太平洋海岸的一家發電廠經測試了解其水及鹽處理能力後,決定將進氣過濾器升級為康法CAMGT 4V-300。
2016年,位於加州洛杉磯機場附近的一家發電廠的工程團隊對西門子501F的兩台燃氣輪機發動機進行了孔探儀檢測。檢查發現兩台發動機均有腐蝕跡象,部分原因是其製造商在現場安裝的F8效率的過濾器導致。該團隊決定對效率更改的末級過濾器進行優勢評估,以減少可能進入進氣口和燃氣輪機的環境鹽分。
該工廠位於太平洋海岸的一個深谷中,附近的厚重洋霧層被深谷吸入並沉降於此,導致濕度越來越高。
在存在鹽分和其他親水性污染物且濕度峰值頻繁的環境中,過濾介質上捕獲的顆粒物可能溪水膨脹,從而導致阻力升高加快。過濾器阻力高會降低壓縮機效率,並最終降低功率輸出。極端情況下,還會引起渦輪機報警並迫使操作員降低額定功率。此外,高阻力會增加鹽分溶解滲透至過濾器下游的風險。有鹽分存在時,燃氣輪機內部的熱端腐蝕的風險增加,從而最終產生高昂的渦輪機維修費用。
康法的移動式過濾器測試平台CamLab在2122小時內成功完成了現場盲測,以比較來自不同製造商的四種過濾器。所有4個過濾器的截面尺寸均為24"x24",但過濾器的厚度略有不同。
測試過程中,將過濾器暴露於現場污染物和大氣條件下。腐蝕試樣也安裝在每個過濾器導管的下游,以進一步了解進氣過濾器的性能。
現場測試完成後,將過濾器送至位於蒙特利爾測試與學習中心的康法實驗室,對過濾器進行重新測試,以驗證其在受控實驗室條件下的性能。首先進行效率和阻力測試,然後進行雨淋仿真測試(水噴霧測試)。
銅腐蝕試件安裝在每個過濾器管道的下游,以測量各過濾器下游的空氣和水造成的腐蝕程度。試樣由高純度的銅箔條組成,根據ISA 71.04:2013進行了測量,以檢測因賤金屬腐蝕而引起的厚度變化。表1顯示其他廠家(過濾器A、B、C)的過濾器的下游試件腐蝕度為6900至7700埃。而康法CamGT 4V-300的下游試件腐蝕度僅為3300埃,可以視為是另一效率相近的過濾器(過濾器C)防護等級的兩倍。這表明原廠商過濾器的效率不足以防止腐蝕——過濾器應充分密封無旁通滲漏,並設有垂直密褶以具有良好的排水能力,才能降低燃氣輪機的腐蝕風險。
表1總結了末級過濾器的效率。根據EN1822:2009,4個過濾器中的3個的過濾效率達到E10等級;按照EN779:2012,過濾器B達到F9等級。
表3總結了阻力結果。測試結束時,過濾器C的阻力最高,而過濾器B的阻力最低。過濾器B的低阻力可以用較低的效率來解釋,它是唯一的F9過濾器,另三個為更高等級的E10過濾器。
CamGT 4V-300的產品厚度為12英寸,即292mm。阻力與17英寸(約415mm)厚度的過濾器A相同。這表明過濾器厚度更高並不總意味著阻力會更低。
過濾器 | 總 Å |
---|---|
過濾器 A (E10) 17" | 7749.7 |
過濾器 B (F9) 17" | 7303.2 |
過濾器 C (E10) 12" | 6947.3 |
CamGT 4V-300 (E10) 12" | 3386.7 |
過濾器 | 效率 (EN1822:2009) |
---|---|
過濾器 A (E10) 17" | E10 |
過濾器 B (F9) 17" | F9* |
過濾器 C (E10) 12" | E10 |
CamGT 4V-300 (E10) 12" | E10 |
*根據 EN779:2012
過濾器 | 阻力 (inch w.g.) |
---|---|
過濾器 A (E10) 17" | 1.02 |
過濾器 B (F9) 17" | 0.66 |
過濾器 C (E10) 2" | 1.51 |
CamGT 4V-300 E10 12" | 1.01 |
在完成所有效率和阻力測試並分析結果後,對CamLab測試中已經容塵的過濾器進行了一次水噴淋測試,以驗證各末級過濾器暴露在水霧雨淋和高濕度環境中的性能。
測試確定了:
測試終止條件為過濾器阻力達到4"w.g.(1000Pa)或經過1小時,以先發生的為準。圖1的結果表明,除康法過濾器外,每種過濾器均有超過20%的水分經不當密封旁通滲漏至下游。此外,CamGT是唯一可以持續1小時且無大量水滲漏,並在結束測試時保持低阻力的過濾器。結果表明,CamGT在高濕度、高水霧條件下表現優異。
過濾器 | 測試時間(min) | 噴水量(lbs) | 下游水滲漏量 |
過濾器測試時的最大阻力 (inch wg) |
---|---|---|---|---|
過濾器 A | 43 | 47 | 14 | 4.7 |
過濾器 B | 60 | 66 | 23 | 0.8 |
過濾器 C | 35 | 39 | 9 | 5.5 |
CamGT 4V-300 | 60 | 66 | 0 | 1.2 |
該工廠對測試結果感到滿意,於是將其過濾系統升級為適用於兩種發動機的CamGT 4V-300,E10過濾器。
CamGT 4V-300是唯一成功通過所有四項測試的過濾器。與腐蝕試件測試中的其他過濾器相比,該過濾器在抗腐蝕方面表現出明顯的改善。所有過濾器的初始效率均相同,但是,正如對該項目過濾器進行的一系列效率測試、腐蝕測試以及雨淋測試所表明的那樣,初始實驗室測試效率不應是唯一的考量因素。過濾器還應具有疏水性,以防止水分和鹽分滲透。
CamGT的卓越性能基於康法獨特的設計特點,可在極端環境工況下保持穩定性能。