Alta humedad, aire marino cargado de sal y una exposición constante a polvo fino: bajo estas condiciones extremas, tres turbinas GE FA.03 experimentaron una pérdida de potencia significativa.
Una sustitución específica por filtros de turbina de gas EMW® (H)EPA marcó un antes y un después.
Las pérdidas de rendimiento se redujeron a más de la mitad, con claros beneficios en eficiencia operativa, menores costes de operación y reducción tangible de emisiones de CO₂.
Y lo mejor: la modernización se realizó sin modificaciones estructurales en la casa de filtros existente.
El punto de partida de este éxito fue un análisis detallado de las condiciones del emplazamiento y de los datos operativos.
La central de ciclo combinado (CCPP) cuenta con tres turbinas GE FA.03, cada una de 77 MW, ubicada directamente en un puerto costero tropical. Esto expone las turbinas a condiciones ambientales sumamente exigentes:
| Categoría | Detalles |
|---|---|
| Clima tropical | Temperatura promedio: 25–28 °C |
| Alta humedad | Constante entre 80–89 % |
| Aire marino salino | Provoca corrosión en los equipos |
| Polvo fino (PM₂.₅) | - Promedio: 10 µg/m³ por encima del límite de la OMS - Índice de calidad del aire ≈ 53 (contaminación moderada) |
| Fuentes locales de emisión | - Tráfico marítimo e industria portuaria - Emisiones locales que causan picos en la carga de polvo fino |
Los filtros de aire originalmente instalados no pudieron hacer frente a estas condiciones extremas. Los cambios de filtro frecuentes y la baja eficiencia de separación de partículas afectaban visiblemente el rendimiento de las turbinas. Después de unas 8 000 horas de operación, la pérdida de potencia por turbina alcanzaba hasta un 1,30 %, con un impacto notable en la eficiencia y los costes de operación.
A pesar de estas condiciones adversas, EMW® definió un objetivo claro: Reducir los costes operativos y optimizar el rendimiento de la planta — sin modificaciones estructurales en la casa de filtros existente.
Durante varios años, las turbinas funcionaron con una configuración de filtración compuesta por filtros de bolsa G4 y filtros compactos F9, instalados en paredes de filtración separadas.
Los filtros G4 debían reemplazarse cada pocos meses debido a su corta vida útil, provocando interrupciones regulares en la operación.
El análisis de los datos operativos mostró claramente que el sistema de filtración existente no resistía las condiciones extremas del emplazamiento.
Lo más crítico: el ensuciamiento del compresor (compressor fouling) reaparecía poco después de cada limpieza.
Parámetros clave del problema:
| Desafío | Detalles |
|---|---|
| Disminución de la eficiencia del compresor | ≈ –2 % en solo 6 meses |
| Aumento del consumo de combustible | +70 Btu/kWh adicionales al año |
| Pérdida de potencia por turbina | 3 MW por unidad en 6 meses → ≈ 72 000 MWh anuales (3 turbinas) |
El análisis mostró que el ensuciamiento del compresor representaba alrededor del 60 % de las pérdidas de rendimiento, claramente atribuible a la insuficiente capacidad del sistema de filtración anterior.
La caída de presión contribuía con aproximadamente un 9 % adicional a las pérdidas.
Para eliminar estas debilidades, EMW® desarrolló una actualización de filtros (H)EPA, diseñada específicamente para las exigentes condiciones ambientales del emplazamiento.
| 1ª | 2ª | 3ª |
|
ISO ePM10 70 % |
ISO T9 |
ISO T11 |
Características clave de la configuración optimizada
El resultado: una solución de filtración personalizada, adaptada a los desafíos climáticos del sitio, implementada sin modificar la casa de filtros existente.
La turbina piloto equipada con la actualización EMW® (H)EPA mostró ventajas de rendimiento claras en pocas semanas, en comparación con las otras dos turbinas con el sistema anterior.
Mejoras técnicas
✔ Pérdidas de rendimiento reducidas en un 60 %
✔ Eficiencia del compresor estabilizada, equivalente a +2 MWh
✔ Por primera vez, no fue necesaria la limpieza del compresor
La vida útil y el comportamiento de la caída de presión mejoraron considerablemente:
✔ Los filtros de bolsa GT alcanzaron una vida útil de 1 año (antes se reemplazaban antes del año).
✔ Los filtros compactos GT T9 también operaron más de 1 año sin inconvenientes.
✔ Los filtros compactos GT (H)EPA T11 alcanzaron 3 años de servicio, triplicando la vida útil del sistema anterior.
La fiabilidad operativa aumentó significativamente: el sistema resistió picos de humedad y cargas elevadas de polvo fino sin afectar el rendimiento — una ventaja crucial en condiciones tropicales.
Una preocupación común respecto a los sistemas (H)EPA es su mayor caída de presión inicial. Sin embargo, los datos de campo lo demuestran claramente:
Los ahorros obtenidos por la reducción del ensuciamiento del compresor superaron por un factor de 14 los costes adicionales generados por la caída de presión.
Actualmente, las tres turbinas GE FA.03 están equipadas con la actualización EMW® (H)EPA, con resultados sobresalientes.
Ventajas económicas
✔ Ahorros totales: aprox. 2,4 millones USD al año (incluidos los costes de cambio de filtros)
✔ Alta reproducibilidad: los resultados del proyecto piloto se pueden transferir de forma fiable a otros emplazamientos
✔ Reducción de CO₂: aprox. 3 500 toneladas anuales, equivalentes a las emisiones de unos 1 500 automóviles promedio
En resumen, la modernización con filtros de turbina de gas EMW® logró ahorros multimillonarios y una mayor fiabilidad operativa gracias a la prolongación de la vida útil de los filtros.
La actualización EMW® (H)EPA demuestra que, incluso bajo condiciones extremas, es posible mantener la eficiencia, reducir costes y disminuir las emisiones, sin modificaciones estructurales en la casa de filtros existente.
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