CK Power Thailand EPA 過濾器提升燃氣輪機性能

泰國CK Power改善燃氣輪機壓氣機效率,並減少其維護要求

CK Power是泰國和東盟地區發電行業的頭部企業之一。該公司運營的Bangpa-in熱電廠第一期(BIC1),同時為其所在的城市和鄰近的工業工廠提供電力保障。該廠長期受到燃氣輪機壓氣機壓氣機利用率和效率下降的困擾,運營成本與日俱增。為改善這種情況,BIC1決定升級工廠的壓氣機進氣過濾系統。

本次升級取得了令人滿意的結果:借助康法解決方案,電廠將壓氣機效率的下降程度減少80%以上,每年減少3次末級過濾器更換、3次停機清洗和7次不停機的預過濾器更換。康法生命週期成本分析表明,本次投資升級使每台燃氣輪機每年可節省150,000美元,投資回報迅速。

現場

BIC1由兩台燃氣輪機組成,總容量為117.5MW。 BIC1位於泰國灣沿海地區大城府Bangpa-in工業區,毗鄰該國首都曼谷。空氣污染問題在該地區尤為嚴重。

在該地區,燃氣輪機暴露在高濃度污染物中。舉例而言,大城府年平均PM2.5水平為25μg/m³1),是世界衛生組織的推薦安全限制(10 μg/m³)2)的兩倍多。如果燃氣輪機吸入過多細塵,會導致冷卻通道的結垢、腐蝕和堵塞。

大城府年平均相對濕度高達73%3)。空氣中的濕氣會與灰塵結合形成粘性灰塵,這對過濾而言極具挑戰。

挑戰

BIC1面臨壓氣機效率降低和燃氣輪機利用率下降的挑戰:
• 預過濾器每年需要8次在線更換。
• 末級過濾器每年需要4次離線更換。
• 壓氣機效率降低嚴重,每年至少4次需要停機清洗。

過濾器及其相關組件的高頻次維護對燃氣輪機的利用率產生不利影響。此外,過濾器壽命短還導致庫存成本過高。因此,BIC1開始招標升級壓氣機進氣過濾系統。

原有進氣過濾系統

BIC1原有的過濾系統配置為兩級過濾,包括以下:
• 第1級:G4板式預過濾器(過濾器壽命:1-2個月)
• 第2級:F9筒式末級過濾器(過濾器壽命:3個月)

 

表 1: 壓氣機效率下降率對比,原裝過濾器VS康法過濾器

Compressor Efficiency Degradation Rate

投標要求

B1C1設定以下投標要求:
•  減少壓氣機效率下降
• 預過濾器和末級過濾器使用壽命至少為1年

 

康法解決方案

康法進行了生命週期成本分析(LCC),通過比較不同的過濾器配置,確定如何在系統性能和經濟性兩方面優化解決方案。根據分析,康法建議將原有的反吹式圓筒末級過濾器改裝為靜態末級過濾器,採用2級配置,末級為EPA級過濾器的方案:
• 第1級:Hi-Flo XLT F7袋式預過濾器。 (EN779:2012)
• 第2級:CamGT 4V-300 E10緊湊型末級過濾器(EN1822:2019)。

 

效果

康法解決方案為BIC1提升瞭如下收益:
圖1顯示了原裝過濾器和康法過濾器的壓氣機效率下降情況。原裝安裝配有三條生產線;每條生產線的末端都需要更換過濾器。總體結果表明,就壓氣機效率下降速度而言,原裝過濾器比升級版康法過濾器平均快6倍。
• 隨著壓氣機效率下降程度的提高,需要更多離線清洗以恢復效率。按以前的配置,每年需要4次離線清洗,而康法解決方案在計劃停機期間只需1次離線清洗。
• 末級過濾器只需在每年計劃停機期間更換1次即可,而非以前的4次停機更換。
• 預過濾器只需在每年計劃停機期間更換1次即可,而非以前的8次。



成本分析

康法生命週期成本分析表明,BIC1對康法解決方案的升級投資將為每台燃氣輪機每年節省150,000美元。這些節省主要源自過濾器庫存和維護頻率的顯著減少。

1. 2019年大城府PM2.5平均水平:實時空氣質量指數:https://aqicn.org/city/thailand/ayutthaya/ayutthaya-witthayalai-school/
2. 環境(室外)空氣污染,世界衛生組織: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/ambient-(outdoor)-air-quality-and-health
3. 大城府每月氣候平均值、天氣和氣候: https://weather-and-climate.com/average-monthly-Humidity-perc,phra-nakhon-si-ayutthaya,Thailand

價值評級

根據價值評級分類系統,表1顯示使用CamGT 4V-300 E10與使用原裝F9最終過濾器相比,同期系統功率輸出增加4.7%,燃料損失減少2.4%MJ/MWh時,二氧化碳進一步減排9,600t/TWh。

這些結果基於在價值評級計算中經過假設的標準化環境。在尚未進行更詳細的生命週期成本分析時,操作人員可使用該工具,有效用於不同過濾器配置下燃氣輪機系統性能差異的比較。

   競爭對手 F9  CamGT 4V-300 E10
 功率輸出  93.7%  98.4%
 燃料損失  +3.1% MJ/MWh  +0.7% MJ/MWh

 CO2
節約

 6 700 tonnes/TWh   16 300 tonnes/TWh
價值評級分類系統簡化發電和石油天然氣行業燃氣輪機用戶的過濾器選擇過程,幫助他們輕鬆評估進氣過濾器的效率和質量。過濾器價值評級是對最終過濾器在功率輸出、燃料消耗和碳排放方面影響燃氣輪機性能的預測。過濾器價值評級可使用新的在線計算器進行計算,並只需要四項簡單輸入信息,該信息可從過濾器的測試報告中提取。使用www.thevaluerating.com來預測燃氣輪機過濾器的價值吧。

康法解決方案

Hi-Flo XLT F7 bag pre-filter
CamGT 4V-300 E10 compact final filter

Hi-Flo XLT F7 袋式預濾器

  • 確保F7、EN779穩定效率:2012

  • 阻力低且穩定

  • 錐形口袋可改善氣流

  • 高容塵量——得益於專有濾料、優化的口袋設計和間距控制

  • 採用玻纖濾料延長過濾器的使用壽命
  • 一體化注塑成型、堅固且符合空氣動力學設計的塑料進風面法蘭

CamGT 4V-300 E10 緊湊型末級過濾器

  • E10, EN1822:2019, 100%機械效率

  • 點斷式熱熔膠分隔的垂直褶皺設計,可改善排水並降低阻力

  • 專利雙重密封結構和疏水濾料,消除污染物溶液或鹽溶液對過濾器帶來的風險

  • 出風面專利氣動學網格,進一步降低阻力並增加整體強度

  • 潮濕環境下超過6250 Pa的耐破強度
  • 同類產品中濾料面積最大之一,適用於超高壽命和超大風量要求的應用