Comprendre le défi de la qualité de l’air

Contexte

Dans le monde de la filtration de l’air des turbomachines, les performances du moteur doivent être considérées 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. Tout contaminant ingéré réduit les performances du débit d’air du compresseur d’admission puisqu’il se produit une dégradation de la forme de la lame et de la finition de surface. Les performances globales de la turbine à gaz peuvent finalement être grandement impactées.

La qualité de l’air sur un site donné est absolument unique et il est vital de comprendre en profondeur les critères de ce défi pour comprendre les problèmes. L’évaluation de la qualité de l’air d’admission révèle souvent plusieurs points problématiques sur un site donné ; Un site côtier avec une forêt à proximité peut avoir des niveaux élevés de sel et d’humidité toute l’année mais le pollen saisonnier pourrait être un problème sérieux pendant plusieurs semaines de l’année. Cet exemple très localisé n’est pas rare dans les installations de turbines à gaz, il est donc particulièrement important de contacter AAF avant de décider quels produits conviennent à votre installation.

Problèmes posés par l’environnement

Industriel et urbain

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. Ces particules sont invisibles à l’œil nu et ont généralement un diamètre de 0,01 à 10 microns (pour référence un cheveu humain a un diamètre d’environ 50-70 microns).

Offshore

Dans les environnements offshore et marins, l’air est chargé de forts niveaux de sel et d’humidité. Le sel est présent à la fois sous forme de particules sèches et d’aérosols humides. On le trouve normalement en forte concentration à cause du vent qui transporte les embruns des vagues. Les brumes et brouillards peuvent également intensifier la quantité d’humidité libre qui pénètre dans le système de filtration de l’air ; Les poussières et autres particules produites par l’homme peuvent quant à elles réduire l’efficacité des compresseurs.

Poussière extrême

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. L’humidité peut également représenter un problème surprenant dans certains de ces environnements à cause des brumes matinales et nocturnes et/ou de sites proches de la côte.

Humidité constante

L’élimination de l’humidité libre est le plus grand problème dans les régions tropicales ou dans les environnements avec une humidité élevée constante. Ce phénomène peut être même accentué par les pluies torrentielles, les brouillards et les brumes. Il est essentiel d’éliminer toute l’humidité libre pour assurer un niveau de protection optimal et réduire le risque d’absortion de l’humidité par les particules. Une humidité libre prolongée provoque le gonflement des particules, bloque le média filtrant et entraîne à la longue une augmentation de la chute de pression.

Rural

Dans les environnements ruraux et agricoles, les problèmes liés à la filtration de la qualité de l’air sont généralement saisonniers. La contamination atmosphérique produite naturellement comprend le pollen, les graines et les 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 nombreux problèmes de filtration de l’air comme par exemple les fortes concentrations de poussière pendant la saison des labourages.

Côte

Dans les environnements côtiers, le maintien d’une humidité élevée et l’élimination du sel constituent les majeurs problèmes pour la filtration, ces problèmes étant néanmoins souvent associés à des contaminants locaux d’origine humaine provenant de processus industriels. 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. Il est essentiel d’éliminer toute l’humidité libre pour assurer un niveau de protection optimal et réduire le risque que les particules ne gonflent en présence d’eau et ne bloquent les pores dans le média de filtration.

Chaleur extrême

La chaleur extrême ne représente pas nécessairement un problème pour la filtration, mais étant donné que le rendement des turbines à gaz est impacté par la température de l’air entrant dans le compresseur, elle peut être un problème pour les opérateurs. Les turbines à gaz ont généralement des conditions nominales ISO à une température ambiante de 15ºC. Toute température au-delà de cette limite entraîne donc une perte de puissance à cause de la plus faible densité de l’air. Pour optimiser le rendement énergétique de la turbine à gaz, l’air d’admission doit être correctement refroidi.

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 de la puissance de la turbine à gaz ou un arrêt de l’unité. Pire encore, la glace formée à l’entrée de la turbine à gaz peut être ingérée dans le moteur et entraîner des dommages dus à des corps étrangers et finalement provoquer une panne de la turbine à gaz.

La solution

AAF utilise les données relatives à la qualité de l’air pour comprendre le problème posé par la filtration sur un site en particulier, données que nous analysons en nous basant sur nos années d’expérience et notre compréhension profonde de la qualité de l’air pour vous recommander les bons produits et les solutions adaptées à votre environnement. Il n’existe pas de « solution standard » pour la filtration de la turbine à gaz 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-nous ; Nous nous ferons un plaisir de vous montrer comment nous travaillons grâce à notre outil d’évaluation du coût total de possession. AAF Optimize est un service d’assistance de pointe qui offre aux utilisateurs de turbines à gaz la possibilité d’optimiser tous les aspects de leurs systèmes d’admission d’air pour améliorer l’efficacité, la disponibilité et la fiabilité de l’installation et contribuer à allonger la durée de vie d’exploitation des actifs.