Bewertung der besten Gasturbinen-Filtersysteme für Umgebungen mit hoher Staubbelastung

Traditionelle Systeme

Impulsreinigungssysteme wurden eingeführt, um die Herausforderungen in Umgebungen mit hoher Staubbelastung zu bewältigen. Sie werden seit vielen Jahren in Gasturbinen-Filtersystemen eingesetzt. Diese Impulsfilter haben überwiegend eine zylinderförmige oder konische Geometrie und sind auch als Patronen- oder Kanistersysteme bekannt. Sie haben sich bei den Erstausrüstern durchgesetzt und sind daher in vielen Anlagen zum Standard geworden.

Der Konzeptentwurf eines Patronenfiltersystems ist einfach. Atmosphärische Luft wird in und durch die Filterpatrone gesaugt, wo die Partikel von den Filtermedien aufgefangen werden. Die Filter werden dann mit einem Druckluft-Rückwärtsimpuls gereinigt, der üblicherweise durch einen Anstieg des Differenzdrucks ausgelöst wird. Sobald der Differenzdruck wieder auf ein akzeptables Niveau zurückkehrt, wird der Reinigungszyklus beendet. Das Konzept hat jedoch seine Nachteile, speziell in Umgebungen mit hohem Staubaufkommen. Das Problem tritt auf, wenn die Patronen voller Staub sind. Durch den Impuls (Druckluft-Rückwärtsimpuls) werden einige der Partikel entfernt, aber viele von ihnen können wieder mitgerissen werden, insbesondere bei einem Querstromprinzip, bei dem der Staub auf die darunter liegende Patrone fällt.

Hohes Staubaufkommen und hohe Luftfeuchtigkeit

In Umgebungen mit hoher Staubbelastung kann die Staubmenge so groß werden, dass das Impulssystem nicht mehr in der Lage ist „schritt zu halten“, wodurch der hohe Differenzdruck schnell erreicht wird. Erschwerend kommt hinzu, dass die mit Staub beladenen Filter, wenn sie hoher Feuchtigkeit ausgesetzt sind, diese von den Partikeln selbst absorbiert werden kann. Diese „hygroskopischen“ Partikel können auf das 10-fache ihres ursprünglichen Durchmessers aufquellen, wodurch das Medium blockiert und der Differenzdruck weiter erhöht wird. Abhängig von der Partikelzusammensetzung können sich auch harte „Anbackungen“ formen, die sich mit Impulsen nur schwer reinigen lassen und zu Differenzdruckspitzen führen können.

Entfernung des Großteils der Partikel

In Umgebungen mit hoher Staubbelastung ist es ideal, den Großteil der Partikel zu entfernen, bevor sie das Filterelement erreichen. Die Filtermedien sind so konzipiert, dass sie Partikel im Submikronbereich abfangen. Dies sind die Partikel, die der Kompressorsektion der Gasturbine am meisten schaden können. Durch die Entfernung des Großteils der Partikel kann das Filtermedium seine Aufgabe effektiver erfüllen und hilft, die Wirkung der Feuchtigkeit zu erhöhen.

Eine Lösung, die AAF anbietet, ist die Verwendung eines Konzepts, das ein Sekundärluftsystem integriert. Das ASC-Filtersystem entfernt etwa 75 % des Staubs durch Trägheitsabscheidung und positive Absaugung in das Sekundärluftsystem. Da nur 25 % des Staubs mit den Filtern in Berührung kommen, werden die Filtermedien nicht so schnell gefüllt. Dies bedeutet eine geringere Staubbelastung des Filters und eine geringere Auswirkung der Feuchtigkeit auf die Partikel, was wiederum die Lebensdauer der Filter verlängert. Diese ASC-Filtersysteme verfügen auch über eine Rückwärtsimpuls-Reinigung. Durch das Pulsieren mit Druckluft werden die vom Filter freigesetzten Partikel sofort vom Sekundärluftsystem angesaugt. Dadurch wird die Gefahr eliminiert, dass Staub von benachbarten Filtern wieder mitgerissen wird, was wiederum dazu führt, dass der Differenzdruck länger auf einem akzeptablen Niveau bleibt.

Schlussfolgerung

Luftfiltersysteme mit integriertem Sekundärluftsystem bieten einen einzigartigen Vorteil in Umgebungen mit hoher Staubbelastung. Die Filterelemente werden nicht so stark belastet und beansprucht wie bei herkömmlichen Ansaugsystemen, da 75 % der Luftpartikel durch das Sekundärluftsystem entfernt werden. Dies bringt dem Betreiber viele Vorteile, wie eine längere Lebensdauer des Filters, ein niedrigerer Druckabfall, ein geringerer Druckluftverbrauch und ein zuverlässigeres und betriebssicheres Filtersystem. Dies ist auch ein ganz besonderer Vorteil in feuchten Umgebungen, in denen Partikel regelmäßig aus dem Filtermedium entfernt werden müssen, um zu verhindern, dass hygroskopische Partikel bis zum 10-fachen ihres ursprünglichen Durchmessers aufquellen, das Medium verstopfen und Differenzdruckspitzen entstehen.