比較測試表明,升級為EPA過濾器後,六年時間內可節約937000美元
路易斯安那州海灣沿岸的一座新型聯合循環發電廠自2014年開始投入商業運營。該電站有兩台GE 7F.04燃氣輪機,每台發電量171兆瓦,一台蒸汽輪機發電量218兆瓦,總發電量560兆瓦。
2016年初,一個由透平機組管理人員組成的團隊採取了積極措施,以防止壓縮機腐蝕和結垢影響到整個機組中其他7FA機組的功率輸出。如果不加以控制,腐蝕造成的發動機改造費用和收入損失可能會使工廠蒙受數百萬美元的經濟損失。此外,該團隊還了解到結垢對功率和發動機性能的影響。儘管可以通過離線清洗在某種程度上減輕由結垢引起的性能下降,但一些不可恢復的退化情況將依然保留。
該工廠的另一項舉措是將其停機大修時間間隔從三年改為六年,因此要求末級過濾器的生命週期為六年。為了選擇合適的過濾器,以防新工廠發生腐蝕和結垢問題,他們決定使用康法的現場測試車對各種過濾器配置進行測試。 CamLab測試車是一間28英尺長的移動測試實驗室,由四個獨立的管道組成,可以安裝預過濾器和末級過濾器,以便在購買過濾器之前監測和分析每種配置過濾現場環境中的空氣污染物的能力。
CamLab可讓您深入了解哪些過濾配置可承受現場環境的惡劣條件,減少燃氣輪機停機清洗需要,同時減少因腐蝕造成的停機維護需求。
該電廠位於南路易斯安那州密西西比河沿岸,距墨西哥灣不到20英里。這一特定地點的年平均溫度為70°F (21℃),5月至9月的溫度通常超過90°F (32℃),相對濕度超過90%1。夏季,午後的雷暴會在短時間內產生強降雨。
電廠位於工業區,機組暴露於來自附近生產廠的各種顆粒物(如:石膏和懸浮顆粒)的高濃度粉塵。
濕度和大量粉塵的結合使這裡的環境對於進氣系統過濾器來說充滿挑戰。
2016年,電廠機組的過濾器配置為兩級12" (300mm) 長度的袋式預濾器,額定效率為M5,17"(430mm)厚度的緊湊型過濾器,效率等級為F92。由結垢引起的熱耗率增加,需要用水清洗才能恢復。管理團隊每天進行一次在線清洗,每年執行兩次離線清洗,每次離線沖洗時,熱耗率會有2%的改善。
CamLab在現場進行了2200小時(3個月)的測試,採用表1列出的三種不同配置的兩級過濾方案。
該表顯示,CamGT 3V-600 24"(600mm)厚度的E103過濾器在提供更高效率的同時,阻力方面也明顯優於競爭對手的17"(430mm)厚度的F9過濾器。康法CamGT 4V-300 12"(300mm)厚度的E10過濾器在初期時其阻力情況與競爭對手相似,但效率更高。這凸顯出過濾器厚度只是設計的一部分——空氣動力學、濾料性能、濾料表面以及產品結構在性能良好的過濾器設計工作中同樣重要。
CamGT 3V-600憑藉24”厚度的框架(是CamGT 4V-300的兩倍)、空氣動力學配置和優化的濾料面積,在阻力和效率方面均表現出色。這種深框架可實現無與倫比的濾料面積和較低的濾速,從而提供最低的阻力和最長的使用壽命。在類似的環境中,3V-600持續使用了5年之久,沒有更換,因此具有很高的燃氣輪機工況的可用性。
該項目同樣進行了LCC生命週期成本分析,以確定過濾器的總體擁有成本TCO,獲得最具成本效益的過濾方案。
圖1表明,對於六年內的總體擁有成本TCO預計來說,配置3V-600末級過濾器的方案TCO最低。該方案擁有更高的E10效率等級的末級過濾段,結垢影響將降至最低。因此,高達88%的成本節約是減少結垢後,功率輸出升高的結果。表2顯示,該工廠可通過減少一半的離線清洗次數來減少維護需求,從而最大程度地降低這種結垢影響。
表2進一步顯示,3V-600的配置擁有48,000小時的末級過濾器使用壽命。這將使工廠能夠實現連續運行六年而無需停機更換末級過濾器的初衷。
與競爭對手的配置相比,該工廠有望節約29%左右的總運維成本,或在六年的期間內節約93.7萬美元4。
根據CamLab結果和LCC分析的結果,康法獲得了該項目,採用在第一級過濾段安裝CamFlo預過濾器和在末級過濾段安裝CamGT過濾器的配置。
普通進氣過濾器中常見的現像是旁路洩漏和濾芯洩漏,這會使鹽分、水分以及粗顆粒和亞微米顆粒穿過過濾器。控制旁路洩漏和濾芯洩漏可防止下游機構的結垢和腐蝕發生,避免透平機械部件的磨損以及不必要且代價昂貴的停機維護和檢修。
與四邊拼貼的傳統密封墊形式相比,CamGT配有一體發泡成形的無接縫密封墊。無接縫的密封墊設計能夠防止水分通過旁路滲透至下游。
憑藉康法獲得專利的新型密封膠技術和雙重密封設計,CamGT堅固、氣密的外部框架可防止任何旁路洩漏出現。傳統的濾料密封粘合通常採用2-4個粘合步驟,然而,CamGT的雙重密封設計採用6步粘合技術,可將濾料牢牢固定在外框上,從而防止濾芯洩漏。
CamGT不僅擁有較大的過濾濾料表面積,還具有垂直密褶的濾芯生產工藝和獲得專利的間斷式熱熔膠分隔技術,可實現最佳的水分處理能力。
其結構可在運行過程中將殘留的水分從過濾器中自由排出,從而避免溶解於水分的雜誌(即:鹽分)滲透至過濾器下游造成腐蝕風險,並在高濕度條件下保持低阻力。
1 美國商務部國家海洋與大氣管理局預報員Philip Grigsby
2 F9 依據EN779:2012 一般通風用空氣過濾器評級的歐洲標準:對0.4 µm粒子平均過濾效率 ≥ 95%
3 E10 依據EN1822高效空氣過濾器評級的歐洲標準:E10:對MPPS(最具穿透力的粒徑)的初始過濾效率≥85%,MPPS粒徑通常在0.1-0.2 µm之間。
4LCC使用特定現場數據進行計算,不能用作所有現場的預測。為您的工廠選擇個性化的LCC: https://www.camfil.com/en/support-and-services/support/contact-locator
5CamGT 3V-600和4V-300具有相同的濾料和過濾器外框材質,3V-600的外框形狀進行了重新設計,與4V-300相比具有更高的濾料用量,因此可以實現更低且穩定的阻力。