Líder. Donaldson, Líder en la Fabricación de Sistemas de Filtración de Aire. tecnología

Transcripción

1 Fuente: Donaldson Latinoamérica Gas Turbine Systems. Líder Donaldson, Líder en la Fabricación de Sistemas de Filtración de Aire Cada segundo nacen en el mundo ocho niños que requerirán un suministro energético seguro y económico para tener un nivel de vida digno, advirtió Claudio Estrada Gasca, director del Centro de Investigación en Energía (CIE) de la UNAM 44 Donaldson Company, Inc. es una empresa líder en la fabricación de sistemas de filtración de aire y reemplazos de elementos filtrantes para turbinas de gas, y es una de las pocas empresas fabricantes de filtros que tiene su propia capacidad de desarrollo de medias filtrantes. Todos los elementos filtrantes de aire que esa empresa fabrica, utilizan las fórmulas propias que fueron desarrolladas en sus laboratorios. Cada media tiene una fórmula e ingeniería específica que los hace diferentes de las medias filtrantes que otros fabricantes intentan aclamar como equivalentes o comparables. Los Filtros de Aire de Alto Rendimiento ayudan a optimizar el funcionamiento de la Turbina de Gas. Comprender y comparar el

2 rendimiento de los filtros permite definir el tipo de repuesto adecuado. A continuación se muestran algunas consideraciones importantes al elegir elementos filtrantes de aire: -El rendimiento de los filtros de aire para turbinas de gas no debe ser evaluado con base en la eficiencia en masa, es decir, la eficiencia en peso. - La diferencia clave en los filtros de aire se encuentra en la eficiencia que se presenta en las partículas menores a 3μ. - La eficiencia inicial más la tasa a la que va incrementando la eficiencia son clave para determinar la eficiencia general de los filtros de aire. - Al comparar en ASHRAE o cualquier prueba de rendimiento de dos filtros diferentes, las pruebas deberán ser realizadas en velocidades de flujo de aire comparables. - Las características de la caída de presión de distintas o similares medias filtrantes de diferentes fabricantes pueden incrementar los costos de operación, más que la diferencia en el costo inicial de los elementos de repuesto. - A pesar de las descripciones genéricas de las medias filtrantes ( mezcladas o sintéticas ), los filtros de un fabricante no tienen las mismas características de operación que los filtros de otro fabricante. - Algunas medias filtrantes 100 por ciento sintéticas pueden tener características de rendimiento, que son comparables (pero sin ser equivalentes) con el rendimiento de los filtros Donaldson Duratek Sider-Web. Mientras que los filtros de aire para turbinas que ofrecen diversos fabricantes son adecuadamente eficientes en partículas grandes, existen diferencias significantes en el rendimiento de filtración en partículas menores de 3um. La mayoría de los filtros que utilizan media filtrante celulosa o mezclada tienen un bajo rendimiento de eficiencia inicial en partículas sub-micrónicas, las cuales son la principal causa de daños en la turbina. Para optimizar la eficiencia en partículas submicrónicas, los elementos de reemplazo requieren una media filtrante de alto rendimiento con características de desempeño similares a las de Duratek con Spider-Web. El precio de los filtros de repuesto, por supuesto que es una consideración primordial, pero el costo total y, por el contrario, el valor de los filtros es más que eso. En realidad más eficiencia en los elementos filtrantes puede ayudar a reducir los costos de operación. Las partículas grandes (> 10-20μ en tamaño) causan erosión en los alaves cuando se presentan en grandes cantidades, mientras que las partículas pequeñas (<5μ en tamaño) crean suciedad en los mismos. Entre menos dañados se encuentren lo alaves del compresor, se genera mayor potencia y aumenta la tasa de calor en la salida de las turbinas (es decir, es más eficiente el uso del combustible). Los Filtros de Aire de alta eficiencia son capaces de retener la mayor parte de las partículas superiores a 10μ, pero para reducir el ensuciamiento de los alaves se necesita una media filtrante de alto rendimiento. Debido a que la eficiencia en masa no mide el efecto de las partículas de polvo atmosféricas más pequeñas que causan daños en el compresor, el rendimiento de los filtros de aire para turbinas de gas no debe ser evaluado con base en la eficiencia en masa, es decir, la eficiencia en peso. 45 La Revista de la Industria Petrolera

3 46 La eficiencia en masa se basa en la habilidad del filtro para capturar polvo que se utiliza durante las pruebas, que normalmente utilizan una medida promedio de partícula de 5um. Existe una controversia con respecto a cuál sería el típico tamaño de una partícula de polvo atmosférica; de cualquier modo, existen acuerdos internacionales que declaran que la concentración de partículas atmosféricas de microgramos por metro cúbico, son en su mayoría partículas que están fuera del alcance de la vista humana (es decir <25um en tamaño). También hay un acuerdo que establece que por ciento de la concentración está compuesta por partículas <10um de tamaño, de las cuales un por ciento está compuesto por partículas de <5um de tamaño. Cualquier valoración de eficiencia de un filtro que se basa en pruebas con partículas de 5um, provee poca información en cuanto a la verdadera eficiencia en partículas de polvo atmosféricas. La eficiencia inicial más la tasa a la que va incrementando la eficiencia son clave para determinar la eficiencia general de los filtros de aire: Los estándares de las pruebas ASHRAE 52.1 y 52.2 describen el procedimiento de pruebas para evaluar y clasificar los filtros de aire basado en el promedio de espacio de polvo (Average Dust-Spot) por tamaño de partícula. Cada uno de los estándares de estas pruebas se basa fuertemente en la eficiencia inicial y en las características de la carga de filtración para determinar y valorar la eficiencia. Al Comparar en ASHRAE o cualquier prueba de rendimiento de dos filtros diferentes, las pruebas deberán ser realizadas en velocidades de flujo de aire comparables: Los elementos filtrantes utilizados a la entrada de aire de las turbinas son diseñados con base en una tasa de flujo de aire. Cuando las pruebas son realizadas en escenarios con flujo de aire diferentes, los resultados de las mismas son de poca importancia para predecir qué tan eficiente sería el elemento tomando en cuenta el flujo de aire real al que será sometido una vez instalado. Por ejemplo, cuando se realiza una prueba ASHRAE para un filtro sometido a un flujo de aire de 500 cfm, al compararlo con un filtro similar examinado a un flujo de aire de 900 cfm, la información del resultado sería poco significativa ya que los escenarios son diferentes. Donaldson cuenta con resultados de pruebas ASHRAE disponibles para cada uno de los elementos filtrantes que se utilizan en las casas de filtros. Las pruebas de los filtros son realizadas por AFTL, un laboratorio de pruebas independiente, que evalúa apropiadamente según los flujos de aire propios de las instalaciones de turbinas. Esta empresa también cuenta con resultados de pruebas ASHRAE para filtros de aire que son realizadas (por AFTL) especialmente para efectos de comparación. Cada fabricante de filtros que dice tener un elemento filtrante equivalente o comparable debe proveer resultados ASHRAE realizados a flujos de aire apropiados para justificar su eficiencia. La caída de presión puede impactar los costos de operación anuales La caída de presión a la entrada de aire de los sistemas puede tener un efecto significativo en el rendimiento de la turbina. De hecho, los fabricantes de turbinas establecen que a 4.0 de agua de caída de presión, la turbina pierde en potencia de salida entre por ciento. El efecto de la caída de presión en la entrada de aire es en función de línea recta, que significa que cada.10 w.g. incrementan (en promedio) la caída de presión de aire, lo cual disminuye la potencia de salida de la turbina un.025 por ciento o más. En términos más específicos: El costo de una turbina operando con.10 w.g. que suman una caída de presión de aire con 8000 horas de operación por año, es equivalente a operar una turbina a su máxima potencia durante dos horas sin obtener ingreso alguno procedente de la energía generada.

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5 48 Mientras menor variación exista en la presión del aire, mayor será la potencia de salida de la turbina. A pesar de las descripciones genéricas de las medias filtrantes ( mezcladas o sintéticas ), los filtros de un fabricante no tienen las mismas características de operación que los filtros de otro fabricante. Para efectos de comparación, otros fabricantes de filtros utilizan típicamente uno de muchos estándares comunes de las medias filtrantes sin ser propiedad de ellos. Algunas medias filtrantes 100 por ciento sintéticas pueden tener características de rendimiento que son comparables (pero sin ser equivalentes) con el rendimiento de los filtros Donaldson Duratek Spider-Web. Donaldson Spider Web es una de las medias filtrantes que fue desarrollada y patentada en los laboratorios de dicha compañía. Por ello no está disponible para cualquier otro fabricante de filtros o alguna otra planta de medias filtrantes. Originalmente la empresa desarrolló la tecnología de las nanofibras para Spider-Web a principios de los años ochenta para utilizar en los productos industriales de colección de polvos para capturar partículas sub-micrónicas en la superficie de la media filtrante, lo que permitió que las partículas fueran removidas con facilidad de los filtros mientras eran sacudidas en el proceso de limpieza por pulsación. Media Filtrante de Alto Rendimiento - Synthetic & Duratek Spider Web Los resultados ASHRAE de los filtros con media filtrante Donaldson con Duratek Spider-Web son comparables (pero no equivalentes) a los resultados ASHRAE de la media filtrante 100 por ciento sintética. Las características promedio en caída de presión de las dos medias filtrantes es similar; sin embargo, la media Duratek Spider-Web tiene una eficiencia ligeramente superior, y una eficiencia superior significante en características de autolimpieza. Las pruebas ASHRAE sugieren características de rendimiento similares con filtros fabricados con medias filtrantes 100 por ciento sintéticas; sin embargo, no existe algún fabricante de filtros que pueda comprobar a través de reportes de pruebas ASHRAE que sus filtros de media celulosa o mezclada son similares o equivalentes a los de Donaldson Duratek Spider-Web. Spider-Web Filtración de alta eficiencia y bajas caídas de presión en una sola media filtrante. Ventajas: - Filtración desde la superficie: La patentada media filtrante Spider-Web de Donaldson consiste en una red de nano-fibras que mantiene las partículas en la superficie del filtro, prolongando la vida útil del filtro, al no depositarse a través de la media filtrante. - Durabilidad: Spider-Web provee una larga vida útil ya que es muy resistente a condiciones húmedas y de alta temperatura. Baja caída de presión: Spider-Web mantiene las partículas en la superficie lo que permite que los poros de la media filtrante se encuentren libres, permitiendo el flujo de aire sin restricciones y contribuyendo a menores caídas de presión. Mayor capacidad de retención: La tecnología Spider-Web es más eficiente debido a que sus nanofibras permiten capturar partículas submicrónicas. Wave el nuevo filtro tipo panel desarrollado por Donaldson Características: Plisado vertical sin costuras. Reducción en las restricción de flujo de aire. Reduce riesgo de fugas. Habilitado con drenaje para la humedad. Alta capacidad de retención. Resultando en una vida útil más larga por los niveles de restricción más bajos que en los filtros tradicionales. Filtración de alta eficiencia. El nuevo WAVE de Donaldson se encuentra disponible con nuestra media filtrante patentada Spider-Web.