保护燃气轮机
Foxtrot International

SOLAR TURBINES与康斐尔设计的紧凑式海上平台解决方案

十多年来,康斐尔和燃气轮机设备厂商共同设计了许多适用于近海、沿海和恶劣环境应用的过滤系统优化解决方案。Solar Turbines最近向康斐尔提出了对高效紧凑型解决方案的需求。具体需求为,新的解决方案需要与现有高速过滤室具备相同的占地面积,同时确保更长的过滤器更换间隔时间、更低的初始阻力(dP)、更强的疏水性和EPA级颗粒物去除效率(尤其是盐)。

案例

Foxtrot International是一家石油与天然气的供应链上游企业,负责管理位于非洲象牙海岸近海的天然气出口平台,在那里,他们运营两台机械驱动燃气轮机机组(每台5兆瓦),驱动的压缩机需要具备高可用性。

机组A和B暴露在恶劣的环境条件下,这将导致阻力峰值,而发动机性能也会因污垢和腐蚀而迅速下降。因此,Foxtrot不得不安排不必要的停机进行维护。

 

现场

海洋平台要面对高湿度和高温、空气中的海盐等挑战,以及来自燃料燃烧、供给船只、工艺设备和润滑油排气通风等排放的污染物的影响。

此外,每年11月下旬至3月中旬之间的4个月内发生的哈马顿沙尘暴,会使现场暴露于极端粉尘中。在干旱季节,沙尘从撒哈拉沙漠传播到象牙海岸,穿越大西洋,长途跋涉数百公里到达此平台。

尽管整个系统位于甲板之间,不会受到雨水或海水水雾的直接影响,但机组时常面临盐水和哈马顿风暴的挑战,特别是机组B

原过滤器配置

高速进气过滤室处理风量为31,298 CFM,原先每个机组配有九个M6效率的末级过滤器(3W x 3H)。


维护要求

由于极端的现场条件,B机组的涡轮机性能显著下降。

  • 整个系统由于高阻力需每年停机4次更换过滤器。
  • 发动机结垢每年需要执行4次离线清洗。
  • 内视镜检查显示发动机有腐蚀迹象,而这需要进行代价高昂的维修。


现场检查

康斐尔派出现场技术代表对现有的进气系统及其周围环境进行评估。由于康斐尔拥有成功的海上过滤系统经验,客户决定该项目由康斐尔负责。


建议的过滤器配置

Foxtrot的目标是避免性能下降,并将维护需求降至每年一次。为此,康斐尔建议将过滤室重新设计为紧凑型EPA过滤器解决方案,其中包括:

  • CamVane雨水分离器
  • 符合EN779:2012标准的预滤器CamGTR 3V-600 F8,可在运行期间更换(9个)
  • 符合EN1822:2009标准的最终屏障过滤器CamGT 3V-600 E10(9个)

新过滤室采用9个预过滤器和9个EPA过滤器,以适应现有的安装空间。

改造现场监督

为了尽量减少安装过程中的停机时间,协调工作是关键。康斐尔团队对现场安装工作和现场故障排除进行了监督。同时评估了所需的设备和所需的人力。

1FOXTROT项目过滤器阻力变化情况

性能

图1显示了两台发动机的阻力随时间变化的情况。

发动机B在平台上处于更具挑战性的区域,在升级前过滤器出现过多个阻力突增,有时超过5.2“w.g。每次过滤器达到终阻力,都需要执行非计划停机以更换过滤器。

2016年3月,升级为康斐尔紧凑型EPA静态解决方案后,Foxtrot项目过滤器的阻力稳定,过滤器全年未造成任何计划外停机。

发动机A在平台上处于一个更清洁的区域,因此升级前后,阻力均较为稳定且峰值较少。尽管环境更清洁,但升级前容易达到3.1“w.g.的终阻力,而康斐尔紧凑型EPA解决方案的阻力从未超过1.7”w.g。

 

Graph

要点

由于升级后的解决方案不仅降低了阻力,还提供了EPA级的颗粒物过滤效率(与原始M6效率相比),因此结果令人印象深刻。在相同的外壳尺寸前提下,典型的E10 EPA过滤器解决方案的阻力会比M6过滤器解决方案的更高。紧凑型静态EPA过滤器解决方案能够以更低的阻力和更长的使用寿命提供EPA级效率性能,从而实现更安全、更可靠和更高效的运行。

现场经理进一步证实了发动机性能的显著改善,其可全年运行,不会因之前的原始系统结垢和腐蚀而造成任何不必要的停机。

 

结果

  • 从每年更换4次过滤器到每年更换1次
  • 从每年水洗4次到每年水洗1次
  • 解决了腐蚀问题
  • 占地面积不变
     

额外的预期节约——碳排放

与原来的M6解决方案相比,康斐尔估计CamGT 3V-600解决方案可为每台涡轮机每年减少1000吨二氧化碳排放。

康斐尔紧凑型静态EPA级过滤系统——用于海上设施应用

紧凑型静态EPA过滤统采用独特的高效CamGT 3V-600过滤器系列设计,可在有限空间承受最恶劣的环境影响。厚度更大的过滤器框架可以最大程度地利用过滤器介质,实现无与伦比的滤料面积和较低的滤料滤速,从而达到最低的阻力和最长的使用寿命。

康斐尔的CamGT 3V-600专利结构,具有垂直滤褶和间断式热熔分隔技术,可实现最佳的水处理效果,在运行过程中可将残留的水从过滤器中自由排出,从而避免重新污染物溶解渗透至过滤器下游,并在高湿度条件下保持较低且稳定的阻力。图2显示了这些功能特点如何限制盐分侵入,从而防止腐蚀。这一优势使CamGT 3V-600系列成为海上环境的最佳选择。

图2:5MW燃气轮机的盐分侵入

紧凑型解决方案的主要特点:

  • EPA过滤效率
  • 阻力低且稳定
  • 过滤器寿命长
  • 抗湍流
     

紧凑型解决方案用户优势

  • 提高涡轮机可用性和可靠性
  • 降低油耗
  • 提高产量
  • 延长涡轮机寿命
  • 降低生命周期成本(LCC)
  • 降低CO2排放
  • 更安全地运行
     

图2:5MW燃气轮机的盐分侵入

M6等级高风速过滤系统

传统的M6高速系统可以很好地聚结并去除较大的液滴,但每年仍可通过约20磅的盐分。


F8/E10两级过滤系统

最终的多级系统将盐分降低至每年0.04磅左右,比典型的高速系统低99.9%。

 
更高效的系统通过限制盐分侵入降低了热腐蚀风险和压缩机结垢,从而提高了功率输出和涡轮机的利用率。
 

创建日期 2019年4月15日