Filtres d'admission de turbines à gaz nettoyés par impulsion

Systèmes de filtration de l'air nettoyés par jet pulsé

Systèmes pulsés à l'entrée employant le nettoyage Pulse Jet automatique du matériau de la cartouche

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Pneumafil offre deux types de systèmes à filtre auto-nettoyant pulsé pour les admissions de turbine à gaz : ascendant (« Pneuma-Pulse ») et à flux inversé.

CONCEPTION ASCENDANTE PNEUMA-PULSE

La conception ascendante repose sur le concept auto-nettoyant initial qui a résisté à l'épreuve du temps dans plusieurs centaines d'installations de turbine à gaz à travers le monde. Dérivé de systèmes de filtres à manches auto-nettoyants, il est traditionnellement utilisé pour les systèmes de contrôle du niveau de pollution de la poussière.

Dans le design Pneuma-Pulse des cartouches filtrantes cylindriques sont fixées en-dessous d'une plaque à fenêtre horizontale (« grille » ou « plaque tubulaire ») à l'aide d'un système de montage à « twist lock » (« verrou tournant »). Aucune fixation mobile, manivelle ou tige filetée n'est nécessaire pour maintenir les éléments en place.

L'air non filtré pénètre dans le système d'admission de la turbine à gaz et traverse l'élément filtrant par le haut puis radialement vers l'intérieur. L'air filtré quitte la cartouche verticalement par le haut dans une chambre à air propre située directement au-dessus de la grille. Les modules à filtre multiple sont regroupés pour alimenter une chambre à air propre commune.

La poussière collectée sur les cartouches est éliminée régulièrement par impulsion d'air comprimé. Les systèmes Pneuma-Pulse utilisent des buses accélérateur/inducteur au lieu des venturis, entraînant une perte de charge initiale plus faible et un nettoyage plus efficace. La résistance du flux d'air de service est comparable à celle des systèmes de filtrage à trois niveaux conventionnels.

Les atouts de la conception Pneuma-Pulse :
  • Résistance à la neige
  • Résistance aux précipitations liquides
  • Capacité à traiter de fortes concentrations de poussière

CONCEPTION À FLUX INVERSÉ

Le filtre auto-nettoyant pulsé à flux inversé a été développé pour économiser de l'espace sur les sites où l'espace est limité, par exemple dans les centrales électriques implantées en zones urbaines.

Dans cette conception d'admission, les deux cartouches (une cylindrique et une conique) sont installées l'une derrière l'autre au-dessus d'un support. Cette paire de cartouches est fixée en rangées horizontales sur une plaque à fenêtre verticale (grille). L'air non filtré pénètre le système de filtrage d'admission par capots de protection situés directement en amont des cartouches filtrantes, puis traverse l'élément filtrant horizontalement et radialement vers l'intérieur. L'air filtré quitte la cartouche horizontalement par la grille pour entrer dans une chambre à air propre située directement en aval.

La charge superficielle et l'action nettoyante des filtres sont similaires à la conception Pneuma-Pulse. La séquence d'impulsion démarre à la rangée du haut de l'admission de la turbine à gaz et progresse vers le bas. Cela aide à minimiser la tendance de la poussière des rangées supérieures à être capturée par les rangées inférieures. De même, un volume d'air plus important étant nécessaire pour déloger le gâteau de poussière, les vannes, le collecteur à air comprimé et les chalumeaux divergent légèrement de la conception Pneuma-Pulse.

Atouts de la conception à flux inversé

  • Faible encombrement
  • Compatibles avec les systèmes de refroidissement (initial ou modernisé)
  • Chutes de pression légèrement plus faibles

La configuration horizontale des cartouches filtrantes à flux inversé requiert une protection climatique (capots anti-pluie). De même, en raison de la surface frontale de la conception à flux inversé, la vitesse d'entrée de l'air dans les capots de protection de l'admission de la turbine à gaz est bien trop élevée pour éviter la pénétration de l'humidité libre et fine (par ex. brouillard et buée). L'humidité forme un gâteau de boue à la surface des cartouches filtrantes qui ne peut tout simplement pas être libéré par impulsion. Les cartouches à flux inversé étant orientées à l'horizontale, l'humidité peut être purgée de l'extérieur vers l'intérieur des cartouches et par conséquent être ingéré dans la chambre à air propre. Ici la solution consisterait à placer un banc séparé de coalesceurs en aval des cartouches pulses. Ce banc éliminerait et purgerait le brouillard et la buée collectés.

Action nettoyante

Les contaminants s'accumulant à la surface du matériau du filtre, la pression différentielle à l'intérieur du caisson, par rapport à l'atmosphère, augmente. Lorsque la pression différentielle atteint une limite préréglée, un pressostat active le panneau du séquenceur. Le panneau du minuteur/séquenceur signale une électrovannes à ouvrir, libérant la pression maintenant une soupape pneumatique fermée. L'ouverture de la soupape pneumatique permet à une injection d'air comprimé sec et propre de quitter le collecteur d'air et se diriger : 1) à travers la vanne pneumatique, 2) dans le tube de soufflage de distribution, et 3) ressortir par les buses accélérateur/inducteur. L'air comprimé injecté pénètre dans la cartouche et pour une fraction de seconde, interrompt le flux d'air dans les cartouches. L'onde de pression de l'air comprimé descend dans les cartouches puis radialement vers l'extérieur, extrayant la poussière accumulée en-dehors de celles-ci.

La faible vitesse du flux d'air entrant permet uniquement un chargement en surface du matériau du filtre, permettant à l'onde de pression de l'air comprimé, issue de l'impulsion de nettoyage, d'éliminer efficacement les particules accumulées. Une partie des particules fines peut être réentrainée dans les cartouches filtrantes adjacentes, néanmoins la tendance consiste à collecter la poussière et à éliminer par soufflage les particules assez grandes pour retomber des cartouches adjacentes.

Les cartouches de la première rangée sont tout d'abord pulsées puis le compteur/séquenceur sélectionne la rangée suivante et la procédure de nettoyage pulsé est répétée. Le nombre d'éléments nettoyés à chaque instant et l'intervalle entre les impulsions sont choisis de manière à ce qu'aucune dégradation significative du débit d'air ne soit flagrante. Le panneau du compteur/séquenceur continue séquencer le nettoyage à travers les cartouches jusqu'à ce que la pression différentielle globale atteigne une limite inférieure prédéfinie. À ce moment, le processus de nettoyage s'arrête jusqu'à ce qu'il soit à nouveau démarré par la lecture d'une pression différentielle élevée.

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