Filtros para turbinas de gas destinados a turbomáquinas y motores de gas
Las turbinas de gas, los motores de gas y los compresores necesitan aire de admisiónlimpio para funcionarde forma fiable y con un rendimiento elevado y constante . De eso se encargan precisamente los filtros para turbinas de gas: mantienen limpio el aire de admisión y ,de este modo ,protegen la máquina.
Hengst ofrece para ello una gama completa de elementos filtrantes: Filtro de bolsillo, Filtro compacto, Cartuchos filtrantes y Esteras filtrantes. Además, Hengst fabrica la tecnología de filtración y las carcasas completas de los filtros, de modo que un único proveedor cubre tanto los elementos de recambio como el sistema completo. Cada elemento filtrante se fabrica en nuestras propias instalaciones: Hengst desarrolla y produce los elementos por sí misma, desde un único filtro hasta un sistema completo, con más de seis décadas de experiencia en filtración desde 1958 y una red de servicio técnico a nivel mundial.
Beneficios
- Elementos filtrantes de fabricación propia, desarrollados y producidos dentro del Grupo Hengst desde 1958
- Elementos filtrantes para turbinas de gas de cualquier tamaño, desde grupos electrógenos de tamaño medio hasta grandes turbinas para la generación de energía
- Compatibles con las carcasas de filtro existentes, con elementos de recambio y de actualización, incluso para carcasas de otros fabricantes
- Servicio a nivel mundial, una empresa familiar dedicada a la filtración con 33 sedes repartidas por todo el mundo
Por qué los filtros de las turbinas de gas son determinantes para el rendimiento y los costes de explotación
Una turbina de gas aspira grandes cantidades de aire ambiente, y todo lo que este aire arrastra llega a los componentes giratorios. El polvo y las partículas abrasivas provocan erosión en los álabes del compresor y de la turbina. Los depósitos finos se acumulan en las superficies de los álabes (fouling), lo que empeora la eficiencia aerodinámica y, con el tiempo, reduce la potencia. Las sales disueltas, junto con la humedad —una carga típica en emplazamientos costeros y mar adentro—, pueden provocar corrosión en el circuito de gas caliente. Estas mismas impurezas también acortan la vida útil de los motores de gas y los compresores que funcionan en los mismos entornos.
El grado de separación es solo la mitad de la ecuación. Cada milibar de pérdida de presión adicional en la admisión reduce la potencia de la turbina y aumenta el consumo específico de energía. Por lo tanto, el valor de un filtro para turbinas de gas viene determinado por dos características a la vez: por su fiabilidad a la hora de realizar la Separación de impurezas y por la estabilidad con la que mantiene la pérdida de presión a lo largo de toda su vida útil. Un elemento filtrante que mantiene la pérdida de presión baja y estable preserva el rendimiento nominal de la máquina y mantiene bajos los costes de explotación. Es precisamente ahí, mucho más allá del mero precio de adquisición, donde suele decidirse si, al final, la filtración resulta cara o económica.
Elementos filtrantes y sistemas completos de un solo proveedor
Este grupo de productos incluye los elementos filtrantes, es decir, las piezas sustituibles que se encuentran en el sistema de admisión de una turbina de gas y que se encargan de la filtración propiamente dicha. Si utiliza una carcasa de filtro ya existente, Hengst le suministra los elementos de recambio y actualización adecuados, incluso para carcasas fabricadas originalmente por otros fabricantes. Si necesita algo más que los elementos, Hengst también diseña la tecnología de filtración y la carcasa completa del filtro como un sistema integrado. De este modo, contará con un único socio, tanto si necesita sustituir elementos como si requiere una nueva instalación.
¿Busca un sistema de filtrado completo o una nueva carcasa de filtro en lugar de elementos de recambio individuales?
En ese caso, eche un vistazo a nuestros Sistemas de filtros de aspiración.
Elementos filtrantes para turbinas de gas
Hengst cubre toda la cadena de filtrado del sistema de admisión de una turbina de gas: desde la separación gruesa en las rejillas de protección contra la intemperie, pasando por la filtración fina, hasta la última etapa, que protege la máquina. Esteras filtrantes se encarga de la separación gruesa y de la protección contra la intemperie. Filtro de bolsillo (filtros de bolsa) constituyen las etapas de prefiltrado y filtrado fino con una elevada capacidad de retención de polvo. Filtro compacto (V-Panel) proporcionan un alto grado de separación fina cuando la profundidad de instalación es limitada. Cartuchos filtrantes cónicos y cilíndricos se utilizan en sistemas de filtrado por impulsos (Pulse Jet) autolimpiables en caso de carga de polvo elevada y constante. Estos tipos de elementos pueden combinarse para formar un sistema de filtrado de varias etapas, adaptado a la ubicación y a la turbina. Además, se dispone de un sistema de análisis de la vida útil de los elementos ( banco de pruebas móvil ) para comprobar in situ la vida útil restante y el estado de los elementos instalados.
Cómo elegir el filtro adecuado para una turbina de gas
A la hora de seleccionar filtros para turbinas de gas, no se trata tanto de elegir un único elemento «óptimo» como de adaptar el sistema de filtrado al entorno de funcionamiento y a la máquina que se desea proteger. Hay tres factores que determinan la decisión.
Condiciones del emplazamiento y calidad del aire
El entorno operativo determina los requisitos. Los desiertos y las zonas áridas con una carga elevada y persistente de polvo requieren cartuchos filtrantes autolimpiables que se regeneren continuamente, en lugar de obstruirse y saturarse. Las ubicaciones costeras y en alta mar conllevan aerosoles salinos y humedad, por lo que requieren diseños de elementos hidrofugantes, así como una etapa de preseparación previa. Para emplazamientos continentales de clima templado con una carga de polvo baja a moderada, resulta adecuada una línea de filtrado estática de varias etapas compuesta por filtros de bolsa y filtros compactos. El perfil de tamaño de las partículas, la Humedad del aire y la carga de sal en el emplazamiento determinan conjuntamente tanto el tipo de elemento como la clase de eficiencia.
Comparación entre la filtración en profundidad y la filtración superficial
Los elementos filtrantes estáticos funcionan mediante filtración en profundidad: las partículas penetran en el material filtrante y quedan retenidas en su estructura de fibra. De este modo se alcanzan altos niveles de eficiencia, y la pérdida de carga aumenta gradualmente a medida que aumenta la carga de partículas, hasta que se sustituye el elemento. Los cartuchos filtrantes autolimpiantes funcionan mediante filtración superficial: en la superficie del cartucho se forma una capa de polvo que se limpia a intervalos regulares, lo que mantiene baja la pérdida de presión de forma permanente incluso con una elevada carga de polvo. La filtración en profundidad suele alcanzar mayores grados de separación, mientras que la filtración superficial está diseñada para cargas de polvo elevadas de forma permanente, en las que la regeneración continua es más importante.
Grado de separación y pérdida de presión
Un mayor grado de separación elimina más partículas finas que obstruyen los álabes de las turbinas y los motores. Sin embargo, es necesario encontrar un equilibrio entre el grado de separación y la pérdida de presión, ya que filtrar en exceso en un entorno limpio aumenta la pérdida de presión sin aportar ningún beneficio correspondiente. Dado que una pérdida de presión baja y estable a lo largo de toda la vida útil mantiene la eficiencia de la máquina y limita los costes energéticos, el elemento con el menor coste total de propiedad (TCO) rara vez es el más barato en la compra. Los ingenieros de aplicaciones de Hengst determinan, a partir del perfil de su emplazamiento, la clase de máquina y la carga de polvo, qué grado de separación y qué longitud de filtro se adaptan mejor a cada caso.
Clases de filtros y normas para la filtración en turbinas de gas
Los elementos filtrantes para turbinas de gas se clasifican según normas de filtración establecidas. Esto permite comparar el grado de separación entre los distintos proveedores y adaptar un elemento a una especificación concreta. Por lo general, se utilizan tres sistemas de clasificación.
| Norma | Rango de clases | Papel en la filtración de turbinas de gas |
| ISO 16890 | ePM1, ePM2.5, ePM10, grueso | Clasificación actual según fracción de tamaño de partículas; sirve para el diseño de etapas de filtrado preliminar y fino |
| EN 779:2012 | G4 a F9 | Clases de filtros gruesos y finos; siguen siendo muy habituales en las especificaciones existentes |
| EN 1822-1:2019 (EPA) | E10 a E12 | Clases de eficiencia para la última etapa de filtrado en los sistemas de admisión de turbinas de gas; las clases HEPA (H13 y superiores) se utilizan raramente debido a su elevada pérdida de presión |
Las clases de eficiencia E10 a E12 son las que suelen especificarse para la última etapa de filtrado del sistema de admisión de una turbina de gas. Estos sistemas describen cómo se clasifica y compara un elemento. Constituyen el marco de referencia para la elección del grado de separación, pero no sustituyen al ajuste del elemento a las condiciones específicas del emplazamiento.
Alta calidad de los productos gracias a nuestra experiencia en desarrollo y a la fabricación propia
El rendimiento de un sistema de filtrado para turbinas de gas depende de los elementos filtrantes que contiene en su interior. Hengst desarrolla y fabrica estos elementos por sí misma dentro del Grupo Hengst. De este modo, las características más importantes —como la pérdida de presión, la Capacidad de retención de polvo y el comportamiento en condiciones de humedad—, son parámetros de diseño que Hengst controla directamente, en lugar de ser características de productos fabricados en serie adquiridos a terceros. ES es un enfoque integrado verticalmente que abarca desde el material filtrante hasta el sistema completo, pasando por el elemento acabado.
La calidad de fabricación es la misma, tanto si un elemento se instala en uno de los Sistemas de filtrado propios de Hengst como si sustituye a un elemento desgastado en una carcasa de filtro ya existente, incluso en el caso de carcasas que procedan originalmente de otro fabricante.
Sectores y aplicaciones
Los filtros para turbinas de gas de Hengst protegen las máquinas rotativas en todos aquellos casos en los que la calidad del aire de admisión es determinante para la fiabilidad y la eficiencia.
Generación de energía
Turbinas de gas y motores de gas en centrales eléctricas de carga base, de carga máxima y de ciclo combinado, desde grupos electrógenos de tamaño medio hasta grandes turbinas para la generación de energía. El aire de admisión limpio limita la suciedad en los álabes y mantiene la potencia nominal y el consumo térmico de la máquina en los niveles previstos en el diseño.
Preguntas frecuentes sobre los filtros para turbinas de gas
¿Qué tipos de filtros se utilizan en los sistemas de admisión de las turbinas de gas?
En los sistemas de admisión de las turbinas de gas se utilizan cuatro tipos principales de elementos filtrantes, que suelen combinarse en un circuito de filtrado de varias etapas. Las esteras filtrantes se encargan, al inicio del circuito, de la separación gruesa y de la protección contra las inclemencias meteorológicas. Los filtros de bolsillo, como etapa de prefiltrado o de filtrado fino, ofrecen una elevada capacidad de retención de polvo. Los filtros compactos (V-Panel), como etapa de filtrado fino o final, proporcionan un alto grado de separación de partículas finas con un diseño plano. Los cartuchos filtrantes (cónicos y cilíndricos) se utilizan en sistemas de filtrado por impulsos (Pulse Jet) autolimpiables para entornos con gran cantidad de polvo. La combinación adecuada depende de las condiciones del emplazamiento y de la clase de eficiencia requerida.
¿En qué se diferencian un elemento filtrante y un sistema de filtrado completo?
Un elemento filtrante es la pieza sustituible que realiza la separación de las impurezas, como un filtro de bolsillo, un filtro compacto, un cartucho filtrante o una estera filtrante. Un sistema de filtrado completo, también denominado carcasa de filtro, es la carcasa, junto con la tecnología, que aloja los elementos, conduce el Flujo de aire y, en los modelos autolimpiables, controla la limpieza por pulsos. Hengst suministra ambos: los elementos de recambio para carcasas de filtro existentes y sistemas completos para nuevas instalaciones. Los operadores que solo necesitan elementos los piden directamente; quienes necesitan la instalación completa, la adquieren del mismo proveedor.
¿Qué clases de calidad de filtro se utilizan en la filtración de turbinas de gas?
Los elementos filtrantes para turbinas de gas se clasifican según la norma ISO 16890 (por fracción de tamaño de partículas: ePM1, ePM2.5, ePM10 y grueso), según la escala anterior EN 779:2012 (de G4 a F9) y según la norma EN 1822-1:2019 para las clases EPA. Las clases de eficiencia E10 a E12 son las que suelen especificarse para la última etapa de filtrado del sistema de admisión de una turbina de gas. Las clases HEPA (H13 y superiores) rara vez se utilizan debido a su elevada pérdida de carga. Estas normas constituyen un marco de clasificación y comparación para seleccionar un elemento y adaptarlo a una especificación.
¿Filtro estático o autolimpiante para turbinas de gas? ¿Cuál me conviene?
Esto depende sobre todo de la carga de polvo en el lugar de instalación. Los elementos filtrantes estáticos (filtros de bolsa y filtros compactos) funcionan mediante filtración en profundidad y alcanzan clases de eficiencia elevadas; la pérdida de carga aumenta gradualmente hasta que se sustituye el elemento. Esto resulta adecuado para cargas de polvo bajas o moderadas y climas templados. Los cartuchos filtrantes autolimpiantes funcionan mediante filtración superficial: a intervalos determinados, se elimina una capa de polvo del cartucho, lo que mantiene baja la pérdida de presión en condiciones de carga de polvo elevada de forma permanente, como ocurre en los desiertos y en la industria pesada. El perfil de polvo del emplazamiento y la sensibilidad de la máquina a la pérdida de presión determinan la elección.
¿Con qué frecuencia hay que cambiar los filtros de las turbinas de gas?
Los intervalos de sustitución dependen del tipo de elemento y del entorno de funcionamiento, no de un calendario fijo. Los elementos estáticos se van acumulando polvo con el tiempo y se sustituyen en cuanto la pérdida de presión alcanza un valor límite definido. En ambientes con aire polvoriento o contaminado, esto ocurre antes; en entornos limpios y moderados, más tarde. Los cartuchos filtrantes autolimpiantes prolongan su vida útil, ya que el ciclo de pulsación regenera continuamente la superficie del filtro. El criterio práctico es la pérdida de presión a lo largo de la vida útil, no un intervalo de tiempo fijo. Los ingenieros de aplicaciones de Hengst le ayudarán a determinar el momento adecuado para el cambio en su emplazamiento.
¿Suministra Hengst piezas de recambio para la carcasa de un filtro de otro fabricante?
Sí. Hengst fabrica elementos filtrantes de recambio y actualización para los sistemas de admisión de turbinas de gas, incluso para carcasas de filtro suministradas originalmente por otros fabricantes. Los elementos se fabrican en las propias instalaciones de producción de Hengst, con el mismo material filtrante de fabricación propia que se utiliza en los sistemas completos de Hengst. De este modo, los operadores pueden seguir utilizando una carcasa de filtro ya existente y, al mismo tiempo, mejorar los elementos, por ejemplo, para conseguir un mayor grado de separación o un diseño más resistente a la pérdida de presión.
¿Quién fabrica los filtros para turbinas de gas de Hengst y de dónde proceden los elementos filtrantes?
Los filtros para turbinas de gas de Hengst se basan en elementos filtrantes que la propia Hengst desarrolla y fabrica dentro del Grupo Hengst. Esta empresa familiar se fundó en 1958 en Münster y cuenta hoy con más de 3.800 empleados repartidos en 33 sedes de todo el mundo. Dado que tanto los elementos filtrantes como el sistema completo proceden de la misma organización de desarrollo y fabricación dentro del Grupo Hengst, es posible controlar de forma sistemática las características decisivas para el rendimiento del filtro, en lugar de depender de componentes adquiridos a terceros.
