保護燃氣輪機
Foxtrot International

Camfil 在現有的 Foxtrot International 海上平台上設計了一個緊湊的解決方案,以減少燃氣輪機的維護次數

十多年來,康法和燃氣輪機設備廠商共同設計了許多適用於近海、沿海和惡劣環境應用的過濾系統優化解決方案。 Solar Turbines最近向康法提出了對高效緊湊型解決方案的需求。具體需求為,新的解決方案需要與現有高速過濾室具備相同的佔地面積,同時確保更長的過濾器更換間隔時間、更低的初始阻力(dP)、更強的疏水性和EPA級顆粒物去除效率(尤其是鹽)。

案例

Foxtrot International是一家石油與天然氣的供應鏈上游企業,負責管理位於非洲象牙海岸近海的天然氣出口平台,在那裡,他們運營兩台機械驅動燃氣輪機機組(每台5兆瓦),驅動的壓縮機需要具備高可用性。

機組A和B暴露在惡劣的環境條件下,這將導致阻力峰值,而發動機性能也會因污垢和腐蝕而迅速下降。因此,Foxtrot不得不安排不必要的停機進行維護。

 

現場

海洋平台要面對高濕度和高溫、空氣中的海鹽等挑戰,以及來自燃料燃燒、供給船隻、工藝設備和潤滑油排氣通風等排放的污染物的影響。

此外,每年11月下旬至3月中旬之間的4個月內發生的哈馬頓沙塵暴,會使現場暴露於極端粉塵中。在乾旱季節,沙塵從撒哈拉沙漠傳播到像牙海岸,穿越大西洋,長途跋涉數百公里到達此平台。

儘管整個系統位於甲板之間,不會受到雨水或海水水霧的直接影響,但機組時常面臨鹽水和哈馬頓風暴的挑戰,特別是機組B。

原過濾器配置

高速進氣過濾室處理風量為31,298 CFM,原先每個機組配有九個M6效率的末級過濾器(3W x 3H)。


維護要求

由於極端的現場條件,B機組的渦輪機性能顯著下降。

  • 整個系統由於高阻力需每年停機4次更換過濾器。
  • 發動機結垢每年需要執行4次離線清洗。
  • 內視鏡檢查顯示發動機有腐蝕跡象,而這需要進行代價高昂的維修。


現場檢查

康法派出現場技術代表對現有的進氣系統及其周圍環境進行評估。由於康法擁有成功的海上過濾系統經驗,客戶決定該項目由康法負責。 


建議的過濾器配置

Foxtrot的目標是避免性能下降,並將維護需求降至每年一次。為此,康法建議將過濾室重新設計為緊湊型EPA過濾器解決方案,其中包括:

  • CamVane雨水分離器
  • 符合EN779:2012標準的預濾器CamGTR 3V-600 F8,可在運行期間更換(9個)
  • 符合EN1822:2009標準的最終屏障過濾器CamGT 3V-600 E10(9個)

新過濾室採用9個預過濾器和9個EPA過濾器,以適應現有的安裝空間。

改造現場監督

為了盡量減少安裝過程中的停機時間,協調工作是關鍵。康法團隊對現場安裝工作和現場故障排除進行了監督。同時評估了所需的設備和所需的人力。

圖1:FOXTROT項目過濾器阻力變化情況

性能

圖1顯示了兩台發動機的阻力隨時間變化的情況。

發動機B在平台上處於更具挑戰性的區域,在升級前過濾器出現過多個阻力突增,有時超過5.2“w.g。每次過濾器達到終阻力,都需要執行非計劃停機以更換過濾器。

2016年3月,升級為康法緊湊型EPA靜態解決方案後,Foxtrot項目過濾器的阻力穩定,過濾器全年未造成任何計劃外停機。

發動機A在平台上處於一個更清潔的區域,因此升級前後,阻力均較為穩定且峰值較少。儘管環境更清潔,但升級前容易達到3.1“w.g.的終阻力,而康法緊湊型EPA解決方案的阻力從未超過1.7”w.g。

 

Graph

要點

由於升級後的解決方案不僅降低了阻力,還提供了EPA級的顆粒物過濾效率(與原始M6效率相比),因此結果令人印象深刻。在相同的外殼尺寸前提下,典型的E10 EPA過濾器解決方案的阻力會比M6過濾器解決方案的更高。緊湊型靜態EPA過濾器解決方案能夠以更低的阻力和更長的使用壽命提供EPA級效率性能,從而實現更安全、更可靠和更高效的運行。

現場經理進一步證實了發動機性能的顯著改善,其可全年運行,不會因之前的原始系統結垢和腐蝕而造成任何不必要的停機。

 

結果

  • 從每年更換4次過濾器到每年更換1次
  • 從每年水洗4次到每年水洗1次
  • 解決了腐蝕問題
  • 佔地面積不變
     

額外的預期節約——碳排放

與原來的M6解決方案相比,康法估計CamGT 3V-600解決方案可為每台渦輪機每年減少1000噸二氧化碳排放。

康法緊湊型靜態EPA級過濾系統——用於海上設施應用

緊湊型靜態EPA過濾統採用獨特的高效CamGT 3V-600過濾器系列設計,可在有限空間承受最惡劣的環境影響。厚度更大的過濾器框架可以最大程度地利用過濾器介質,實現無與倫比的濾料面積和較低的濾料濾速,從而達到最低的阻力和最長的使用壽命。

康法的CamGT 3V-600專利結構,具有垂直濾褶和間斷式熱熔分隔技術,可實現最佳的水處理效果,在運行過程中可將殘留的水從過濾器中自由排出,從而避免重新污染物溶解滲透至過濾器下游,並在高濕度條件下保持較低且穩定的阻力。圖2顯示了這些功能特點如何限製鹽分侵入,從而防止腐蝕。這一優勢使CamGT 3V-600系列成為海上環境的最佳選擇。

圖2:5MW燃氣輪機的鹽分侵入

緊湊型解決方案的主要特點:

  • EPA過濾效率
  • 阻力低且穩定
  • 過濾器壽命長
  • 抗湍流
     

緊湊型解決方案用戶優勢

  • 提高渦輪機可用性和可靠性
  • 降低油耗
  • 提高產量
  • 延長渦輪機壽命
  • 降低生命週期成本(LCC)
  • 降低CO2排放
  • 更安全地運行
     

圖2:5MW燃氣輪機的鹽分侵入

M6等級高風速過濾系統

傳統的M6高速系統可以很好地聚結並去除較大的液滴,但每年仍可通過約20磅的鹽分。


F8/E10兩級過濾系統

最終的多級系統將鹽分降低至每年0.04磅左右,比典型的高速系統低99.9%。

 
更高效的系統通過限製鹽分侵入降低了熱腐蝕風險和壓縮機結垢,從而提高了功率輸出和渦輪機的利用率。

创建日期 2020年2月11日