Évaluer les meilleurs systèmes de filtration pour turbines à gaz dans les environnements à forte teneur en poussière

Systèmes classiques

Les systèmes de nettoyage par impulsions ont été conçus pour résoudre les problèmes détectés dans les environnements à forte teneur en poussière ; Ils sont utilisés depuis de nombreuses années dans les systèmes de filtration des turbines à gaz. Ils sont principalement conçus dans une géométrie cylindrique ou conique et appelés systèmes de « cartouches » ou de « bidons ». Ces filtres à impulsions ont par ailleurs été particulièrement bien accueillis et adoptés par les OEM et sont dorénavant la norme dans de nombreuses installations.

Le concept de design d’un système de filtration à cartouche est simple. L’air atmosphérique est aspiré dans et à travers la cartouche de filtration où les particules sont capturées par le média filtrant. Les filtres sont ensuite nettoyés avec une impulsion inverse d’air comprimé, normalement déclenchée par une augmentation de la pression différentielle. Une fois que la pression différentielle revient à un niveau acceptable, le cycle de nettoyage s’arrête. Ce design a toutefois des inconvénients, notamment dans les environnements à forte teneur en poussière. Le problème survient lorsque les cartouches sont fortement chargées en poussière. La pulsation (l’impulsion inverse de l’air comprimé) élimine une partie des particules mais beaucoup d’entre elles peuvent être réacheminée, notamment dans le cas d’une conception à flux transversal, lorsque la poussière retombe sur la cartouche située en dessous.

Forte contenance en poussière et en humidité

Dans les environnements avec une forte contenance en poussière, le volume de poussière peut devenir trop important pour que le système d’impulsion puisse le « contenir », et une pression différentielle élevée est alors rapidement atteinte. Pour aggraver ce problème, quand les filtres chargés de poussière sont exposés à des niveaux élevés d’humidité, l’humidité peut être absorbée par les particules elles-mêmes. Ces particules « hygroscopiques » peuvent gonfler jusqu’à 10 fois leur diamètre initial, bloquer le média et augmenter davantage la pression différentielle. En fonction de la composition des particules, elles peuvent également former un « agglomérat » dur, difficile à nettoyer par impulsions et qui peut entraîner un pic de pression différentielle.

Élimination des particules en vrac

Dans les environnements avec une forte concentration de poussière, le scénario idéal est d’éliminer la majeure partie des particules avant qu’elles n’atteignent l’élément filtrant. Le média filtrant est conçu pour capturer les particules au niveau sub-micronique. Ce sont ces particules qui peuvent être le plus nocives pour la section compresseur de la turbine à gaz. En éliminant les particules en vrac, nous permettons au média filtrant de faire son travail plus efficacement et nous contribuons à renforcer l’effet de l’humidité.

AAF fournit une solution qui consiste à utiliser un design comprenant un système d’air secondaire. Le système de filtration ASC élimine environ 75 % de la poussière par séparation inertielle et extraction positive dans le système d’air secondaire. Seule 25 % de la poussière entre en contact avec les filtres et le média de filtration ne se charge pas aussi rapidement. Cela signifie des niveaux de poussière plus faibles sur le filtre et une diminution de l’effet de l’humidité sur les particules pour prolonger la durée de vie des filtres. Ces systèmes de filtration ASC comprennent également un nettoyage par impulsions inversées. Lorsqu’elles sont pulsées par de l’air comprimé, les particules libérées par le filtre sont immédiatement extraites par le système d’air secondaire. Cela permet d’éliminer le risque de réacheminement de la poussière par les filtres adjacents et donc de maintenir plus longtemps la pression différentielle à un niveau acceptable.

Conclusion

Les systèmes de filtration d’air qui comprennent un système d’air secondaire offrent un avantage unique dans les environnements très poussiéreux. Les éléments de filtration ne sont pas soumis aux mêmes contraintes et exigences que dans les systèmes d’admission traditionnels puisque 75 % des particules en suspension dans l’air sont éliminées par le système d’air secondaire. Cela crée de nombreux avantages pour l’opérateur ; Une durée de vie plus longue du filtre, une chute de pression plus faible, une utilisation réduite de l’air comprimé et un système de filtration plus fiable et plus sûr. C’est également un avantage important dans les environnements humides où les particules doivent être éliminées régulièrement du média filtrant pour éviter que les particules hygroscopiques ne gonflent jusqu’à 10 fois leur diamètre d’origine, bloquant le média et entraînant un pic de pression différentielle.