Filtres pour turbines à gaz destinés aux turbomachines et aux moteurs à gaz
Les turbines à gaz, les moteurs à gaz et les compresseurs ont besoin d'un air d'admissionpropre pour fonctionnerde manière fiable et à un niveau de performance élevé et constant . C'est précisément le rôle des filtres pour turbines à gaz: ils maintiennent la propreté de l'air d'admission et protègent ainsi la machine.
Hengst propose à cet effet une gamme complète d'éléments filtrants : filtres à poches, filtres compacts, cartouches de filtration et médias filtrants. De plus, Hengst fabrique les systèmes de filtration et les boîtiers de filtre correspondants, ce qui permet à un seul et même partenaire de fournir à la fois les éléments de rechange et l'ensemble du système. Chaque élément filtrant est fabriqué en interne : Hengst développe et produit lui-même les éléments, du simple filtre au système complet, fort de plus de six décennies d’expérience dans le domaine de la filtration depuis 1958 et d’un réseau de service après-vente mondial.
Avantages
- Eléments filtrants issus de notre propre production, développés et fabriqués au sein du groupe Hengst depuis 1958
- Eléments filtrants pour turbines à gaz de toutes tailles, des groupes de taille moyenne aux grandes turbines destinées à la production d'énergie
- Compatibles avec les caissons de filtre existants, avec des éléments de rechange et de mise à niveau, y compris pour les caissons d’autres fabricants
- Un service mondial, une entreprise familiale spécialisée dans la filtration comptant 33 sites à travers le monde
Pourquoi les filtres des turbines à gaz sont déterminants pour les performances et les coûts d'exploitation
Une turbine à gaz aspire de grandes quantités d'air ambiant, et tout ce que cet air transporte atteint les composants rotatifs. La poussière et les particules abrasives provoquent l'érosion des aubes du compresseur et de la turbine. De fins dépôts se fixent sur la surface des aubes (encrassement), ce qui nuit au rendement aérodynamique et réduit ainsi les performances au fil du temps. Les sels dissous, associés à l'humidité – une contrainte typique des sites côtiers et offshore –, peuvent provoquer de la corrosion dans le circuit des gaz chauds. Ces mêmes impuretés réduisent également la durée de vie des moteurs à gaz et des compresseurs fonctionnant dans ces mêmes environnements.
Le taux de séparation ne représente toutefois que la moitié du problème. Chaque millibar de perte de charge supplémentaire à l’aspiration réduit la puissance de la turbine et augmente la consommation d’énergie spécifique. La valeur d’un filtre pour turbine à gaz dépend donc de deux caractéristiques à la fois : sa fiabilité en matière de filtration des impuretés et sa capacité à maintenir une perte de charge stable tout au long de sa durée de vie. Un élément filtrant qui maintient la perte de charge à un niveau bas et stable préserve le rendement nominal de la machine et réduit les coûts d’exploitation. C’est précisément là, bien au-delà du simple prix d’achat, que se joue généralement la question de savoir si la filtration est finalement coûteuse ou économique.
Eléments filtrants et systèmes complets proposés par un seul et même fournisseur
Cette gamme de produits comprend les éléments filtrants, c'est-à-dire les pièces remplaçables situées dans le circuit d'admission d'une turbine à gaz et qui assurent la filtration proprement dite. Si vous utilisez un caisson de filtre existant, Hengst fournit les éléments de rechange et de mise à niveau adaptés, y compris pour les caissons provenant à l’origine d’autres fabricants. Si vous avez besoin de plus que de simples éléments, Hengst conçoit également la technologie de filtration et le boîtier de filtre complet sous forme d’un système. Vous disposez ainsi d’un partenaire unique, que vous remplaciez des éléments ou que vous ayez besoin d’une nouvelle installation.
Vous recherchez un système de filtration complet ou un nouveau boîtier de filtre plutôt que des éléments de rechange individuels ?
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Eléments filtrants pour turbines à gaz
Hengst couvre l'ensemble du circuit de filtration du système d'admission d'une turbine à gaz : de la séparation grossière au niveau des persiennes de protection contre les intempéries, en passant par la filtration fine, jusqu'à la dernière étape qui protège la machine. Les filtres média filtrants assurent la séparation grossière et la protection contre les intempéries. Les filtres filtre à poches (filtres à manches) constituent les étages de préfiltration et de filtration fine, avec une grande capacité de rétention des poussières. filtre compact (V-Panel) assurent un haut degré de séparation des particules fines lorsque la profondeur d’installation est limitée. Cartouches de filtration coniques et cylindriques sont utilisés dans les systèmes de filtration à impulsions autonettoyants (Pulse Jet) en cas de charge de poussière élevée et constante. Ces types d’éléments peuvent être combinés pour former un circuit de filtration à plusieurs étages, adapté au site et à la turbine. De plus, un système de surveillance en ligne ( banc d'essai mobile ) est disponible pour contrôler directement sur site la durée de vie restante et l’état des éléments installés.
Comment choisir le bon filtre pour turbine à gaz
Le choix des filtres pour turbines à gaz ne repose pas tant sur la recherche d'un élément unique « idéal » que sur l'adaptation du circuit de filtration à l'environnement d'exploitation et à la machine à protéger. Trois facteurs déterminent ce choix.
Conditions locales et qualité de l'air
C'est l'environnement d'exploitation qui dicte les exigences. Les déserts et les sites arides soumis à une forte concentration de poussière persistante justifient l'utilisation de cartouches de filtration autonettoyantes, qui se régénèrent en continu au lieu de s'encrasser et de se saturer. Les sites côtiers et offshore sont exposés aux aérosols salins et à l’humidité et nécessitent des modèles hydrofuges ainsi qu’un étage de pré-séparation en amont. Pour les sites intérieurs à climat tempéré présentant une charge de poussière faible à modérée, un circuit de filtration statique à plusieurs étages, composé de filtres à poches et de filtres compacts, est adapté. Le profil granulométrique des particules, l’humidité de l’air et la charge saline sur le site déterminent conjointement tant le type d’élément que la classe d’efficacité.
Comparaison entre la filtration en profondeur et la filtration superficielle
Les éléments filtrants statiques fonctionnent selon le principe de la filtration en profondeur : les particules pénètrent dans le matériau filtrant et sont retenues dans sa Structure des fibres. Ce principe permet d'atteindre des classes d'efficacité élevées, et la perte de charge augmente progressivement à mesure que la charge augmente, jusqu'au remplacement de l'élément. Les cartouches de filtration autonettoyantes fonctionnent selon le principe de la filtration en surface : un gâteau de poussière se forme à la surface de la cartouche et est éliminé à intervalles réguliers, ce qui permet de maintenir la perte de charge à un niveau faible en permanence, même en cas de forte charge de poussière. La filtration en profondeur permet généralement d’atteindre des taux de rétention plus élevés, tandis que la filtration de surface est conçue pour des charges de poussière élevées et durables, pour lesquelles la régénération continue est plus importante.
Taux de séparation et perte de charge
Un taux de séparation plus élevé permet d’éliminer davantage de particules fines qui obstruent les aubes des turbines et des moteurs. Il faut toutefois trouver un équilibre entre le taux de séparation et la perte de charge, car sur un site propre, une filtration excessive augmente la perte de charge sans apporter de bénéfice correspondant. Étant donné qu’une perte de charge faible et stable sur toute la durée de vie préserve le rendement des machines et limite les coûts énergétiques, l’élément présentant le coût total de possession (TCO) le plus bas est rarement le moins cher à l’achat. Les ingénieurs d'application de Hengst déterminent, en fonction du profil de votre site, de la catégorie de machine et de la charge de poussière, le taux de séparation et la longueur de filtration adaptés à chaque cas.
Classes de filtration et normes applicables à la filtration des turbines à gaz
Les éléments filtrants pour turbines à gaz sont classés selon des normes de filtration établies. Cela permet de comparer le degré de rétention entre différents fournisseurs et d'adapter un élément à un cahier des charges donné. On utilise généralement trois systèmes de classification.
| Norme | Plage de classes | Rôle dans la filtration des turbines à gaz |
| ISO 16890 | ePM1, ePM2,5, ePM10, grossier | Classification actuelle selon la fraction granulométrique des particules ; sert à la conception des étages de préfiltration et de filtration fine |
| EN 779:2012 | G4 à F9 | Classes de filtres grossiers et fins ; encore largement utilisées dans les spécifications existantes |
| EN 1822-1:2019 (EPA) | E10 à E12 | Classes d'efficacité pour le dernier Niveau de filtration dans les systèmes d'admission des turbines à gaz ; les classes HEPA (H13 et supérieures) sont rarement utilisées en raison de leur perte de charge élevée |
Les classes d'efficacité E10 à E12 sont celles qui sont généralement prescrites pour le dernier Niveau de filtration d'un système d'admission de turbine à gaz. Ces systèmes décrivent la manière dont un élément est classé et comparé. Ils constituent le cadre de référence pour le choix du degré de séparation, mais ne remplacent pas l'adaptation de l'élément au site.
Une qualité de produit élevée grâce à notre expertise en matière de développement et à notre production en interne
Ce sont les éléments filtrants situés à l'intérieur d'un système de filtration pour turbine à gaz qui déterminent ses performances. Hengst développe et fabrique ces éléments en interne, au sein du groupe Hengst. Ainsi, les caractéristiques les plus importantes, telles que la perte de charge, la capacité de rétention de poussière et le comportement en présence d'humidité, sont des paramètres de conception que Hengst contrôle directement, et non des caractéristiques propres à des produits fabriqués en série et achetés auprès de fournisseurs. Il s’agit d’une approche intégrée verticalement, qui s’étend du matériau filtrant à l’élément fini, jusqu’au système complet.
La qualité de fabrication est la même, qu’un élément soit intégré à l’un des Systèmes de filtration Hengst ou qu’il remplace un élément usé dans un caisson de filtre existant, même s’il s’agit de caissons provenant à l’origine d’un autre fabricant.
Secteurs et applications
Les filtres pour turbines à gaz de Hengst protègent les machines tournantes partout où la qualité de l'air d'admission est déterminante pour la fiabilité et le rendement.
Production d'énergie
Turbines à gaz et moteurs à gaz dans les centrales de base, de pointe et à cycle combiné, allant des groupes électrogènes de taille moyenne aux grandes turbines destinées à la production d'énergie. Un air d'admission propre limite l'encrassement des aubes et maintient la puissance nominale et la consommation thermique de la machine aux niveaux prévus lors de la conception.
Foire aux questions sur les filtres pour turbines à gaz
Quels types de filtres sont utilisés dans les systèmes d'admission des turbines à gaz ?
Dans les systèmes d'admission des turbines à gaz, on utilise quatre types principaux d'éléments filtrants, généralement combinés pour former un circuit de filtration à plusieurs étages. Les médias filtrants assurent, en début de circuit, la séparation grossière et la protection contre les intempéries. Les filtres à poches (filtres à sacs), utilisés en tant qu’étage de préfiltration ou de filtration fine, offrent une grande capacité de rétention des poussières. Les filtres compacts (V-Panel), utilisés en tant qu’étage de filtration fine ou finale, garantissent un haut degré de rétention des particules fines dans un format plat. Les cartouches de filtration (coniques et cylindriques) sont utilisées dans les systèmes de filtration à impulsions autonettoyants (Pulse Jet) destinés aux environnements très poussiéreux. Le choix de la combinaison appropriée dépend des conditions du site et de la classe d'efficacité requise.
En quoi un élément filtrant diffère-t-il d'un système de filtration complet ?
Un élément filtrant est la pièce remplaçable qui effectue la filtration des impuretés ; il peut s'agir, par exemple, d'un filtre à poches, d'un filtre compact, d'une cartouche de filtration ou d'un média filtrant. Un système de filtration complet, également appelé « caisson de filtration », désigne le caisson et l'ensemble des composants techniques qui accueillent les éléments, canalisent le débit d'air et, dans le cas des modèles autonettoyants, commandent le nettoyage par impulsions. Hengst fournit les deux : les éléments de rechange pour les caissons de filtration existants et des systèmes complets pour les nouvelles installations. Les exploitants qui n'ont besoin que d'éléments les commandent directement ; ceux qui ont besoin d'une installation complète s'adressent au même partenaire.
Quelles classes de qualité de filtration sont utilisées pour la filtration des turbines à gaz ?
Les éléments filtrants pour turbines à gaz sont classés selon la norme ISO 16890 (par fraction granulométrique : ePM1, ePM2,5, ePM10 et grossier), selon l’ancienne échelle EN 779:2012 (G4 à F9) et selon la norme EN 1822-1:2019 pour les classes EPA. Les classes d'efficacité E10 à E12 sont généralement spécifiées pour le dernier Niveau de filtration d'un système d'admission de turbine à gaz. Les classes HEPA (H13 et supérieures) sont rarement utilisées en raison de leur perte de charge élevée. Ces normes constituent un cadre de classification et de comparaison permettant de sélectionner un élément et de l’adapter à un cahier des charges.
Filtres de turbine à gaz statiques ou autonettoyants : lequel choisir ?
Cela dépend avant tout de la charge de poussière sur le site. Les éléments filtrants statiques (filtres à poches et filtres compacts) fonctionnent selon le principe de la filtration en profondeur et atteignent des classes d'efficacité élevées ; la perte de charge augmente progressivement jusqu'au remplacement de l'élément. Cette solution convient bien à une charge de poussière faible à modérée et à un climat tempéré. Les cartouches de filtration autonettoyantes fonctionnent par filtration en surface : à intervalles réguliers, une couche de poussière est éliminée de la cartouche, ce qui permet de maintenir la perte de charge à un faible niveau en cas de charge de poussière élevée et persistante, par exemple dans les déserts et dans l’industrie lourde. Le profil de poussière du site et la sensibilité de la machine à la perte de charge déterminent le choix.
À quelle fréquence faut-il remplacer les filtres des turbines à gaz ?
Les intervalles de remplacement dépendent du type d'élément et de l'environnement d'exploitation, et non d'un calendrier fixe. Les éléments statiques s'encrassent avec le temps et sont remplacés dès que la perte de charge atteint une valeur limite définie. Ce processus intervient plus tôt dans un air poussiéreux ou pollué, et plus tard dans un environnement propre et tempéré. Les cartouches de filtration autonettoyantes prolongent leur durée de vie, car le cycle de pulsation régénère en permanence la surface filtrante. Le critère pratique est la perte de charge sur la durée de vie, et non un intervalle calendaire. Les ingénieurs d’application de Hengst vous aident à déterminer le moment idéal pour le remplacement sur votre site.
Hengst fournit-il des pièces de rechange pour un boîtier de filtre d'un autre fabricant ?
Oui. Hengst fabrique des éléments filtrants de rechange et de mise à niveau pour les systèmes d'admission des turbines à gaz, y compris pour les boîtiers de filtre fournis à l'origine par d'autres fabricants. Ces éléments sont fabriqués dans les propres sites de production de Hengst, à partir du même matériau filtrant fabriqué en interne que celui utilisé dans les systèmes Hengst complets. Les exploitants peuvent ainsi continuer à utiliser un boîtier de filtre existant tout en améliorant les éléments, par exemple en optant pour un taux de rétention plus élevé ou une version présentant une perte de charge plus stable.
Qui fabrique les filtres pour turbines à gaz de Hengst et d'où proviennent les éléments filtrants ?
Les filtres pour turbines à gaz de Hengst reposent sur des éléments filtrants que Hengst développe et fabrique en interne au sein du groupe Hengst. Cette entreprise familiale a été fondée en 1958 à Münster et emploie aujourd’hui plus de 3 800 collaborateurs répartis sur 33 sites à travers le monde. Étant donné que l'élément filtrant et le système complet proviennent tous deux de la même structure de développement et de fabrication au sein du groupe Hengst, les caractéristiques déterminantes pour les performances de filtration peuvent être contrôlées de bout en bout, au lieu de devoir recourir à des composants achetés auprès de fournisseurs externes.
