Hohe Luftfeuchtigkeit, salzhaltige Seeluft und eine konstant hohe Feinstaubbelastung: Unter diesen extremen Bedingungen verloren drei GE 6FA.03 Gasturbinen deutlich an Leistung. Doch ein gezielter Filterwechsel auf EMW® (H)EPA-Gasturbinenfilter brachte die Wende.
Die Leistungsverluste wurden um ca. 60% reduziert – mit klaren Vorteilen für die Betriebseffizienz, deutlich geringeren Betriebskosten und spürbaren CO₂-Einsparungen. Und das Beste: Die Nachrüstung erfolgte ohne bauliche Anpassungen am bestehenden Filterhaus.
Die Grundlage für diesen Erfolg war zu Beginn eine detaillierte Analyse der Standortbedingungen und Betriebsdaten.
Das GuD-Kraftwerk (Gas- und Dampfturbinenkraftwerk) ist mit insgesamt drei GE 6FA.03 Gasturbinen (je 77 MW-Leistung) ausgestattet und liegt direkt im tropischen Küstenhafen. Damit sind die Gasturbinen besonders harten Umgebungsbedingungen ausgesetzt:
| Kategorie | Details |
|---|---|
| Tropisches Klima | Durchschnittstemperatur rund 25–28 °C |
| Hohe Luftfeuchtigkeit | Dauerhaft um 80–89 % |
| Salzhaltige Seeluft | Führt zu Anlagenkorrosion & einer hohen Filterbelastung |
| Feinstaubbelastung (PM₂,₅) | - Durchschnittlich ca. 10 µg/m³ über WHO-Grenze - Air Quality Index liegt bei 53 und damit im Bereich einer mittleren Belastung |
| Lokale Emissionsquellen | - Schiffsverkehr und Industrie im Hafenbereich - Lokale Emissionen führen zu Spitzen in der Feinstaubbelastung |
Die eingesetzten Luftfilter waren den extremen Bedingungen nicht gewachsen. Stetige Filterwechsel und eine schwache Partikelabscheidung der Luftfilter schadeten dem Betrieb der Gasturbinen merklich. Nach rund 8.000 Betriebsstunden lag der Leistungsverlust bei einzelnen Turbinen bereits bei bis zu 1,30 % – mit spürbaren Auswirkungen auf Effizienz und Betriebskosten der Anlagen.
EMW® setzte in Unit 3 ein (H)EPA-Filterupgrade um – mit deutlich messbarer Leistungssteigerung und nachhaltigen Betriebsvorteilen. In der folgenden Case Study erfahren Sie, wie aus einem technischen Upgrade eine echte Erfolgsgeschichte wurde.
Trotz der extremen Standortbedingungen setzte sich EMW® ein klares Ziel: Die Betriebskosten spürbar zu senken und den Anlagenbetrieb zu optimieren – und das ohne jegliche strukturellen Veränderungen am bestehenden Filterhaus.
Die Gasturbinen wurden über mehrere Jahre hinweg mit einer Filterkonfiguration bestehend aus G4-Taschenfiltern und F9-Kompaktfiltern betrieben, die jeweils an separaten Filterwänden installiert waren. Die G4-Taschenfilter mussten aufgrund ihrer begrenzten Standzeit alle paar Monate ausgetauscht werden, was zu regelmäßigen Unterbrechungen im Anlagenbetrieb führte.
Die Analyse der Betriebsdaten zeigte deutlich: Das damalige Filtersystem konnte den extremen Standortbedingungen nicht standhalten. Besonders kritisch: Kompressor-Fouling trat trotz regelmäßiger Reinigung der Turbinen innerhalb kürzester Zeit erneut auf.
Die damaligen Herausforderungen im Turbinenbetrieb lassen sich an folgenden Leistungsparametern zusammenfassen:
| Herausforderung | Details |
|---|---|
| Sinkende Kompressoreffizienz | Rund –2 % in nur 6 Monaten |
| Steigender Brennstoffverbrauch | Jährlich rund +65 Btu/kWh zusätzlicher spezifischer Brennstoffverbrauch |
| Leistungsverlust pro Turbine | - 2,5 MW je Turbine innerhalb von 6 Monaten - Hochgerechnet auf drei Turbinen ergibt sich ein Gesamtverlust von ca. 60.000 MWh pro Jahr. |
Die Analyse zeigte: Kompressor-Fouling war mit rund 60 % der dominierende Treiber der Leistungsverluste – klar zurückzuführen auf die unzureichende Leistung des bestehenden Filtersystems. Auch die Druckdifferenz des Filtersystems trug mit etwa 9 % zu den Verlusten bei. Um diese Schwachstellen zu eliminieren, entwickelte EMW® ein (H)EPA-Filterupgrade, das exakt auf die anspruchsvollen Standortbedingungen abgestimmt ist.
| 1. Filterstufe | 2. Filterstufe | 3. Filterstufe |
|
Filterklasse ISO ePM10 70% |
Filterklasse ISO T8 |
Filterklasse ISO T11 |
Im Mittelpunkt stand die optimale Filterkonfiguration aus Filterklassen, Filtertypen und der entsprechenden Medienauswahl:
So entstand eine maßgeschneiderte Lösung, die nicht nur die besonderen klimatischen Herausforderungen adressiert, sondern auch ohne bauliche Veränderungen am bestehenden Filterhaus umgesetzt werden konnte.
Die Anlage mit dem EMW® (H)EPA-Upgrade verzeichnete bereits in den ersten Wochen einen klaren Leistungsunterschied gegenüber den beiden Gasturbinen mit dem bisherigen Filtersystem.
Technische Verbesserungen
✔ Weniger Leistungsverluste → Reduktion um 60 %
✔ Stabilere Kompressoreffizienz → entspricht einem Plus von rund 2 MWh
✔ Erstmalig in der Betriebsgeschichte war keine Reinigung des Kompressors erforderlich
Die Betriebsdaten des EMW® (H)EPA-Filtersystems zeigten nicht nur eine deutlich höhere Abscheideleistung, sondern auch eine stabile Druckdifferenz über die gesamte Einsatzdauer:
✔ GT-Taschenfilter erreichte eine Standzeit von 1 Jahr – beim bisherigen Vorfilter war bereits vor Ablauf eines Jahres ein Wechsel nötig.
✔ GT-Kompaktfilter T8 wurde ebenfalls erfolgreich über 1 Jahr betrieben.
✔ GT-(H)EPA-Kompaktfilter T11 erzielte sogar eine Standzeit von 3 Jahren – also dreimal so lange wie das vorherige Filtersystem.
Zusätzlich stieg die Betriebssicherheit: Das Filtersystem bewältigte auch Spitzen in Luftfeuchtigkeit und Feinstaubbelastung souverän, ein entscheidender Vorteil unter den tropischen Standortbedingungen.
Druckverlust im Verhältnis
Ein häufig geäußerter Vorbehalt gegenüber einem (H)EPA-Filtersystem betrifft die initial höhere Druckdifferenz. Die Daten belegen jedoch eindeutig: Die finanziellen Einsparungen durch das stark reduzierte Kompressorfouling lagen rund Faktor 14 über den durch den initial höheren Druckverlust bedingten Mehrkosten.
Mittlerweile sind alle drei GE 6FA.03 Gasturbinen mit dem EMW® (H)EPA-Upgrade ausgestattet. Die Ergebnisse sprechen für sich:
Wirtschaftliche Vorteile
✔ Gesamteinsparungen → ca. 2,4 Mio. USD pro Jahr (inkl. Filterwechselkosten)
✔ Hohe Reproduzierbarkeit → Die Resultate der Pilotanlage lassen sich zuverlässig auf weitere Standorte übertragen
✔ CO₂-Reduktion: rund 3.500 Tonnen weniger Emissionen pro Jahr – das entspricht den Jahresemissionen von etwa 1.500 durchschnittlichen Pkw
Unterm Strich führte das Upgrade mit EMW®-Gasturbinenfiltern zu Einsparungen im Millionenbereich – bei gleichzeitig deutlich höherer Betriebssicherheit durch längere Filterstandzeiten.
Das EMW® (H)EPA-Upgrade beweist:
Selbst unter extremen Standortbedingungen lassen sich Effizienz sichern, Kosten senken und Emissionen reduzieren – und das ganz ohne Umbauten am bestehenden Filterhaus.
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