Verständnis der Auswirkungen von Feuchtigkeit auf Gasturbinenfilter

Wasser ist in unserer Umwelt in Form von großen Massen/Tröpfchen vorhanden, wie Regen, Gischt, Schnee, Nebel und Dunst. Es ist auch in Form von Dampf vorhanden, dessen Menge als relative Luftfeuchtigkeit gemessen wird. Große Wassermassen und große Wassertröpfchen haben einen direkten Einfluss auf die Erosion der Kompressorschaufeln. Kleine Tröpfchen oder Dämpfe in der Luft können ebenfalls schädlich sein, da sie andere Faktoren begünstigen oder beschleunigen, die zu einer möglichen Beschädigung der Gasturbine und einer suboptimalen Leistung führen.

Feuchtigkeit kann sich auch nachteilig auf die Filter auswirken, die dazu konzipiert sind, eine Gasturbine zu schützen. Dies kann auch zu einem geringeren Leistungsniveau führen. Wir werden verschiedene Wege untersuchen, auf welche Weise Wasser diese Filter beeinflusst und was getan werden kann, um diese Auswirkungen zu mildern oder sogar zu beseitigen. Wir werden einen Blick auf einige grundlegende Fakten werfen und uns überlegen, wie wir die Probleme, mit denen wir konfrontiert sind, mindern können.

Eindringen von Wasser

Wasser durchquert viele Gasturbinenfilter. Deshalb ist die Auswahl der Filter in diesem Bereich so wichtig. Es gibt Filter auf dem Markt, die das Eindringen von Wasser verhindern, aber sie sollten als Sonderprodukte betrachtet werden. Wenn Sie schon einmal ein undichtes Rohr in Ihrem Haus hatten, wissen Sie, dass ein unkontrollierter Wasserschaden, auch wenn es nur eine kleine Menge ist, über einen längeren Zeitraum verheerende Auswirkungen haben kann. Das Wasser, das die Filter durchquert, führt lösliche Schadstoffe mit sich, die wiederum die Turbinenkomponenten beschädigen. Üblicherweise ist das gelöste Salz der größte „Übeltäter“, der an wichtigen und teuren Komponenten Korrosion verursacht.

Eine Wasserumleitung kann auch bei schlecht bemessenen oder gefertigten Filtern und/oder Filtergehäusen auftreten, die den Weg des geringsten Widerstands nimmt, z. B. um schlecht bemessene Dichtungen herum.

Die Wirkung von Wasser

In der Vergangenheit wurden Zellulosefasern für die Herstellung von Filtermedien verwendet. Diese waren aufgrund der hohen Feuchtigkeitsaufnahme bei hoher Luftfeuchtigkeit, Nebel oder Dunst besonders anfällig für ein Aufquellen. Wenn die Fasern aufquellen, schließen sich die Hohlräume zwischen ihnen und es kommt zu dem damit assoziierten und unerwünschten Anstieg des Differenzdrucks (dP).

Bei dieser Art von Gasturbinenfilter ist ein Anstieg des Differenzdrucks viel häufiger und führt zu einer Verringerung der Leistung. Es muss auch beachtet werden, dass die Spitzenwerte des Differenzdrucks zu ungeplanten Abschaltungen führen können, wenn die Alarmgrenze erreicht wird. Dies führt zu sehr kostspieligen und ungeplanten Ausfallzeiten und kann dazu führen, dass die Filter vorzeitig das Ende ihrer Lebensdauer erreichen, was eine weitere Kosten bedeutet, die zu berücksichtigen sind.

Verschiedene Filtertypen verhalten sich in Präsenz von Wasser sehr unterschiedlich, und dies muss mit jedem potenziellen Lieferanten besprochen werden.

Lösung für das Aufquellen der Fasern

Bei Feinfiltern und speziell bei Impulsfiltern werden häufig synthetische Fasern verwendet, um die Auswirkungen von Wasser auf Filter zu verringern, da synthetische Fasern hydrophobe Eigenschaften haben.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, entweder einem Basis-Zellulosemedium oder einer Mischung aus synthetischen und Zellulosemedien eine hydrophobe Beschichtung hinzuzufügen. Je nachdem, wie diese Beschichtung aufgetragen wird, wie dick sie ist und wie sie zusammengesetzt ist, kann die hydrophobe Wirkung die Fasern in verschiedenen Stufen schützen.

Obwohl die hydrophobe Eigenschaft dazu beitragen kann, den negativen Effekt des Differenzdrucks zu vermeiden, der beim Aufquellen der Fasern entsteht, bedeutet dies nicht, dass ein hydrophobes Medium eine gute Wasserbarriere ist. Dies ist ein komplexes Thema, da einige Filter mit synthetischen Medien hervorragende Wasserbarriereeigenschaften aufweisen, während andere das Wasser einfach durchlassen.

Die Wirkung von Wasser auf die Partikel

Wassertröpfchen koaleszieren auf den Filtermedien in Präsenz von Feuchtigkeit aus hoher Luftfeuchtigkeit, Nebel und Dunst. Dies kann dazu führen, dass die eingefangenen Partikel auf der Oberfläche des Mediums gesättigt werden. Sie absorbieren das Wasser, was zu einem Aufquellen der Partikel führt. Dadurch nimmt die Größe der Partikel, die den Weg des Luftstroms blockieren, zu. Folglich erhöht sich der Differenzdruck.

Dies kann bei jeder Art von Medien passieren, da es die Zusammensetzung der Partikel betrifft und nicht das Filtermedium selbst. Diese Partikel können dann trocknen und dann, entweder auf der Oberfläche des Mediums bei Oberflächenbelastungsfiltern oder innerhalb des Filtermediums selbst, solide „Anbackungen“ bilden.

Wenn die Schadstoffe löslich sind, können sie durch das Medium gewaschen werden, was ebenfalls unerwünscht ist, wie wir oben gesehen haben.

Die Auswirkungen von Wasser auf eingefangene Partikel mildern

Eine potenzielle Lösung besteht darin, die Wassermenge, die mit dem Filter in Kontakt kommt, durch den Einbau eines Vorfilters mit Wasser-Koaleszenzeigenschaften zu reduzieren. Eine passende Vorfiltration wird auch die Menge der Partikel auf einem einzelnen Filter reduzieren. Dies führt zur Verlängerung der Lebensdauer des Systems.

Wir haben gesehen, dass Wassermassen und Wasserdampf die Filterleistung und somit die Leistung, den Wirkungsgrad und die Lebensdauer der Gasturbine beeinträchtigen. Die Interaktion ist komplex, aber es gibt Lösungen, um einige der Unzuträglichkeiten zu mildern. Das Verständnis der Umgebung, in der die Turbine betrieben wird, ist ein entscheidender erster Schritt, um geeignete Filterlösungen liefern zu können. Wir haben hier nur einige der Faktoren angesprochen, die eine Rolle spielen. Es ist daher immer ratsam, Ihre spezifischen Umgebungsbedingungen, Effizienzanforderungen, Erwartungen an die Filterlebensdauer und Ziele der Kraftstoffeffizienz mit Ihrem Filterlieferanten zu besprechen.

Schlussfolgerung

Die wichtigste Schlussfolgerung ist, dass die Auswirkungen von Feuchtigkeit auf Gasturbinenfilter ein komplexes Thema sind, das je nach Umgebung und Filtersystem stark variiert. Die bloße Angabe eines Medientyps führt möglicherweise nicht zu den gewünschten Ergebnissen, um die Turbine vor den Auswirkungen des Wassers zu schützen. Daher ist es wichtig, mit einem Lieferanten zu sprechen, der sich auf dem Gebiet der Filtration bestens auskennt und seine Kompetenz beim Mildern der Auswirkungen von Wasser auf Filter und Gasturbinen unter Beweis stellen kann.

AAF hat in diesem Bereich einen großen Erfahrungsschatz, den wir Ihnen gerne zur Verfügung stellen. Bitte kontaktieren Sie uns, wenn Sie in Bezug auf Ihre Gasturbinenanlage eine spezielle Betreuung wünschen.