Sistemas de filtros de aspiración
Hengst es su socio de ingeniería de larga trayectoria en sistemas de filtros de aspiración a medida para motores de gas, turbomáquinas y aire de procesos industriales. Analizamos sus especificaciones, diseñamos el sistema adecuado y le respondemos con rapidez. Cada sistema se basa en elementos filtrantes de fabricación propia, que Hengst desarrolla, produce e integra desde 1958. Contamos con una amplia base instalada en todo el mundo en los sectores de la generación de energía, los procesos industriales y las aplicaciones de pilas de combustible.
El aire de admisión contaminado es una de las causas más frecuentes de pérdida de rendimiento en motores de gas, turbomáquinas y compresores. Los depósitos de partículas en los componentes giratorios reducen el rendimiento, las partículas abrasivas aceleran la erosión y las sales disueltas, junto con la humedad, provocan corrosión. Las pérdidas de rendimiento resultantes, el mayor consumo de energía y las paradas no programadas suelen superar con creces los costes de la filtración. Un sistema de filtrado de admisión bien diseñado mantiene la pérdida de presión a un nivel constantemente bajo durante toda su vida útil, lo que garantiza de forma inmediata un mayor rendimiento y menores costes de explotación. Como socio de ingeniería con fabricación propia de elementos filtrantes, Hengst es el interlocutor principal para operadores, fabricantes de equipos originales (OEM) y contratistas generales EPC en lo que respecta a soluciones completas de filtración, desde el diseño del sistema y la producción hasta los elementos filtrantes y el soporte técnico para el mantenimiento.
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Resumen de los sistemas de filtros de aspiración
Los sistemas de filtros de aspiración de Hengst abarcan toda la gama de la filtración industrial del aire de admisión: desde sistemas estáticos de varias etapas para entornos moderados, pasando por filtros de impulsos autolimpiables para cargas de polvo extremas, hasta filtros de baño de aceite para motores de gran tamaño sometidos a cargas elevadas y la filtración combinada de partículas y gases para pilas de combustible y electrolizadores. Cada configuración se diseña a medida para la aplicación concreta y las condiciones del emplazamiento.
Sistemas de filtrado estáticos
Filtración en varias etapas con etapas de prefiltrado (filtros de bolsa) y etapas de filtrado fino hasta la clase E12 de la EPA. Las etapas opcionales de coalescente y separador de gotas protegen contra la sal y la humedad en ubicaciones costeras. Los sistemas antihielo con intercambiadores de calor, distribuidores de aire caliente, calefactores infrarrojos y calefactores eléctricos evitan la formación de hielo en zonas climáticas frías y húmedas. Los sistemas estáticos son adecuados para emplazamientos con una concentración de polvo baja o moderada, donde ofrecen una alta eficiencia de filtración con intervalos de mantenimiento prolongados.
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Cómo elegir el sistema de filtro de admisión adecuado
La elección de un sistema de filtros de aspiración influye durante años en la fiabilidad, el rendimiento de la máquina, el esfuerzo de mantenimiento y los costes de explotación. La decisión correcta depende de varios factores que interactúan entre sí, siendo el entorno local y la máquina que se desea proteger los factores más importantes. A la hora de comparar sistemas de filtrado, estas características de rendimiento son especialmente relevantes: eficiencia de filtración, capacidad de retención de polvo, comportamiento ante la presión diferencial, comportamiento ante la niebla de pulverización y la humedad, así como la capacidad de autolimpieza (la eficacia con la que un filtro autolimpiante se regenera tras cada ciclo de limpieza).
Zona climática y calidad del aire local
El factor más importante a la hora de elegir un sistema es el entorno de funcionamiento. La concentración de polvo, la composición de las partículas, la Humedad del aire, la carga salina y las temperaturas extremas determinan si se requiere un sistema estático o uno autolimpiante, así como qué etapas opcionales (coalescente, antihielo) son necesarias.
Los desiertos y las regiones áridas con elevada carga de polvo y frecuentes tormentas de arena requieren filtros pulsantes autolimpiantes que puedan hacer frente a la entrada continua de partículas sin saturarse rápidamente. Las ubicaciones costeras y en alta mar exigen configuraciones resistentes a la humedad y a la sal, normalmente con etapas de coalescente o separadores de gotas antes del filtro principal. Las ubicaciones árticas y subárticas necesitan una protección anticongelante que evite la formación de hielo en el filtro cuando se combinan la humedad y las bajas temperaturas. De lo contrario, pueden producirse picos repentinos de presión que lleguen incluso a obstruir el filtro. Los entornos tropicales combinan una elevada Humedad del aire con temperaturas elevadas y carga biológica, y requieren un diseño equilibrado entre la gestión de la humedad y la filtración de partículas.
Tipo de máquina y aplicación
Los motores de gas, las turbinas de gas, los compresores y otras turbomáquinas plantean requisitos distintos en cuanto a eficiencia de filtración, Flujo de aire y tolerancia a la pérdida de presión. Las turbinas de gas son especialmente sensibles a las incrustaciones y a la corrosión, ya que incluso pequeños depósitos de partículas en los álabes de la turbina reducen la eficiencia aerodinámica. Los compresores de la industria del petróleo y el gas, así como los utilizados en aplicaciones de proceso, están expuestos a polvo abrasivo que acelera el desgaste mecánico. Los grandes motores diésel y de gas utilizados en la generación de energía o en aplicaciones marítimas funcionan bajo una carga elevada y constante, por lo que es fundamental contar con una calidad fiable del aire de combustión. Las pilas de combustible y los electrolizadores no solo necesitan aire libre de partículas, sino también libre de gases contaminantes, ya que las impurezas químicas afectan al rendimiento del cátodo y del catalizador.
Sistemas de filtrado estáticos frente a sistemas de filtrado autolimpiantes
Esta es la decisión fundamental en la mayoría de los proyectos de filtración del aire de admisión. Ambos tipos de sistemas tienen sus propios beneficios, en función del entorno operativo y las prioridades en materia de costes.
No se trata de que haya un tipo de sistema que sea superior en general, sino de adaptar el sistema a las condiciones concretas del emplazamiento y a las prioridades operativas. Como su socio de ingeniería, trabajamos con sus especificaciones —es decir, con el perfil de la instalación, la clase de máquina, la carga de polvo y las condiciones climáticas— y diseñamos la configuración que mejor se adapta a su aplicación.
| Criterio | Sistema de filtración estático | Sistema autolimpiante (Pulse-Jet) |
| Principio de funcionamiento | Filtración en profundidad: las partículas se depositan en el Medio filtrante | Filtración superficial: en la superficie del filtro se forma una capa de polvo que se limpia con aire comprimido |
| Eficiencia de filtración | hasta EPA E12 (multietapa) | hasta EPA E11 |
| Comportamiento de la pérdida de carga | aumentagradualmentea medida queaumentala carga | se mantieneconstantementebajagracias alos ciclos de limpiezacontinuos |
| Vida útil | Dependiendodelentorno, suele oscilar entre 6 y 24 meses(rangohabitual en el sector) | de hasta 2 a 3 años gracias a la autolimpieza (rango habitual en el sector) |
| Mantenimiento | Sustitución periódica de los elementos filtrantes | Mínimo, principalmente supervisión del suministro de aire comprimido e inspección ocasional de los cartuchos |
| Costes de inversión | Inversión inicial más reducida | Inversión inicial más elevada |
| Costes de funcionamiento | más bajos en entornos moderados; más altos en condiciones polvorientas debido a los frecuentes cambios de filtro | más bajos en entornos con mucho polvo, gracias a una vida útil prolongada y una pérdida de presión estable |
| Másadecuadopara | Lugares con carga de polvo baja a moderada, clima templado | Desierto, industria pesada, minería, Ártico (con una carga elevada y constante de polvo, arena o nieve) |
| Antihielo | Si es necesario, se requiere un sistema antihielo independiente | La autolimpieza ofrece una protección inherente contra la formación de hielo |
| Suministro de aire comprimido | No es necesario | necesario para la limpieza |
Coste total de propiedad (TCO): mucho más que el precio de compra
El precio de adquisición de un sistema de filtros de aspiración solo representa una pequeña parte de los costes del ciclo de vida. Los principales factores que inciden en los costes son el comportamiento frente a la pérdida de presión, la vida útil de los filtros y las paradas debidas al mantenimiento.
Cada milibar de pérdida de presión adicional en la aspiración reduce el rendimiento de la máquina y aumenta el consumo de energía. Un sistema de filtrado que mantenga la pérdida de presión estable y baja durante toda su vida útil preserva la eficiencia de la máquina y reduce los costes de explotación de forma duradera. La vida útil determina directamente la frecuencia con la que hay que cambiar los elementos filtrantes y las paradas de mantenimiento que ello conlleva, ya que cada cambio de filtro requiere una parada parcial o total. En entornos con mucho polvo, es posible que los elementos filtrantes estáticos deban cambiarse cada pocos meses, mientras que los sistemas autolimpiantes permanecen en funcionamiento durante mucho más tiempo.
Los sistemas Hengst están diseñados para ofrecer unos bajos costes operativos totales: pérdida de presión estable gracias a un diseño optimizado del filtro, largos intervalos de mantenimiento y configuraciones que se adaptan al entorno operativo concreto. Esto, junto con la fabricación propia de elementos filtrantes, garantiza una calidad constante y un suministro fiable de elementos de recambio durante toda la vida útil de la instalación.
Elementos filtrantes de fabricación propia
El rendimiento de un sistema de filtros de aspiración depende del elemento filtrante que contiene en su interior. Hengst combina la fabricación propia de elementos filtrantes con la experiencia necesaria para la integración completa del sistema, un enfoque de ingeniería integrado verticalmente que se ha desarrollado a lo largo de décadas dentro del Grupo Hengst. Las propiedades del elemento filtrante, como la pérdida de presión, la capacidad de retención de polvo y el comportamiento frente a la humedad, no son productos fabricados en serie que se adquieran en el mercado, sino parámetros de diseño que controlamos íntegramente nosotros mismos.
Para los operadores que ya disponen de una carcasa de filtro y necesitan elementos de recambio de alto rendimiento, Hengst ofrece su propia gama de elementos filtrantes para turbinas de gas y turbomáquinas, fabricados según los mismos estándares de calidad que los elementos de los sistemas completos de Hengst. De este modo, Hengst atiende a los operadores tanto como proveedor de sistemas como proveedor de elementos filtrantes de recambio para instalaciones existentes, incluidas las carcasas de filtro de otros fabricantes.
Sectores y aplicaciones de nuestros sistemas de filtrado de aire de admisión
Los sistemas de filtros de aspiración de Hengst protegen máquinas críticas en una amplia gama de sectores, con una base instalada a nivel mundial en los siguientes ámbitos de aplicación. Nuestros sistemas de filtrado completos son adecuados para turbinas de gas de tamaño pequeño a mediano. Para carcasas de filtro de turbomáquinas de mayor tamaño, encontrará el elemento de recambio adecuado enFiltro de turbina de gas y turbomáquinas.
Generación de energía
Motores de gas, generadores y turbinas de gas de tamaño pequeño a mediano en régimen de carga base y de punta. Una filtración de aire fiable garantiza la eficiencia del motor y la turbina y prolonga los intervalos de mantenimiento.
Competencia en ingeniería y servicio técnico en todo el mundo
Hengst ofrece apoyo a los operadores, fabricantes de equipos originales (OEM) y contratistas generales EPC, más allá del suministro del hardware de filtrado, con su experiencia en ingeniería, su rápida capacidad de respuesta y su presencia mundial a lo largo de todo el ciclo de vida del sistema.
Asesoramiento sobre el diseño del sistema
Los ingenieros de aplicaciones de Hengst analizan las condiciones específicas de cada emplazamiento, como los datos climáticos, la calidad del aire ambiente y los requisitos de caudal, y desarrollan la configuración del sistema que mejor se adapta a la aplicación. Este servicio está disponible tanto para instalaciones nuevas como para la sustitución o modernización de Sistemas de filtrado existentes. Para los fabricantes de equipos originales (OEM) y los contratistas generales EPC, Hengst ofrece apoyo técnico en el diseño y la integración durante la fase de planificación del proyecto, especificación por especificación.
Modernización y optimización
Las carcasas de filtro existentes pueden someterse a un análisis para mejorar su rendimiento: mediante una actualización de los Elementos filtrantes, una reconfiguración del sistema o un análisis de la pérdida de carga para determinar las mejoras de eficiencia. Dado que Hengst combina la ingeniería de sistemas con su propia fabricación de elementos filtrantes, las adaptaciones pueden diseñarse como soluciones integradas, en lugar de sustituir componente por componente.
Presencia de servicio en todo el mundo
Hengst Filtration es una empresa familiar con más de 3.700 empleados y 28 sedes en todo el mundo que lleva desarrollando tecnología de filtración desde 1958. Esta presencia global ofrece a los operadores un servicio regional de mantenimiento, repuestos y asistencia técnica, independientemente de dónde se encuentren sus instalaciones.
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Nuestros ingenieros de aplicaciones estarán encantados de analizar con usted sus necesidades concretas de filtración, desde la selección inicial del sistema hasta el análisis de la adaptación de las instalaciones existentes.
Preguntas frecuentes sobre los sistemas de filtros de aspiración
¿Qué tipos de sistemas de filtros de aspiración existen para motores de gas, turbomáquinas y compresores?
Los tipos de sistemas de filtrado más importantes son los sistemas de filtrado estáticos, los filtros de pulso autolimpiables (Pulse Jet) y los filtros de recirculación en baño de aceite. Los sistemas estáticos utilizan una filtración en profundidad de varias etapas con prefiltros y filtros finos hasta la clase E12 de la EPA, y son adecuados para entornos con una carga de polvo baja a moderada. Los filtros de pulso autolimpiables funcionan mediante filtración superficial y limpieza automática por pulso de aire (Pulse Jet), y están diseñados para condiciones con gran cantidad de polvo, como desiertos o emplazamientos de industria pesada. Los filtros de recirculación en baño de aceite (RotaClean) filtran el aire de combustión de grandes motores mediante paneles impregnados de aceite. Para pilas de combustible, electrolizadores y aplicaciones DAC, Blue.netic combina la filtración de partículas y la separación de gases contaminantes en un sistema escalable y modular.
¿Cómo funciona un sistema de filtro de impulsos autolimpiante?
Los filtros de pulso funcionan mediante filtración superficial: las partículas se depositan en la superficie exterior de los cartuchos filtrantes cilíndricos y forman una capa de polvo. A intervalos definidos o cuando se alcanza un umbral de pérdida de presión, se hace pasar por el cartucho una breve ráfaga de aire comprimido en sentido contrario, lo que desprende la capa de polvo de la superficie del filtro. Este ciclo de limpieza se lleva a cabo de forma automática y continua, y mantiene la pérdida de presión constantemente baja sin necesidad de intervención manual. Los dos tipos principales son los sistemas de flujo cruzado (disposición horizontal de los cartuchos) y los sistemas de filtrado de mesa (disposición vertical de los cartuchos).
¿Qué clases de calidad de filtro se utilizan en la filtración del aire de admisión de las turbinas de gas y los motores de gas?
La filtración industrial de aire de admisión suele basarse en tres sistemas de clasificación. La norma ISO 16890 define clases de eficiencia en función de las fracciones de tamaño de las partículas (ePM1, ePM2.5, ePM10). La norma EN 1822 / ISO 29463 define las clases EPA y HEPA, siendo habituales las clases E10 a E12 para aplicaciones en turbinas de gas, mientras que las clases HEPA (H13 y superiores) se utilizan raramente debido a la elevada pérdida de presión. La norma ASHRAE 52.2 utiliza valores MERV (del 1 al 16), que siguen siendo habituales en las especificaciones norteamericanas. Los sistemas de filtrado estáticos de Hengst alcanzan un nivel de filtración equivalente a la clase EPA E12.
¿Cómo influye la filtración del aire de admisión en el rendimiento de la máquina y el consumo energético?
Cada milibar de pérdida de presión en la admisión reduce la potencia de la máquina y aumenta el consumo específico de energía. Un aire insuficientemente filtrado provoca la formación de incrustaciones, es decir, depósitos de partículas en los álabes del compresor y de la turbina, lo que con el tiempo reduce la eficiencia aerodinámica. Los depósitos de sal pueden provocar corrosión en el circuito de gases calientes de la turbina. Un sistema de filtrado que mantenga la pérdida de presión estable y baja y evite la entrada de impurezas preserva el rendimiento nominal de la máquina, reduce los costes energéticos y alarga los intervalos de mantenimiento de los compresores.
¿En qué se diferencian la filtración en profundidad y la filtración superficial?
En la filtración en profundidad, que se utiliza en los Sistemas de filtrado estáticos, las partículas penetran en el Medio filtrante y quedan retenidas en su estructura de fibra. El filtro se va saturando gradualmente de polvo, lo que provoca que la pérdida de carga aumente con el tiempo, hasta que es necesario cambiar el elemento. En la filtración superficial, que se utiliza en los filtros de impulsos, las partículas se depositan en la superficie exterior del cartucho filtrante y forman una capa de polvo que puede limpiarse. La limpieza por impulsos restaura la superficie del filtro a intervalos regulares, mantiene baja la pérdida de presión y prolonga la vida útil del filtro. La filtración en profundidad suele alcanzar clases de calidad de filtración más elevadas, mientras que la filtración superficial está diseñada para entornos con una elevada carga de polvo, en los que la regeneración continua es fundamental.
¿Con qué frecuencia hay que cambiar los filtros de admisión?
Los intervalos de sustitución dependen del tipo de sistema y del entorno de funcionamiento. Los elementos filtrantes estáticos suelen durar entre 12 y 24 meses en entornos moderados. En entornos polvorientos o con mucha contaminación, puede ser necesario sustituirlos cada 6 a 12 meses. Los filtros de impulsos autolimpiantes prolongan la vida útil hasta 2 o 3 años, ya que el ciclo de limpieza automático regenera continuamente la superficie del filtro. Los filtros de circulación en baño de aceite (RotaClean) no utilizan elementos filtrantes sustituibles, ya que los paneles impregnados de aceite se limpian en el propio sistema de circulación, con lo que se elimina por completo la necesidad de realizar el cambio de filtro habitual.
¿Qué papel desempeña la filtración del aire de admisión en los sistemas de pilas de combustible?
Las pilas de combustible, en particular las pilas de combustible PEM, son muy sensibles a las impurezas presentes en el aire. Las sales, los óxidos de nitrógeno, los compuestos de azufre y el amoníaco pueden dañar de forma irreversible la unidad de membrana y electrodos y reducir el rendimiento del catalizador. Los filtros de partículas por sí solos no son suficientes, ya que estos contaminantes químicos se encuentran en estado gaseoso o disueltos en gotitas de aerosol. Blue.netic, de Hengst, da respuesta a este problema combinando la filtración de partículas y la separación selectiva de gases contaminantes en un único sistema escalable, diseñado para grandes instalaciones de pilas de combustible, electrolizadores y sistemas de captura directa de aire.
¿Puede Hengst equipar una carcasa de filtro ya existente con nuevos elementos filtrantes o sistemas?
Hengst ofrece servicios de modernización y optimización para instalaciones de filtrado existentes. Entre ellos se incluyen una evaluación del rendimiento del sistema actual, una actualización de los Elementos filtrantes, una reconfiguración del sistema y un análisis de la pérdida de carga. Dado que Hengst combina la ingeniería de sistemas con la fabricación propia de elementos filtrantes, los proyectos de modernización se benefician de soluciones integradas en las que las adaptaciones de la Carcasa y las especificaciones de los Elementos filtrantes se desarrollan de forma conjunta. Para obtener más detalles, póngase en contacto con el equipo de ingeniería de aplicaciones en airintake.herne@hengst.de.
¿Suministra Hengst elementos filtrantes para sistemas de admisión de otros fabricantes?
Hengst fabrica elementos filtrantes para turbinas de gas y turbomáquinas, incluso para Sistemas de filtrado que en un principio fueron suministrados por otros fabricantes. Estos elementos se fabrican en las propias instalaciones de producción de Hengst. Para los operadores que buscan elementos filtrantes de recambio para una carcasa de filtro ya existente, la gama de productos de Filtro de turbina de gas y turbomáquinas ofrece una selección específica de elementos.
