶解渗透至过滤器下游的风险。有盐分存在时,燃气轮机内部的热端腐蚀的风险增加,从而最终产生高昂的涡轮机维修费用。

 

测试

康斐尔的移动式过滤器测试平台CamLab在2122小时内成功完成了现场盲测,以比较来自不同制造商的四种过滤器。所有4个过滤器的截面尺寸均为24"x24",但过滤器的厚度略有不同。

测试过程中,将过滤器暴露于现场污染物和大气条件下。腐蚀试样也安装在每个过滤器导管的下游,以进一步了解进气过滤器的性能。

现场测试完成后,将过滤器送至位于蒙特利尔测试与学习中心的康斐尔实验室,对过滤器进行重新测试,以验证其在受控实验室条件下的性能。首先进行效率和阻力测试,然后进行雨淋仿真测试(水喷雾测试)。

 

 

测试结果

CAMLAB腐蚀测试

铜腐蚀试件安装在每个过滤器管道的下游,以测量各过滤器下游的空气和水造成的腐蚀程度。试样由高纯度的铜箔条组成,根据ISA 71.04:2013进行了测量,以检测因贱金属腐蚀而引起的厚度变化。表1显示其他厂家(过滤器A、B、C)的过滤器的下游试件腐蚀度为6900至7700埃。而康斐尔CamGT 4V-300的下游试件腐蚀度仅为3300埃,可以视为是另一效率相近的过滤器(过滤器C)防护等级的两倍。这表明原厂商过滤器的效率不足以防止腐蚀——过滤器应充分密封无旁通渗漏,并设有垂直密褶以具有良好的排水能力,才能降低燃气轮机的腐蚀风险。

效率

表1总结了末级过滤器的效率。根据EN1822:2009,4个过滤器中的3个的过滤效率达到E10等级;按照EN779:2012,过滤器B达到F9等级。

阻力

表3总结了阻力结果。测试结束时,过滤器C的阻力最高,而过滤器B的阻力最低。过滤器B的低阻力可以用较低的效率来解释,它是唯一的F9过滤器,另三个为更高等级的E10过滤器。

CamGT 4V-300的产品厚度为12英寸,即292mm。阻力与17英寸(约415mm)厚度的过滤器A相同。这表明过滤器厚度更高并不总意味着阻力会更低。

表1:铜腐蚀试样结果

过滤器 总 Å
 过滤器 A (E10) 17" 7749.7
过滤器 B (F9) 17" 7303.2
过滤器 C (E10) 12" 6947.3
CamGT 4V-300 (E10) 12" 3386.7

表2:效率结果

过滤器 效率 (EN1822:2009)
过滤器 A (E10) 17" E10
过滤器 B (F9) 17" F9*
过滤器 C (E10) 12" E10
CamGT 4V-300 (E10) 12" E10

*根据 EN779:2012

表3:阻力

过滤器 阻力 (inch w.g.)
过滤器 A (E10) 17" 1.02
过滤器 B (F9) 17" 0.66
过滤器 C (E10) 2" 1.51
CamGT 4V-300 E10 12" 1.01

 

雨淋仿真测试结果(水喷雾测试)

在完成所有效率和阻力测试并分析结果后,对CamLab测试中已经容尘的过滤器进行了一次水喷淋测试,以验证各末级过滤器暴露在水雾雨淋和高湿度环境中的性能。

测试确定了:

 

  • 过滤器的抗渗水性
  • 过滤器的阻力增加比例
     

测试终止条件为过滤器阻力达到4"w.g.(1000Pa)或经过1小时,以先发生的为准。图1的结果表明,除康斐尔过滤器外,每种过滤器均有超过20%的水分经不当密封旁通渗漏至下游。此外,CamGT是唯一可以持续1小时且无大量水渗漏,并在结束测试时保持低阻力的过滤器。结果表明,CamGT在高湿度、高水雾条件下表现优异。

图1:雨淋测试

Image-Pacific-Coast-Deluge-Graph-ENG.jpg

表4:雨淋测试

过滤器 测试时间 (min) 喷水量 (lbs) 下游水渗漏量
过滤器测试时的最大阻力 (inch wg)
过滤器 A 43 47 14 4.7
过滤器 B 60 66 23 0.8
过滤器 C 35 39 9 5.5
CamGT 4V-300 60 66 0 1.2

 

升级

该工厂对测试结果感到满意,于是将其过滤系统升级为适用于两种发动机的CamGT 4V-300,E10过滤器。

CamGT 4V300 Red filterCamGT 4V-300

关键信息

CamGT 4V-300是唯一成功通过所有四项测试的过滤器。与腐蚀试件测试中的其他过滤器相比,该过滤器在抗腐蚀方面表现出明显的改善。所有过滤器的初始效率均相同,但是,正如对该项目过滤器进行的一系列效率测试、腐蚀测试以及雨淋测试所表明的那样,初始实验室测试效率不应是唯一的考量因素。过滤器还应具有疏水性,以防止水分和盐分渗透。

CamGT 4V-300

CamGT的卓越性能基于康斐尔独特的设计特点,可在极端环境工况下保持稳定性能。

主要特点

  • 排水效率高
  • 过滤效率高
  • 高湿度环境下阻力也很低
  • 抗撕裂强度高
  • 环境友好的产品
     
用户受益
  • 环境友好的产品
  • 减少停机维护时间
  • 提高燃气轮机可利用率
  • 增加燃料效率
  • 更高、更稳定的功率输出
  • 延长透平机组寿命
  • 增加整体经营利润
     

     
创建日期 2020年5月12日