Изучение проблемы Модернизация фильтра EMW® (H)EPA для турбины LM6000 в Юго-Восточной Азии

Местонахождение Промышленная площадка в прибрежном мегаполисе Юго-Восточной Азии
Тип газовой турбины 2x GE LM 6000
Проблема Слишком низкий ресурс фильтрационной системы (от 3 до 10 месяцев) стал причиной незапланированных остановок производственного процесса. Более того, неэффективно работающая система фильтрации привела к падению мощности газовых турбин.
Предыдущая фильтрационная система Панельный фильтр класса G4
Компактный фильтр класса F8
Другое оборудование Испарительный охладитель, установленный перед фильтрационной системой.
Модернизация фильтра EMW® Коалесцирующая среда Poret®
Мешочный фильтр ГТ в M6
Компактный фильтр ГТ в F9
Компактный фильтр ГТ (H)EPA класса фильтрации E11
Результаты Увеличение срока эксплуатации до 24 месяцев вместо стандартных 10 месяцев
Снижение начального перепада давления и пониженные значения перепада давления при эксплуатации
Более эффективная фильтрация способствует более надёжной защите лопаток без необходимости промывки компрессора
Повышение степени готовности ГТУ
 интервал обслуживания
интервал обслуживания

Соотношение ресурса воздушного фильтра с интервалом технического обслуживания газовой турбины

В спецификациях производителей фильтров указаны различные данные относительно эффективности работы фильтрационного оборудования и перепадов давления воздушного фильтра. Эффективность работы фильтра измеряется для частиц разной величины. Перепад давления указывается как начальный перепад давления при различных объемах потока. Однако в процессе применения комбинации из фильтров фактическая производительность воздушного фильтра часто может отличатся от условий испытаний.

В результате некоторые предприятия, использующие газотурбинное оборудование, нередко сталкиваются с перепадами давления в области установки фильтра приточного воздуха. Это может привести к незапланированной замене фильтра, влекущей за собой остановку работы газовых турбин.

Именно с такой проблемой столкнулся следующий проект в Юго-Восточной Азии. При этом эксплуатирующее предприятие выходило из следующей теоретической гипотезы: Чем эффективней работает система фильтрации воздуха, тем выше перепады давления и тем короче время эксплуатации воздушных фильтров. EMW® удалось убедительно опровергнуть подобные расчеты.

 расположение
расположение

Проектная информация и условия местоположения объекта

В данном случае речь идет о двух газовых турбинах LM6000 General Electric, работающих в базисном режиме. Номинальная мощность каждой турбины составляла 32 мегаватт. Влияние окружающей среды обусловлено индустриальным местоположением в регионе с тропическим климатом, вблизи побережья. Среднегодовая температура достигает прибл. 26,4°C. Летом наблюдается засуха, в то время как в зимний период дуют муссоны с сильными дождями.

Фильтрационная система в ее начальном виде не была подготовлена к неблагоприятным условиям окружающей среды. В течение нескольких месяцев в системе фильтрации наблюдалось стремительное увеличение перепадов давления, в связи с чем пришлось понизить нагрузку газовых турбин. В зависимости от времени года интервалы замены фильтрационной системы составляли от 3 до 10 месяцев. По причине недостаточного и непостоянного срока эксплуатации системы фильтров возникали незапланированные остановки производственного процесса. Еще одним недостатком была чрезвычайно неэффективная работы фильтрационной системы в отношении сепарации частиц. Это привело к необходимости постоянной чистки компрессоров обеих газовых турбин с целью сдерживания потери мощности.

EMW<sup>®</sup> обновление
EMW® обновление

Первичная фильтрационная система в сравнении с модернизированным фильтром EMW®

Подвод воздуха в корпус фильтра осуществляется через две стороны впуска. С каждой стороны впуска интегрированы по две ступени фильтрации, поделенные на две стенки из фильтров. На первой ступени фильтрации установлены 124 фильтра предварительной очистки класса G4 по EN 779. После них идут 124 фильтра тонкой очистки класса F8 по EN 779. Нагрузка на каждый фильтр составляет около 4150 м³. Время эксплуатации фильтров предварительной очистки и фильтров тонкой очистки составляло максимум 10 месяцев. Поэтому фильтрационная система «не доживала» даже до планового техобслуживания, проводимого согласно графику, с интервалом 12 месяцев.

В модернизированном варианте EMW® на первой стенке установлен более стабильный и эффективный мешочный фильтр ГТ класса M6 по EN 779. На самой последней стенке прямо на компактный фильтр ГТ (H)EPA класса фильтрации E11 интегрирован дополнительный компактный фильтр ГТ класса F9. Комбинация из двух компактных фильтров классов F9 и E11 обеспечила срок эксплуатации в 24 месяца. Это помогло удвоить интервал планового обслуживания на предприятии. Фильтры предварительной очистки могли использоваться более 12 месяцев, хотя подлежат замене в ходе планового техобслуживания через 12 месяцев использования.

Видимая область между первой и второй стенками фильтра в корпусе фильтра газовой турбины LM6000 с системой фильтрации EMW®.

Для отделения капель перед первой стенкой фильтра была использована коалесцирующая среда Poret®. Сама Poret® может подвергаться очистке и повторному использованию. После процесса очистки среда выглядит и работает как новая. Повторное использование возможно, как правило, на протяжении 24 месяцев.

В ходе модернизации системы фильтрации никаких конструктивных изменений в корпусе фильтра не потребовалось!

Модуль 1 LM 6000 Модуль 2 LM 6000
Ступень фильтрации Кол. фильтров на ступень Первичная фильтрационная система Модернизированный фильтр EMW® для ГТ 2
Коалесцер н/у Коалесцер Poret®
Тип класса фильтра Фильтр предварительной очистки 124x Панельный фильтр G4 Мешочный фильтр для ГТ M6
Класс фильтрации второй и последней ступеней 124x Компактный фильтр ГТ в F8 Компактный фильтр ГТ в F9 спаренный с компактным фильтром ГТ в Е11
Объемный поток на один фильтр 4150m³/h 4150m³/h

Другие преимущества модернизации фильтра

Несмотря на интеграцию дополнительных ступеней система фильтрации EMW® продемонстрировала на 50% меньше перепадов давления. Кроме этого, газовая турбина была защищена от загрязнений, что исключило потребность в проведении онлайн или офлайн чисток. Это, в свою очередь, повысило коэффициент использования и производительность газовой турбины. По состоянию на текущий момент концепцию фильтров EMW® перенесли на обе газовые турбины LM6000.

Область между красной и синей кривой отображает производительность фильтрации после модернизации EMW®. Вследствие, благодаря системе фильтрации EMW® достигается почти полное отделение содержимых твердых частиц, а также оптимальная защита газовой турбины и эксплуатирующей электростанции!

Газовая турбина LM6000 после модернизации EMW®

Видео было снято во время работ по техническому обслуживанию. Благодаря модернизации системы фильтрации EMW в компрессоре турбины LM6000 отсутствуют загрязнения, что исключает потребность в проведении чистки компрессора до наступления 12-ти месячного интервала техобслуживания.

Compare