CK Power en Tailandia reduce la degradación de la efectividad del compresor de la turbina de gas y los requisitos de mantenimiento de la turbina de gas
La central BIC1 consta de dos turbinas de gas con una capacidad total de 117,5 MW. Está situada en la zona costera del Golfo de Tailandia, en el distrito industrial de Bangpa-in, en Ayutthaya, cerca de la capital del país, Bangkok. La contaminación atmosférica es un problema notable en la zona.
En ella, las turbinas de gas están expuestas a altas concentraciones de contaminantes. Por ejemplo, la media del nivel anual de concentración de partículas PM2,5 en Ayutthaya era de 25 μg/m3 1, más del doble de la media anual recomendada por la OMS (10 μg/m3)2. El polvo fino, si se introduce en las turbinas de gas, puede provocar ensuciamiento, erosión y el taponamiento de los pasos de refrigeración.
Ayutthaya tiene una elevada humedad relativa media anual del 73%3. La humedad del aire puede combinarse con el polvo para formar un polvo pegajoso, lo cual es un reto para la filtración.
El BIC1 se enfrentó a desafíos tanto por la pérdida de eficacia del compresor como por la disponibilidad de las turbinas de gas:
- Los prefiltros requerían 8 sustituciones en línea al año.
- Los filtros finales requerían 4 sustituciones fuera de línea al año.
- La importante pérdida en la eficacia de los compresores requería de al menos 4 lavados fuera de línea al año.
El alto nivel de mantenimiento asociado a los filtros afectaba negativamente a la disponibilidad de las turbinas de gas. Además, la poca vida útil de los filtros conllevaba un elevado coste de inventario. Por lo tanto, BIC1 abrió una licitación de mejora para un nuevo sistema de filtración.
La configuración original de filtración del BIC1 consistía en un sistema de filtración de dos etapas, formado por:
- 1ª etapa: Prefiltros de panel G4 (duración del filtro: 1-2 meses)
- 2ª etapa: Filtros finales de cartucho F9 (vida útil del filtro: 3 meses)
B1C1 estableció los siguientes requisitos de licitación:
- Reducción de la degradación de la eficacia del compresor
- Que tanto los prefiltros como los filtros finales durasen al menos 1 año
Camfil realizó un Análisis del Coste del Ciclo de Vida (LCC) para comparar diferentes configuraciones de filtros y determinar la solución óptima para el cliente. Basándose en el análisis final, Camfil recomendó adaptar el sistema a una configuración estática, con un sistema de clase EPA de 2 etapas:
- 1ª etapa: prefiltros de bolsa Hi-Flo XLT F7. (EN779:2012)
- 2ª etapa: Filtros finales compactos Cam GT 4V-300 E10 (EN1822:2019)
- La figura 1 muestra la degradación en la eficacia del compresor del filtro original frente a los filtros Camfil. Se muestran tres líneas para la instalación original; al final de cada línea fue necesario sustituir el filtro. Los resultados generales muestran que la degradación de la eficacia del compresor aumentaba de media a un ritmo 6 veces superior con los filtros iniciales que con los filtros de Camfil.
- Con una mayor tasa de degradación del compresor, se requieren más lavados de agua fuera de línea para recuperar la eficacia. La configuración anterior requería 4 lavados fuera de línea al año, mientras que la solución de Camfil sólo requería 1 lavado fuera de línea, durante una parada programada.
- Los filtros finales sólo requieren la sustitución de 1 filtro fuera de línea en lugar de 4, durante la parada anual de la planta.
- Los prefiltros requieren sólo 1 cambio de filtro en lugar de 8, durante la parada anual de la planta.
El Análisis del Coste del Ciclo de Vida de Camfil mostró que las inversiones de BIC1 supondrían un ahorro de 150.000 dólares por turbina de gas, al año, con la instalación de Camfil. Este ahorro se debe principalmente a la importante reducción del inventario de filtros y de la frecuencia de mantenimiento.
España
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
Según el sistema de clasificación The Value Rating, la Tabla 1 muestra que el CamGT 4V-300 E10 aumenta la potencia en un 4,7%, disminuye la penalización por combustible en un 2,4% MJ/MWh, a la vez que aumenta el ahorro de CO2 en 9 600 toneladas/TWh, en comparación con el filtro final original F9.
Estos resultados se basan en un entorno estandarizado que ya asumen en los cálculos de The Value Rating. Se trata de una herramienta que los responsables pueden utilizar cuando no se ha realizado un análisis más detallado del Coste del Ciclo de Vida. Es un buen indicador para comparar filtros.
| Competitor F9 | CamGT 4V-300 E10 | |
| Power output | 93.7% | 98.4% |
| Fuel penalty | +3.1% MJ/MWh | +0.7% MJ/MWh |
| CO2 savings | 6 700 tonnes/TWh | 16 300 tonnes/TWh |
Hi-Flo XLT F7 Pre filtro de Bolsa
CamGT 4V-300 E10 filtro compacto final