Los beneficios de actualizar una turbina de gas a la filtración EPA

Antecedentes

El compresor de una turbina de gas consume una cantidad significativa de energía durante su funcionamiento. En consecuencia, la eficiencia del compresor es muy importante para mantener un rendimiento óptimo y tiene un enorme impacto en la eficiencia térmica de la máquina, la potencia de salida y la salud de sus componentes a largo plazo.

El rendimiento del motor y la vida útil de los componentes deben considerarse en función de la masa total de contaminante ingerida, que está directamente influenciada por el tipo de entorno atmosférico e industrial; estos depósitos disminuyen el rendimiento del caudal de aire del compresor de admisión debido a la degradación de la forma de las lamas y del acabado de la superficie. En última instancia, el rendimiento global de la turbina de gas se ve muy afectado.

Durante muchos años, las directrices y normas de los OEM sobre la filtración de aire no han sido especialmente estrictas. Esto ha dado lugar a que sigan pasando por los filtros grandes cantidades de polvo, aerosoles y agua, con la consiguiente reducción de la eficiencia del compresor.

La importancia de la filtración

Hace tiempo que se sabe que la resistencia de un dispositivo o sistema de filtrado de aire influye en la potencia de la turbina de gas y en el consumo calorífico a través del aumento de la presión diferencial. En general, se acepta que una alta resistencia de entrada obliga al generador de gas a hacer más trabajo, ya que compensa el caudal de aire inadecuado.

También se reconoce, aunque es difícil de cuantificar, que la entrada de partículas de menos de 5 micras (μm), que inciden en las lamas del compresor de baja presión, causan suciedad que, a su vez, deteriora aún más la eficiencia del motor. Para profundizar en lo que no es fácilmente cuantificable, se trata de una relación directa entre el tipo de entorno, los niveles de contaminación, el tamaño/distribución de las partículas en relación con el grado de suciedad y la consiguiente pérdida de eficacia en situaciones reales.

Lo que se ha hecho evidente para algunos usuarios de máquinas que han aumentado la eficiencia de sus sistemas de filtros de admisión de aire es que una mayor resistencia del sistema ha tenido poco impacto negativo. Y lo que es más importante, la limpieza constante del compresor se ha reflejado en una mejora significativa del rendimiento global de la turbina de gas. En otras palabras, la suciedad del compresor parece ejercer una mayor influencia en la salud, la vida útil y la economía del motor que la resistencia de entrada.

Actualizaciones a EPA

Los filtros de clase EPA eliminan las partículas y gotas de tamaño submicrónico mediante técnicas probadas de atracción y difusión de partículas. Un componente importante de esta técnica es la velocidad del aire que pasa por las fibras y el diámetro de las mismas.  Esto significa que una menor velocidad de la corriente de aire generará una mayor eficacia en la eliminación de partículas. Las áreas óptimas de los medios filtrantes se determinan mediante pruebas, y se reconoce que la forma y el tamaño de los pliegues contribuyen en gran medida al rendimiento general del filtro.

Para la selección del filtro, es fundamental reconocer que todas las etapas de filtrado antes del filtro final se emplean como prefiltros para maximizar la vida útil del filtro ‘fino’ final y que se proporciona una protección meteorológica adecuada para limitar la entrada de lluvia, niebla, hielo y nieve.

La filtración EPA proporciona eficiencias de eliminación de partículas hasta 1.000 veces mayores en los tamaños submicrónicos críticos que las logradas por los sistemas tradicionales de pulso inverso y filtro estático (tradicionalmente suministrados por la mayoría de los OEM de turbinas de gas).

Beneficios técnicos y comerciales

Los principales beneficios técnicos derivados de la tecnología de filtración EPA incluyen:

• Mayor disponibilidad de la máquina
• Potencia de salida constante y superior
• Aumento de la eficiencia del combustible
• Mayor vida útil de los componentes en frío y en caliente
• Eliminación de la necesidad de lavados frecuentes con agua
• Mejora del rendimiento global
• Reducción de las emisiones

Los beneficios comerciales potenciales incluyen:

• Aumento de los ingresos de la planta
• Mayor rendimiento productivo
• Menores costes de mano de obra y combustible
• Menores costes de los componentes
• Menores impuestos sobre el carbono
• Reducción de los gastos generales de explotación

Conclusión

Los comentarios de los operadores que han añadido la filtración EPA destacan que un aire de combustión más limpio ha impedido el deterioro del rendimiento de las turbinas de gas al evitar el ensuciamiento del compresor, lo que hace que la eficiencia térmica del motor se mantenga estable.

La experiencia ha demostrado que, aunque los filtros EPA tienen un mayor coste de inversión, los beneficios son enormes en comparación. El aumento de los flujos de ingresos de la planta y el consiguiente mayor rendimiento productivo pueden reducir potencialmente el tiempo de amortización del sistema de filtrado a una cuestión de días. La reducción general de los gastos de explotación, el aumento de la fiabilidad de las turbinas de gas y la reducción de los tiempos de parada también desempeñan un papel importante en el proceso de evaluación.

La implementación de la filtración EPA en el sistema de admisión de aire de una turbina de gas puede tener un papel crucial en el aumento de los niveles de rendimiento, especialmente si los resultados se comparan con los niveles tradicionales o inferiores de filtración de la mayoría de instalaciones nuevas de turbinas de gas. Los diagramas siguientes destacan las principales diferencias de eficiencia de la filtración, qué significa en términos de penetración de partículas y cómo un aire de admisión más limpio inicia una cadena de reducción de beneficios que se traduce en un coste de propiedad mucho menor.