Sistemi di filtri di aspirazione
Sistemi di filtri di aspirazione per motori a gas, turbine e compressori
Hengst è il vostro partner di lunga data nel settore dell’ingegneria per sistemi di filtri di aspirazione su misura destinati a motori a gas, turbomacchine e processi industriali che utilizzano aria compressa. Analizziamo le vostre specifiche, progettiamo il sistema più adatto e rispondiamo rapidamente. Ogni sistema si basa su elementi filtranti di nostra produzione, che Hengst sviluppa, produce e integra autonomamente dal 1958. A livello mondiale è presente un’ampia base installata nei settori della produzione energetica, dei processi industriali e delle applicazioni con celle a combustibile.
L’aria di aspirazione contaminata è una delle cause più frequenti di perdita di potenza nei motori a gas, nelle turbomacchine e nei compressori. I depositi di particelle sui componenti rotanti riducono le prestazioni, le particelle abrasive accelerano l’erosione e i sali disciolti, insieme all’umidità, causano corrosione. Le conseguenti perdite di efficienza, il maggiore consumo energetico e i fermi macchina non programmati superano di norma in modo significativo i costi della filtrazione. Un sistema di filtrazione dell’aria di aspirazione ben progettato mantiene la perdita di carico costantemente bassa per tutta la durata di vita utile, garantendo così immediatamente una maggiore efficienza e minori costi operativi. In qualità di partner ingegneristico con una propria produzione di elementi filtranti, Hengst è il referente centrale per gestori, OEM e appaltatori generali EPC per soluzioni complete di filtrazione, dalla progettazione del sistema alla produzione, fino agli elementi filtranti e all’assistenza nella manutenzione.
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Parli con un ingegnere!Richiedete una consulenza personalizzata: i nostri esperti vi aiuteranno a trovare la soluzione di filtrazione più adatta alla vostra applicazione. Inviate subito la vostra richiesta e sviluppiamo insieme la strategia di filtrazione ottimale!
Oppure state cercando elementi filtranti di ricambio per un alloggiamento filtro esistente? La nostra vasta gamma di prodotti, comprendente filtri per turbine a gas e turbomacchine, è disponibile su qui!
Panoramica dei sistemi di filtri di aspirazione
I sistemi di filtri di aspirazione di Hengst coprono l'intera gamma della filtrazione industriale dell'aria di aspirazione: dai sistemi statici multistadio per ambienti con livelli moderati di polverosità, ai filtri a impulsi autopulenti per carichi di polvere estremi, fino ai filtri a bagno d’olio per motori di grandi dimensioni sottoposti a carichi elevati e alla filtrazione combinata di particelle e gas per celle a combustibile ed elettrolizzatori. Ogni configurazione viene progettata su misura per la specifica applicazione e le condizioni del sito.
Sistemi filtranti statici
Filtrazione multistadio con stadi di prefiltrazione (filtri a tasca o a sacchetto) e stadi di filtrazione fine fino alla classe EPA E12. Gli stadi opzionali con coalescente e separatore di gocce proteggono dagli effetti del sale e dell’umidità nelle località costiere. I sistemi antighiaccio con scambiatori di calore, distributori di aria calda, riscaldatori a infrarossi e riscaldatori elettrici impediscono la formazione di ghiaccio in zone climatiche fredde e umide. I sistemi statici sono adatti a siti con concentrazione di polvere da bassa a moderata e garantiscono in tali contesti un’elevata efficienza di filtrazione con intervalli di manutenzione prolungati.
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Come scegliere il sistema di filtraggio dell'aria di aspirazione più adatto
La scelta di un sistema di filtri di aspirazione influisce per anni sull’affidabilità, sulle prestazioni della macchina, sulla manutenzione e sui costi di esercizio. La decisione giusta dipende da diversi fattori che interagiscono tra loro, tra cui l’ambiente circostante e la macchina da proteggere rappresentano i fattori determinanti. Nel confronto tra i sistemi filtranti, sono particolarmente rilevanti le seguenti caratteristiche prestazionali: efficienza di filtrazione, Capacità di ritenuta polvere, andamento della pressione differenziale, comportamento in presenza di nebbia da spruzzatura e umidità, nonché le prestazioni di pulizia (quanto efficacemente un filtro autopulente si rigenera dopo ogni ciclo di pulizia).
Fascia climatica e qualità dell'aria locale
Il fattore più importante nella scelta del sistema è l'ambiente operativo. La concentrazione di polvere, la composizione delle particelle, l’Umidità dell’aria, l’esposizione al sale e le temperature estreme determinano se sia necessario un sistema statico o autopulente e quali stadi opzionali (coalescente, antighiaccio) siano necessari.
I deserti e le regioni aride con elevata concentrazione di polvere e frequenti tempeste di sabbia richiedono filtri a impulsi autopulenti in grado di gestire un afflusso continuo di particelle senza saturarsi rapidamente. I siti costieri e offshore richiedono configurazioni resistenti all’umidità e al sale, solitamente con stadi di coalescente o separatori di gocce a monte del filtro principale. I siti artici e subartici necessitano di una protezione antighiaccio che impedisca la formazione di ghiaccio sul filtro quando umidità e basse temperature si combinano. In caso contrario, possono verificarsi improvvisi picchi di pressione che possono arrivare fino all’ostruzione del filtro. Gli ambienti tropicali combinano elevata Umidità dell'aria con temperature elevate e carico biologico e richiedono un design equilibrato tra gestione dell’umidità e filtrazione delle particelle.
Tipo di macchina e applicazione
I motori a gas, le turbine a gas, i compressori e altre turbomacchine presentano requisiti diversi in termini di efficienza di filtrazione, Flusso d'aria e tolleranza alla perdita di carico. Le turbine a gas sono particolarmente sensibili all’incrostazione e alla corrosione, poiché anche piccoli depositi di particelle sulle pale della turbina riducono l’efficienza aerodinamica. I compressori nell’industria petrolifera e del gas, nonché nelle applicazioni di processo, sono esposti a polveri abrasive che accelerano l’usura meccanica. I grandi motori diesel e a gas utilizzati nella produzione di energia o nelle applicazioni marittime operano sotto carico elevato e costante, per cui è fondamentale garantire una qualità affidabile dell’aria di combustione. Le celle a combustibile e gli elettrolizzatori necessitano non solo di aria priva di particelle, ma anche di gas nocivi, poiché le impurità chimiche compromettono le prestazioni del catodo e del catalizzatore.
Sistemi filtranti statici rispetto a quelli autopulenti
Questa è la scelta fondamentale nella maggior parte dei progetti relativi alla filtrazione dell’aria di aspirazione. Entrambi i tipi di sistema presentano vantaggi specifici a seconda dell’ambiente operativo e delle priorità in termini di costi.
Non si tratta di individuare un tipo di sistema generalmente superiore, bensì di adattare il sistema alle condizioni concrete del sito e alle priorità operative. In qualità di vostro partner ingegneristico, lavoriamo sulla base delle vostre specifiche – ovvero profilo del sito, classe di macchinari, carico di polveri e condizioni climatiche – e definiamo la configurazione più adatta alla vostra applicazione.
| Criterio | Sistema di filtrazione statico | Sistema autopulente (Pulse-Jet) |
| Principio di funzionamento | Filtrazione in profondità: le particelle si depositano nel Mezzo filtrante | Filtrazione superficiale: sulla superficie del filtro si forma una crosta di polvere che viene rimossa mediante aria compressa |
| Efficienza di filtrazione | fino a EPA E12 (multistadio) | fino a EPA E11 |
| Comportamento della perdita di carico | aumentagradualmenteconl'aumentaredel carico | rimanecostantementebassagrazieai cicli di puliziacontinui |
| Durata | asecondadell’ambiente,in genere da 6 a 24 mesi(intervallostandard del settore) | fino a 2-3 anni grazie all’autopulizia (intervallo standard del settore) |
| Manutenzione | sostituzione periodica degli elementi filtranti | minimo, soprattutto monitoraggio dell’alimentazione dell’aria compressa e ispezione occasionale delle cartucce |
| Costi di investimento | investimento iniziale ridotto | investimento iniziale più elevato |
| Costi di esercizio | più bassi in ambienti con condizioni moderate, più elevati in condizioni polverose a causa della frequente sostituzione dei filtri | più bassi in ambienti polverosi grazie alla lunga durata e alla perdita di carico stabile |
| Idealeper | luoghi con carico di polvere da basso a moderato, clima temperato | Deserto, industria pesante, settore minerario, Artico (in presenza di un carico costante elevato di polvere, sabbia o neve) |
| Anti-Icing | Se necessario, è richiesto un sistema anti-ghiaccio separato | L'autopulizia offre una protezione intrinseca contro la formazione di ghiaccio |
| Alimentazione ad aria compressa | non necessaria | necessaria per la pulizia |
Costo totale di proprietà (TCO): molto più del semplice prezzo di acquisto
Il prezzo di acquisto di un sistema di filtri di aspirazione rappresenta solo una frazione dei costi del ciclo di vita. I principali fattori di costo sono il comportamento in termini di perdita di carico, la durata dei filtri e i fermi macchina dovuti alla manutenzione.
Ogni millibar di perdita di carico aggiuntiva in aspirazione riduce le prestazioni della macchina e aumenta il consumo energetico. Un sistema di filtraggio in grado di mantenere la perdita di carico stabile e bassa per tutta la durata di vita dei filtri preserva l’efficienza della macchina e riduce i costi operativi in modo duraturo. La durata di vita determina direttamente la frequenza con cui gli elementi filtranti devono essere sostituiti e i relativi tempi di fermo per manutenzione, poiché ogni sostituzione del filtro richiede un fermo parziale o totale. In ambienti molto polverosi, gli elementi filtranti statici potrebbero dover essere sostituiti ogni pochi mesi, mentre i sistemi autopulenti rimangono in funzione molto più a lungo.
I sistemi Hengst sono progettati per garantire bassi costi operativi complessivi: perdita di carico stabile grazie a una progettazione ottimizzata del filtro, lunghi intervalli di manutenzione e configurazioni adatte al contesto operativo specifico. In combinazione con la produzione interna degli elementi filtranti, ciò garantisce una qualità costante e una fornitura affidabile di elementi di ricambio per l’intera durata operativa dell’impianto.
Elementi filtranti di nostra produzione
Le prestazioni di un sistema di filtri di aspirazione dipendono dall’elemento filtrante al suo interno. Hengst coniuga la produzione propria di elementi filtranti con la competenza nell’integrazione completa del sistema, un approccio ingegneristico integrato verticalmente che si è sviluppato nel corso di decenni all’interno del Gruppo Hengst. Le caratteristiche degli elementi filtranti, quali la perdita di carico, la Capacità di ritenuta polvere e il comportamento all’umidità, non sono prodotti di massa acquistati all’esterno, bensì parametri di progettazione che controlliamo interamente in prima persona.
Per gli operatori che dispongono già di un alloggiamento del filtro e necessitano di elementi di ricambio ad alte prestazioni, Hengst offre una propria gamma di elementi filtranti per turbine a gas e turbomacchine, realizzati secondo gli stessi standard di qualità degli elementi presenti nei sistemi completi Hengst. In questo modo, Hengst è al servizio degli operatori sia come fornitore di sistemi che come fornitore di elementi filtranti di ricambio per impianti esistenti, compresi gli alloggiamenti dei filtri di altri produttori.
Settori e applicazioni dei nostri sistemi filtranti dell'aria di aspirazione
I sistemi di filtri di aspirazione Hengst proteggono macchinari critici in un'ampia gamma di settori industriali, con una base installata a livello mondiale nei seguenti ambiti di applicazione. I nostri sistemi filtranti completi sono adatti per turbine a gas di piccole e medie dimensioni. Per gli alloggiamenti dei filtri delle turbomacchine di dimensioni maggiori, potete trovare l’elemento di ricambio adatto all’indirizzoFiltri per turbine a gas e turbomacchine.
Produzione di energia
Motori a gas, generatori e turbine a gas di piccole e medie dimensioni in regime di carico di base e di picco. Un sistema affidabile di filtrazione dell'aria garantisce l'efficienza del motore e della turbina e prolunga gli intervalli di manutenzione.
Competenza ingegneristica e assistenza in tutto il mondo
Hengst supporta gli operatori, gli OEM e gli appaltatori generali EPC non solo con la fornitura dell’hardware dei filtri, ma anche con competenze ingegneristiche, reattività e una presenza globale durante l’intero ciclo di vita del sistema.
Consulenza sulla progettazione del sistema
Gli ingegneri applicativi di Hengst analizzano le condizioni specifiche del sito, quali i dati climatici, la qualità dell’aria ambiente e i requisiti di portata volumetrica, e sviluppano la configurazione di sistema più adatta all’applicazione. Questo servizio è disponibile sia per i nuovi impianti che per la sostituzione o l’ammodernamento di Sistemi filtranti esistenti. Per gli OEM e gli appaltatori generali EPC, Hengst fornisce supporto tecnico per la progettazione e l’integrazione nella fase di progettazione, specifica per specifica.
Retrofit e ottimizzazione
È possibile verificare se gli alloggiamenti dei filtri esistenti possano beneficiare di miglioramenti prestazionali: tramite un aggiornamento degli Elementi filtranti, una riconfigurazione del sistema o un’analisi della perdita di carico per individuare potenziali guadagni in termini di efficienza. Poiché Hengst combina la tecnologia di sistema con la propria produzione di elementi filtranti, i retrofit possono essere progettati come soluzioni integrate, anziché sostituire componente per componente.
Presenza di assistenza a livello mondiale
Hengst Filtration è un’azienda a conduzione familiare con oltre 3.700 dipendenti e 28 sedi in tutto il mondo che sviluppa tecnologie di filtrazione dal 1958. Questa presenza globale offre agli operatori un’assistenza locale per la manutenzione, i ricambi e il supporto ingegneristico, ovunque siano installati i loro impianti.
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I nostri ingegneri applicativi saranno lieti di discutere con voi le vostre specifiche esigenze di filtrazione, dalla scelta iniziale dell’impianto all’analisi di retrofit per gli impianti esistenti.
Domande frequenti sui sistemi di filtri di aspirazione
Quali tipi di sistemi di filtri di aspirazione esistono per i motori a gas, le turbomacchine e i compressori?
I principali tipi di sistemi filtranti sono i sistemi filtranti statici, i filtri a impulsi autopulenti (Pulse Jet) e i filtri a ricircolo in bagno d’olio. I sistemi statici utilizzano una filtrazione in profondità a più stadi con prefiltro e filtri fini fino alla classe EPA E12 e sono adatti ad ambienti con carico di polvere da basso a moderato. I filtri a impulsi autopulenti funzionano con filtrazione superficiale e pulizia automatica a getto d’aria (Pulse Jet) e sono progettati per condizioni con elevata concentrazione di polvere, come i deserti o i siti dell’industria pesante. I filtri a ricircolo in bagno d’olio (RotaClean) filtrano l’aria di combustione dei grandi motori tramite pannelli imbevuti d’olio. Per le celle a combustibile, gli elettrolizzatori e le applicazioni DAC, Blue.netic combina la filtrazione delle particelle e la separazione dei gas nocivi in un sistema scalabile e modulare.
Come funziona un sistema di filtraggio a impulsi autopulente?
I filtri a impulsi funzionano con la filtrazione superficiale: le particelle si depositano sulla superficie esterna delle cartucce filtranti cilindriche formando una crosta di polvere. A intervalli prestabiliti o al raggiungimento di una soglia di perdita di carico, viene convogliato attraverso la cartuccia un breve getto d’aria compressa in direzione opposta, che stacca lo strato di polvere dalla superficie del filtro. Questo ciclo di pulizia si svolge in modo automatico e continuo e mantiene la perdita di carico costantemente bassa senza alcun intervento manuale. Le due principali configurazioni sono i sistemi a flusso incrociato (disposizione orizzontale delle cartucce) e i sistemi di filtrazione da tavolo (disposizione verticale delle cartucce).
Quali classi di qualità dei filtri vengono utilizzate nella filtrazione dell'aria di aspirazione delle turbine a gas e dei motori a gas?
La filtrazione industriale in aspirazione si basa solitamente su tre sistemi di classificazione. La norma ISO 16890 definisce le classi di efficienza in base alle frazioni granulometriche delle particelle (ePM1, ePM2,5, ePM10). La norma EN 1822 / ISO 29463 definisce le classi EPA e HEPA; le classi da E10 a E12 sono comunemente utilizzate per le applicazioni con turbine a gas, mentre le classi HEPA (H13 e superiori) vengono impiegate raramente a causa dell’elevata perdita di carico. La norma ASHRAE 52.2 utilizza i valori MERV (da 1 a 16), che continuano ad essere diffusi nelle specifiche nordamericane. I sistemi filtranti statici Hengst raggiungono un livello di filtrazione fino alla classe EPA E12.
In che modo la filtrazione dell'aria di aspirazione influisce sulle prestazioni delle macchine e sul consumo energetico?
Ogni millibar di perdita di pressione in aspirazione riduce la potenza del macchinario e aumenta il consumo specifico di energia. L’aria filtrata in modo insufficiente provoca il fouling, ovvero depositi di particelle sulle pale del compressore e della turbina, che nel tempo riducono l’efficienza aerodinamica. I depositi di sale possono causare corrosione nel percorso dei gas caldi della turbina. Un sistema di filtraggio che mantenga la perdita di pressione stabile e bassa e impedisca l’ingresso di impurità preserva l’efficienza di progetto della macchina, riduce i costi energetici e prolunga gli intervalli di manutenzione dei compressori.
In cosa differiscono la filtrazione in profondità e la filtrazione superficiale?
Nella filtrazione in profondità, utilizzata nei sistemi filtranti statici, le particelle penetrano nel Mezzo filtrante e vengono trattenute nella sua struttura delle fibre. Il filtro si carica gradualmente di polvere, causando un aumento della perdita di carico nel tempo, fino a quando non è necessario sostituire l’elemento. Nella filtrazione superficiale, utilizzata nei filtri a impulsi, le particelle si depositano sulla superficie esterna della cartuccia filtrante formando un panello di polvere che può essere rimosso. La pulizia a impulsi ripristina la superficie del filtro a intervalli regolari, mantiene bassa la perdita di carico e prolunga la durata operativa del filtro. La filtrazione in profondità raggiunge solitamente classi di qualità di filtrazione più elevate, mentre la filtrazione superficiale è progettata per ambienti con elevato carico di polvere, in cui la rigenerazione continua è fondamentale.
Con quale frequenza devono essere sostituiti i filtri di aspirazione?
Gli intervalli di sostituzione dipendono dal tipo di sistema e dall'ambiente operativo. In ambienti con condizioni moderate, gli elementi filtranti statici durano in genere dai 12 ai 24 mesi. In ambienti polverosi o con elevate concentrazioni di particelle, può essere necessaria una sostituzione ogni 6-12 mesi. I filtri a impulsi autopulenti prolungano la durata da 2 a 3 anni, poiché il ciclo di pulizia automatico rigenera continuamente la superficie filtrante. I filtri a ricircolo in bagno d’olio (RotaClean) non utilizzano elementi filtranti sostituibili, poiché i pannelli bagnati d’olio vengono puliti all’interno del sistema di ricircolo, rendendo superflua la tradizionale sostituzione del filtro.
Che ruolo svolge la filtrazione dell'aria di aspirazione nei sistemi a celle a combustibile?
Le celle a combustibile, in particolare quelle PEM, sono molto sensibili alle impurità presenti nell’aria. Sali, ossidi di azoto, composti di zolfo e ammoniaca possono danneggiare irreversibilmente l’unità membrana-elettrodo e ridurre le prestazioni del catalizzatore. I filtri antiparticolato da soli non sono sufficienti, poiché queste impurità chimiche sono presenti in forma gassosa o disciolte in goccioline di aerosol. Blue.netic di Hengst affronta questo problema combinando la filtrazione delle particelle e la separazione mirata dei gas nocivi in un unico sistema scalabile, progettato per grandi impianti a celle a combustibile, elettrolizzatori e impianti di cattura diretta dall’aria (Direct Air Capture).
Hengst può adeguare un alloggiamento per filtri esistente con nuovi elementi filtranti o sistemi?
Hengst offre servizi di retrofit e ottimizzazione per impianti di filtrazione esistenti. Questi includono una valutazione delle prestazioni del sistema attuale, un aggiornamento degli Elementi filtranti, una riconfigurazione del sistema e un’analisi della perdita di carico. Poiché Hengst combina la tecnologia di sistema con la produzione propria di Elementi filtranti, i progetti di retrofit beneficiano di soluzioni integrate in cui gli adattamenti all’alloggiamento e le specifiche degli Elementi filtranti vengono sviluppati congiuntamente. Per ulteriori dettagli, contattare il team di ingegneria applicativa all’indirizzo airintake.herne@hengst.de.
Hengst fornisce elementi filtranti per i sistemi di aspirazione di altri produttori?
Hengst produce elementi filtranti per turbine a gas e turbomacchine, anche per Sistemi filtranti originariamente forniti da altri produttori. Questi elementi vengono realizzati negli stabilimenti di produzione propri di Hengst. Per gli operatori alla ricerca di elementi filtranti di ricambio per un alloggiamento filtrante esistente, la gamma di prodotti di Filtri per turbine a gas e turbomacchine offre una selezione dedicata di elementi.
