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)。
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。
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。
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)。
由于极端的现场条件,B机组的涡轮机性能显著下降。
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:
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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%。