Filtri per turbine a gas destinati a turbomacchine e motori a gas
Le turbine a gas, i motori a gas e i compressori necessitano di aria di aspirazionepulita per funzionarein modo affidabile e con prestazioni elevate e costanti . È proprio questo il compito dei filtri per turbine a gas: mantengono pulita l’aria di aspirazione , proteggendo così la macchina.
A tal fine, Hengst fornisce la gamma completa di elementi filtranti: Filtri a tasche, Filtri compatti, Cartucce filtranti e Tappetini filtranti. Inoltre, Hengst realizza la tecnologia di filtrazione e gli alloggiamenti completi per i filtri, in modo che un unico partner possa fornire sia gli elementi di ricambio che l’intero sistema. Ogni elemento filtrante viene realizzato internamente: Hengst sviluppa e produce autonomamente gli elementi, dal singolo filtro al sistema completo, avvalendosi di oltre sei decenni di esperienza nel settore della filtrazione, a partire dal 1958, e di una rete di assistenza mondiale.
Vantaggi
- Elementi filtranti di nostra produzione, sviluppati e realizzati all’interno del Gruppo Hengst dal 1958
- Elementi filtranti per turbine a gas di qualsiasi dimensione, dai gruppi di medie dimensioni alle grandi turbine per la produzione di energia
- Adatti agli alloggiamenti dei filtri esistenti, con elementi di ricambio e di aggiornamento, anche per alloggiamenti di altri produttori
- Assistenza in tutto il mondo, un’azienda a conduzione familiare specializzata nella filtrazione con 33 sedi in tutto il mondo
Perché i filtri per turbine a gas sono determinanti in termini di prestazioni e costi di esercizio
Una turbina a gas aspira grandi quantità di aria ambiente e tutto ciò che quest’aria trasporta entra in contatto con i componenti rotanti. Polvere e particelle abrasive causano l’erosione delle pale del compressore e della turbina. Sui bordi delle pale si depositano sottili strati di residui (fouling), che compromettono l’efficienza aerodinamica e, di conseguenza, riducono le prestazioni nel tempo. I sali disciolti, insieme all’umidità – un fattore di stress tipico degli impianti costieri e offshore – possono causare corrosione nel percorso del gas caldo. Le stesse impurità riducono anche la durata dei motori a gas e dei compressori che operano negli stessi ambienti.
Il grado di separazione rappresenta solo metà del quadro. Ogni millibar di perdita di pressione aggiuntiva in aspirazione riduce la potenza della turbina e aumenta il consumo specifico di energia. Il valore di un filtro per turbine a gas dipende quindi da due caratteristiche contemporaneamente: dall’affidabilità con cui effettua la Separazione delle impurità e dalla stabilità con cui mantiene la perdita di pressione per tutta la sua durata. Un elemento filtrante che mantiene la perdita di pressione bassa e stabile preserva l’efficienza progettuale della macchina e mantiene bassi i costi di esercizio. È proprio qui, ben al di là del semplice prezzo di acquisto, che di norma si decide se la filtrazione risulti alla fine costosa o conveniente.
Elementi filtranti e sistemi completi da un unico fornitore
Questa gamma di prodotti comprende gli elementi filtranti, ovvero le parti sostituibili che si trovano nel sistema di aspirazione di una turbina a gas e che svolgono la funzione di filtrazione vera e propria. Se utilizzate un alloggiamento del filtro già esistente, Hengst fornisce gli elementi di ricambio e di aggiornamento adeguati, anche per alloggiamenti originariamente prodotti da altri costruttori. Se avete bisogno di qualcosa di più degli elementi, Hengst progetta anche la tecnologia di filtrazione e l’intero alloggiamento del filtro come un unico sistema. In questo modo avrete un unico partner, sia che dobbiate sostituire gli elementi sia che abbiate bisogno di un nuovo impianto.
State cercando un sistema di filtraggio completo o un nuovo alloggiamento per il filtro invece di singoli elementi di ricambio?
Allora date un’occhiata ai nostri sistemi di filtri di aspirazione.
Elementi filtranti per turbine a gas
Hengst copre l’intera linea di filtrazione del sistema di aspirazione di una turbina a gas: dalla separazione grossolana a livello delle lamelle di protezione dalle intemperie, passando per la filtrazione fine, fino all’ultimo stadio che protegge il motore. Tappetini filtranti si occupano della separazione grossolana e della protezione dalle intemperie. Filtri a tasche (filtri a sacco) costituiscono gli stadi di prefiltraggio e filtraggio fine con elevata Capacità di ritenuta polvere. Filtri compatti (V-Panel) garantiscono un elevato grado di separazione fine, laddove la profondità di installazione è limitata. Cartucce filtranti coniche e cilindriche vengono utilizzati in impianti di filtrazione a impulsi autopulenti (Pulse Jet) in presenza di un carico di polvere costantemente elevato. Questi tipi di elementi possono essere combinati in un percorso di filtrazione a più stadi, adattato al sito e alla turbina. Inoltre, è disponibile un sistema di monitoraggio banco di prova mobile per verificare direttamente in loco la durata residua e lo stato degli elementi installati.
Come scegliere il filtro giusto per le turbine a gas
Nella scelta dei filtri per turbine a gas, non si tratta tanto di individuare un singolo elemento “migliore”, quanto piuttosto di adattare il sistema di filtraggio all’ambiente operativo e alla macchina da proteggere. Tre fattori determinano la scelta.
Condizioni ambientali e qualità dell'aria
L’ambiente operativo determina i requisiti. I deserti e i luoghi aridi con un carico di polvere elevato e persistente richiedono l’uso di cartucce filtranti autopulenti, che si rigenerano continuamente invece di intasarsi e saturarsi. I siti costieri e offshore comportano la presenza di aerosol salini e umidità e richiedono versioni idrorepellenti degli elementi, nonché una fase di preseparazione a monte. Per i siti nell’entroterra con clima temperato e carico di polvere da basso a moderato, è indicata una linea di filtrazione statica a più stadi composta da filtri a sacchetto e filtri compatti. Il profilo granulometrico delle particelle, l’Umidità dell'aria e l’esposizione al sale nel sito determinano congiuntamente sia il tipo di elemento filtrante che la classe di efficienza.
Confronto tra filtrazione in profondità e filtrazione superficiale
Gli elementi filtranti statici funzionano con la filtrazione in profondità: le particelle penetrano nel materiale filtrante e vengono trattenute nella sua Struttura delle fibre. Ciò consente di raggiungere classi di efficienza elevate e la perdita di carico aumenta gradualmente con l’aumentare del carico di polvere, fino alla sostituzione dell’elemento. Le cartucce filtranti autopulenti funzionano con la filtrazione superficiale: sulla superficie della cartuccia si forma una crosta di polvere che viene rimossa a intervalli regolari, il che mantiene costantemente bassa la perdita di carico anche in presenza di un elevato carico di polvere. La filtrazione in profondità raggiunge di norma gradi di separazione più elevati, mentre la filtrazione superficiale è progettata per carichi di polvere costantemente elevati, in cui la rigenerazione continua è più importante.
Grado di separazione e perdita di carico
Un grado di separazione più elevato rimuove una maggiore quantità di particelle fini che ostruiscono le pale delle turbine e dei motori. Tuttavia, il grado di separazione e la perdita di carico devono essere bilanciati, poiché un filtraggio eccessivo in un ambiente pulito aumenta la perdita di carico senza apportare alcun beneficio corrispondente. Poiché una perdita di carico bassa e stabile per l’intera durata di vita mantiene l’efficienza della macchina e limita i costi energetici, l’elemento con il costo totale di proprietà (TCO) più basso raramente è quello più economico all’acquisto. Gli ingegneri applicativi di Hengst determinano, in base al profilo del sito, alla classe della macchina e al carico di polvere, quale grado di separazione e quale percorso di filtrazione siano più adatti al caso specifico.
Classi di filtrazione e norme relative alla filtrazione nelle turbine a gas
Gli elementi filtranti per turbine a gas sono classificati in base a norme di filtrazione consolidate. Ciò consente di confrontare il grado di separazione tra i diversi fornitori e di scegliere un elemento in base alle specifiche richieste. Di norma vengono utilizzati tre sistemi di classificazione.
| Norma | Intervallo di classe | Ruolo nella filtrazione delle turbine a gas |
| ISO 16890 | ePM1, ePM2,5, ePM10, grossolano | Classificazione attuale in base alla frazione granulometrica delle particelle; serve per la progettazione degli stadi di filtrazione preliminare e fine |
| EN 779:2012 | Da G4 a F9 | Classi di filtri grossolani e fini; ancora ampiamente diffuse nelle specifiche esistenti |
| EN 1822-1:2019 (EPA) | Da E10 a E12 | Classi di efficienza per il livello di filtraggio finale nei sistemi di aspirazione delle turbine a gas; le classi HEPA (H13 e superiori) vengono utilizzate raramente a causa della loro elevata perdita di carico |
Le classi di efficienza da E10 a E12 sono quelle solitamente specificate per l’ultimo livello di filtraggio del sistema di aspirazione di una turbina a gas. Questi sistemi descrivono come un elemento viene classificato e confrontato. Costituiscono il quadro di riferimento per la scelta del grado di separazione, ma non sostituiscono l’adattamento dell’elemento alle condizioni specifiche del sito.
Elevata qualità dei prodotti grazie alla competenza nello sviluppo e alla produzione propria
Le prestazioni di un sistema filtrante per turbine a gas dipendono dagli elementi filtranti al suo interno. Hengst sviluppa e produce questi elementi internamente, all’interno del Gruppo Hengst. In questo modo, le caratteristiche più importanti – quali la perdita di carico, la Capacità di ritenuta polvere e il comportamento in presenza di umidità – sono parametri di progettazione che Hengst controlla direttamente, anziché dipendere dalle caratteristiche di prodotti di massa acquistati all’esterno. Si tratta di un approccio integrato verticalmente, che spazia dal materiale filtrante all’elemento finito fino al sistema completo.
La stessa qualità di produzione viene garantita sia che un elemento venga installato in uno dei sistemi filtranti Hengst, sia che sostituisca un elemento usurato in un alloggiamento di filtro esistente, anche nel caso di alloggiamenti originariamente prodotti da un altro produttore.
Settori e applicazioni
I filtri per turbine a gas di Hengst proteggono i macchinari rotanti ovunque la qualità dell'aria di aspirazione sia determinante per l'affidabilità e l'efficienza.
Produzione di energia
Turbine a gas e motori a gas nelle centrali elettriche di base, di picco e a ciclo combinato, dai gruppi elettrogeni di medie dimensioni alle grandi turbine per la produzione di energia. L’aria di aspirazione pulita limita l’incrostazione delle pale e mantiene la potenza nominale e il consumo termico della macchina ai livelli previsti in fase di progettazione.
Domande frequenti sui filtri per turbine a gas
Quali tipi di filtri vengono utilizzati nei sistemi di aspirazione delle turbine a gas?
Nei sistemi di aspirazione delle turbine a gas vengono utilizzati quattro tipi principali di elementi filtranti, solitamente combinati in un percorso di filtrazione a più stadi. All’inizio del percorso, i Tappetini filtranti assicurano la separazione grossolana e la protezione dagli agenti atmosferici. I filtri a tasche (filtri a busta), utilizzati come stadio di prefiltraggio o di filtraggio fine, offrono un'elevata capacità di ritenuta polvere. I filtri compatti (V-Panel), impiegati come stadio di filtraggio fine o finale, garantiscono un elevato grado di separazione delle particelle fini in un design piatto. Le cartucce filtranti (coniche e cilindriche) vengono impiegate in impianti di filtrazione a impulsi autopulenti (Pulse Jet) per ambienti ricchi di polvere. La combinazione corretta dipende dalle condizioni del sito e dalla classe di efficienza richiesta.
In cosa differiscono un elemento filtrante e un sistema di filtrazione completo?
Un elemento filtrante è la parte sostituibile che effettua la separazione delle impurità, ad esempio i Filtri a tasche, i Filtri compatti, le Cartucce filtranti o i Tappetini filtranti. Un sistema di filtrazione completo, detto anche alloggiamento del filtro, è l’involucro, comprensivo di tutti i componenti tecnici, che ospita gli elementi, convoglia il flusso d’aria e, nei modelli autopulenti, controlla la pulizia a impulsi. Hengst fornisce entrambi: gli elementi di ricambio per alloggiamenti di filtri esistenti e sistemi completi per nuovi impianti. Gli operatori che necessitano solo degli elementi li ordinano direttamente; chi ha bisogno dell’impianto completo lo acquista dallo stesso fornitore.
Quali classi di qualità dei filtri vengono utilizzate nella filtrazione delle turbine a gas?
Gli elementi filtranti per turbine a gas sono classificati secondo la norma ISO 16890 (in base alla frazione granulometrica delle particelle: ePM1, ePM2,5, ePM10 e grossolane), secondo la precedente scala EN 779:2012 (da G4 a F9) e secondo la norma EN 1822-1:2019 per le classi EPA. Le classi di efficienza da E10 a E12 sono quelle solitamente specificate per l’ultimo livello di filtraggio del sistema di aspirazione delle turbine a gas. Le classi HEPA (H13 e superiori) vengono utilizzate raramente a causa della loro elevata perdita di carico. Queste norme costituiscono un quadro di classificazione e di confronto per selezionare un elemento e adattarlo a una specifica.
Filtri per turbine a gas statici o autopulenti: quale mi serve?
Ciò dipende soprattutto dal carico di polvere presente sul posto. Gli elementi filtranti statici (filtri a sacchi e Filtri compatti) funzionano con la filtrazione in profondità e raggiungono classi di efficienza elevate; la perdita di carico aumenta gradualmente fino alla sostituzione dell’elemento. Questa soluzione è particolarmente indicata per carichi di polvere da bassi a moderati e per climi temperati. Le cartucce filtranti autopulenti funzionano con la filtrazione superficiale: a intervalli regolari, uno strato di polvere viene rimosso dalla cartuccia, il che mantiene bassa la perdita di carico in presenza di un carico di polvere costantemente elevato, ad esempio nei deserti e nell’industria pesante. Il profilo di polverosità del sito e la sensibilità della macchina alla perdita di carico determinano la scelta.
Con quale frequenza devono essere sostituiti i filtri delle turbine a gas?
Gli intervalli di sostituzione dipendono dal tipo di elemento e dall'ambiente operativo, non da un programma prestabilito. Gli elementi statici si ricoprono di polvere nel tempo e vengono sostituiti non appena la perdita di carico raggiunge un valore limite definito. In presenza di aria polverosa o contaminata ciò avviene prima, mentre in un ambiente pulito e moderato avviene più tardi. Le cartucce filtranti autopulenti prolungano la loro durata, poiché il ciclo di pulsazione rigenera continuamente la superficie del filtro. Il parametro di riferimento pratico è la perdita di carico nel corso della durata di vita, non un intervallo di tempo prestabilito. Gli ingegneri applicativi di Hengst vi aiutano a determinare il momento giusto per la sostituzione in base alle vostre specifiche condizioni operative.
Hengst fornisce componenti di ricambio per un alloggiamento del filtro di un altro produttore?
Sì. Hengst produce elementi filtranti di ricambio e di aggiornamento per i sistemi di aspirazione delle turbine a gas, anche per alloggiamenti filtranti originariamente forniti da altri produttori. Gli elementi vengono realizzati negli stabilimenti di produzione propri di Hengst, utilizzando lo stesso materiale filtrante di propria produzione impiegato nei sistemi completi Hengst. In questo modo, gli operatori possono continuare a utilizzare un alloggiamento del filtro esistente e, al contempo, potenziare gli elementi, ad esempio per ottenere un grado di separazione più elevato o una versione più resistente alla perdita di carico.
Chi produce i filtri per turbine a gas di Hengst e da dove provengono gli elementi filtranti?
I filtri per turbine a gas di Hengst si basano su elementi filtranti sviluppati e prodotti internamente da Hengst all’interno del Gruppo Hengst. L’azienda a conduzione familiare è stata fondata nel 1958 a Münster e oggi conta oltre 3.800 dipendenti in 33 sedi in tutto il mondo. Poiché sia l’elemento filtrante che l’intero sistema provengono dalla stessa organizzazione di sviluppo e produzione all’interno del Gruppo Hengst, è possibile controllare in modo coerente le caratteristiche determinanti per le prestazioni di filtraggio, anziché dover fare affidamento su componenti acquistati esternamente.
