L’importance de la filtration de l’air dans la production d’énergie par moteur alternatif

Dans le monde de la production d’énergie par moteur alternatif, la filtration de la combustion de l’admission d’air et la filtration de la ventilation de l’air peuvent jouer un rôle important pour améliorer le rendement de l’exploitation.

La filtration de l’air a un impact clé sur les performances du moteur puisqu’elle protège notamment le turbocompresseur et les systèmes de post-refroidissement de l’entrée des débris et de l’encrassement. L’endommagement du turbocompresseur et/ou du refroidisseur final est souvent le premier signe qu’un système de filtration de l’air ou l’efficacité de la filtration ne sont pas adaptés à une application spécifique.

Nous analyserons dans cet article le besoin de filtration de l’air et le rôle que jouent la qualité de l’air environnant et la dynamique changeante du marché des moteurs au moment de définir le type de filtration à appliquer. La filtration de l’air doit être considérée comme une fonction de la masse totale des contaminants ingérés qui est directement impactée par le type d’environnement atmosphérique et industriel, c’est-à-dire la qualité de l’air ambiant d’une installation donnée.

La contamination de l’air peut être provoquée par des matières végétales naturelles ou des particules solides présentes dans l’air. Elle peut aussi être due à des risques de pollution atmosphérique d’origine humaine. Comprendre les défis de qualité de l’air d’un site ou d’une installation donnés peut aider à choisir la solution de filtration d’air optimale pour améliorer les performances du moteur. Commençons par explorer les principaux problèmes de qualité de l’air ayant un impact sur les performances du moteur.

Comprendre le problème de la qualité de l’air

• Industriel – Dans l’environnement industriel et urbain, la qualité de l’air peut être très faible avec une concentration élevée de particules provenant de la production d’énergie, du trafic automobile, des processus industriels, de la construction de bâtiments et des projets de démolition.

• Forte contenance en poussière – Dans les environnements désertiques, arides et secs, les fortes concentrations de particules de poussière représentent un problème majeur pour la qualité de l’air, notamment dans les régions sujettes aux tempêtes de sable et où les particules peuvent rester en suspension dans l’air pendant de nombreuses heures.

• Humidité constante – L’humidité libre prolongée provoque le gonflement des particules sur la surface extérieure des filtres à air. Cela se traduit par la formation d’un « gâteau » autour du filtre, difficile à éliminer même avec un nettoyage par impulsions inversées. Et tout cela entraîne une augmentation de la perte de charge.

• Rural – Dans les environnements ruraux et agricoles, la contamination par voie aérienne est souvent saisonnière, notamment s’il s’agit de pollen, de graines et d’insectes. La saison du pollen est déterminée par les arbres et les plantes environnants et peut donner lieu à un volume très élevé de particules en suspension dans l’air. L’agriculture crée également de fortes concentrations de poussière pendant la saison des labourages.

• Littoral – Dans les environnements côtiers, le niveau élevé et prolongé d’humidité et l’élimination du sel sont les grands problèmes. Le sel est présent à la fois sous forme de particules sèches et d’aérosols. On le trouve normalement en forte concentration à cause du vent qui transporte les embruns des vagues.

• Chaleurs extrêmes – La chaleur extrême est un problème courant dans les salles de machines. Elle est contrôlée par la ventilation mais l’air doit être filtré et équipé d’un silencieux adapté pour atténuer le bruit. Dans certains climats, la ventilation ne suffit pas et une solution de refroidissement par air est nécessaire, comme un refroidisseur par évaporation.

• Neige et glace – Dans les climats avec des températures négatives, la neige et la glace peuvent souvent recouvrir la surface extérieure des éléments de filtration et réduire le débit d’air de manière significative. Cela provoque une chute de pression élevée et une détérioration du rendement énergétique.

Des conditions de marché changeantes

L’importance de la filtration de l’air pour la production d’énergie par moteur alternatif est de plus en plus reconnue puisque les opérateurs analysent comment il est possible de décarboniser leurs opérations. Les OEM développent également des technologies leaders sur le marché et commencent à installer des centrales électriques hybrides (solaires ou éoliennes combinées à des moteurs à gaz). Aujourd’hui, les centrales à moteur flexible peuvent utiliser du méthane et du méthanol 100 % synthétiques et neutres en carbone. Elles sont également capables d’utiliser des mélanges hydrogène/gaz naturel contenant jusqu’à 25 % d’hydrogène – et une solution d’hydrogène pur est en cours de préparation.

L’utilisation de gaz et de carburants alternatifs et la volonté de décarbonisation aboutiront sur une amélioration de l’efficacité de filtration requise. Comparé au diesel / fioul lourd (HFO), le gaz est une source alternative de carburant propre avec des propriétés stables ; La qualité de l’air a un impact significatif sur le rendement du moteur. Ces développements auront une influence sur les exigences de filtration de l’air.

Le résultat

L’emplacement concret d’une installation de moteur alternatif est fondamental pour déterminer le défi individuel de la qualité de l’air. De nombreux facteurs d’origine naturelle ou humaine ont un impact sur la qualité de l’air ; Il est important par conséquent de bien comprendre le milieu environnant pour évaluer l’impact potentiel d’une filtration de l’air de faible coût et de faible qualité sur le rendement du moteur.

Les opérateurs sont confrontés au choix d’implanter une solution de filtration à faible coût ou une solution de filtration optimale pour leur propre installation. Une filtration de l’air optimisée répond aux problèmes individuels de qualité de l’air d’un site concret et, ce faisant, protège les moteurs, notamment les turbocompresseurs et les refroidisseurs secondaires. Elle permet également de réduire les temps d’arrêt, les coûts de maintenance et l’efficacité de l’exploitation.

Un opérateur doit tenir compte des avantages commerciaux et environnementaux d’une filtration de l’air améliorée. Il n’existe pas de « solution standard » pour la filtration de l’air de moteurs mais les impacts d’une filtration de mauvaise qualité peuvent s’avérer très coûteux, inefficaces et aboutir sur une augmentation des émissions et des impacts sur l’environnement.

Pour en savoir plus, contactez AAF.