Filtros de entrada para turbinas de gas limpiadas por pulsos

Sistema de filtración de aire limpiado por pulsos

Los sistemas de impulso de entrada emplean una limpieza automática Pulse-Jet del material de los cartuchos

Logotipo de Pneumafil

Pneumafil ofrece dos tipos de sistemas de autolimpieza del filtro por pulsos para entradas de turbinas de gas: el de corriente hacia arriba o «up-draft» ("Pneuma-Pulse") y el de flujo transversal o «cross flow».

DISEÑO DE CORRIENTE HACIA ARRIBA «UP-DRAFT» DE PULSO NEUMÁTICO PNEUMA-PULSE

El diseño de «corriente hacia arriba» es el concepto de autolimpieza original y ha resistido el paso del tiempo en cientos de instalaciones de turbinas de gas en todo el mundo. Proviene directamente de los sistemas de filtros de mangas de autolimpieza y, tradicionalmente, se ha utilizado en sistemas de control de polvo de niveles altamente contaminantes.

En el diseño de pulsos neumático Pneuma-Pulse, los cartuchos cilíndricos de los filtros se acoplan a la sección inferior de la placa de apertura horizontal («placa de rejilla» o «lámina tubular») mediante un sistema de montaje de bloqueo giratorio «twist lock». Gracias a ello, no se precisa de elementos de sujeción, manivelas o varillas roscadas para fijar los elementos en su posición.

El aire no filtrado entra en el sistema de entrada de la turbina de gas y sube hacia arriba y radialmente hacia dentro a través del material del filtro. El aire filtrado sale entonces por el cartucho en dirección verticalmente hacia arriba hasta llegar a la cámara de aire limpio que hay situada inmediatamente encima de la placa de rejilla. Los módulos de filtros se agrupan para alimentar un cámara de aire limpio comuna.

El polvo capturado en los cartuchos se elimina periódicamente mediante pulsos de aire comprimido. Los sistemas de pulso neumático Pneuma-Pulse usan boquillas de aceleración/inducción en vez del venturis, produciendo una caída de presión inicial más baja y una limpieza más eficiente. La resistencia operativa del flujo de aire es comparable a la de los sistemas de filtros convencionales de tres etapas.

Ventajas del diseño de pulso neumático Pneuma-Pulse:
  • Resistencia a la nieve
  • Resistencia a la precipitación líquida
  • Capacidad para gestionar concentraciones de polvo extremadamente altas

DISEÑO DE FLUJO TRANSVERSAL «CROSS FLOW»

El filtro de pulso de autolimpieza de flujo transversal fue desarrollado para proporcionar un huella más pequeña en plantas con espacio limitado, por ejemplo, en plantas de energía que deben instalarse en áreas urbanas.

En este diseño de entrada, se instalan dos cartuchos (uno cilíndrico y uno cónico), uno detrás del otro, sobre una base de soporte. Estas parejas de cartuchos se fijan mediante abrazaderas en filas horizontales en una placa de apertura vertical (placa de rejilla). El aire no filtrado entra en el sistema de filtro de entrada a través de las campanas anti-lluvia situadas inmediatamente corriente arriba de los cartuchos del filtro y, a continuación, pasa horizontalmente y radialmente hacia dentro a través del material del filtro. El aire filtrado sale del cartucho horizontalmente a través de la placa de rejilla hasta llegar a una cámara de aire limpio que hay situada inmediatamente después corriente abajo.

La carga en la superficie de los filtros y la acción de limpieza son parecidas a las del diseño de pulso neumático Pneuma-Pulse. La secuencia de pulsos empieza en la fila superior de la entrada de la turbina de gas y progresa en dirección descendente. Esto ayuda a minimizar la tendencia que el polvo procedente de las filas superiores tiene a quedarse atrapado en la filas inferiores de elementos. Asimismo, dado que se necesitará más aire para desalojar la torta de polvo, las válvulas, el cabezal de aire comprimido y los sopletes son ligeramente diferentes de los del diseño Pneuma-Pulse.

Ventajas del diseño de flujo transversal:

  • Requiere poco espacio
  • Propicio para sistemas de enfriamiento (inicial o rehabilitado)
  • Caídas de presión ligeramente más bajas

La configuración horizontal de los cartuchos de filtros de flujo transversal requiere algún tipo de protección contra la lluvia (campanas anti-lluvia). Asimismo, dada la disponibilidad de la zona frontal del diseño de flujo transversal, la velocidad del aire al entrar por las campanas anti-lluvia en la entrada de la turbina de gas es excesivamente alta para, de este modo, evitar el ingreso de humedad fina libre, es decir, niebla o neblina. Esta humedad libre forma una torta parecida al barro en la superficie de los cartuchos del filtro que no puede desalojarse simplemente mediante pulsos. Dado que los cartuchos de flujo transversal están orientados horizontalmente, la humedad libre puede pasar del exterior al interior de los cartuchos a través de un sistema de drenaje y, de este modo, entrar en la cámara de aire limpio. En este caso, la solución sería instalar un banco separado de coalescentes corriente arriba de los cartuchos de pulso. Este banco eliminaría y evacuaría la niebla y la neblina finas capturadas.

Acción de limpieza

Dado que los contaminantes se acumulan en la superficie del material del filtro, la presión diferencial en la cámara, relativa al ambiente, aumentará. Cuando la presión diferencial alcanza un límite preajustado, un interruptor de presión activa el panel del temporizador/secuenciador. El panel del temporizador/secuenciador envía una señal a válvula solenoide para que esta se abra y libere la presión que retiene cerrada una válvula de aire neumática. La abertura de la válvula de aire permite que un chorro de aire comprimido limpio y seco salga del cabezal de aire y proceda del siguiente modo: 1) a través de la válvula de aire, 2) entre en soplete de distribución, y 3) salga a través de las boquillas de aceleración / inducción. El chorro de aire comprimido entra en el cartucho y, durante una fracción de segundo, detiene de manera efectiva el flujo de aire que se dirige a los cartuchos. La onda de la presión de aire comprimido continúa en dirección descendente hacia los cartuchos y radialmente hacia fuera, impactando en el polvo acumulado y expulsándolo del cartucho.

La baja velocidad del flujo de aire entrante permite únicamente la carga de la superficie del material del filtro, lo que a su vez habilita la onda de presión de aire comprimido procedente del impulso de limpieza para que elimine de forma efectiva cualquier partícula acumulada. Aunque algunas de las partículas finas pueden volver a ser arrastradas a los cartuchos del filtro adyacente, la tendencia es que el polvo sea capturado y expulsado en forma partículas lo suficientemente grandes como para caer fuera de la zona de los cartuchos adyacentes.

Los cartuchos de la primera fila son los primeros en recibir el impulso y, a continuación, el temporizador/secuenciador selecciona la siguiente fila y el procedimiento de limpieza por pulso vuelve a repetirse. La cantidad de elementos limpiados en cualquier instante y el intervalo de tiempo entre pulsos se seleccionan de modo que no haya ninguna degradación significativa evidente del flujo de aire. El panel del temporizador/secuenciador continúa rigiendo la secuencia de la operación de limpieza en todos los cartuchos hasta que la presión diferencial general alcance un límite preajustado inferior. En ese momento, el proceso de limpieza cesa hasta que vuelva a activarse mediante la lectura de una presión diferencial alta.