Filtros para turbinas a gás destinados a turbomáquinas e motores a gás
As turbinas a gás, os motores a gás e os compressores necessitam de ar de admissãolimpo para funcionarem de formafiável e com um desempenho elevado e constante . É precisamente isso que garantem os filtros para turbinas a gás: mantêm o ar de admissão limpo e ,assim, protegem a máquina.
Para tal, a Hengst fornece a gama completa de Elementos Filtrantes: Filtro bolsa, filtros compactos, cartuchos filtrantes e tapetes filtrantes. Além disso, a Hengst fabrica a tecnologia de filtração e as caixas de filtro completas, de modo a que um único parceiro cubra tanto os elementos de substituição como todo o sistema. Cada elemento filtrante é fabricado nas nossas próprias instalações: a Hengst desenvolve e produz os elementos por conta própria, desde o filtro individual até ao sistema completo, com mais de seis décadas de experiência em filtração desde 1958 e uma rede de assistência a nível mundial.
Vantagens
- Elementos Filtrantes de fabrico próprio, desenvolvidos e produzidos no seio do Grupo Hengst desde 1958
- Elementos Filtrantes para turbinas a gás de qualquer dimensão, desde agregados de tamanho médio até grandes turbinas destinadas à produção de energia
- Compatíveis com caixas de filtro existentes, com elementos de substituição e atualização, incluindo caixas de outros fabricantes
- Assistência a nível mundial, uma empresa familiar especializada em filtração com 28 instalações em todo o mundo
Por que razão os filtros das turbinas a gás são determinantes para o desempenho e os custos operacionais
Uma turbina a gás aspira grandes quantidades de ar ambiente e tudo o que esse ar transporta chega aos componentes rotativos. O pó e as partículas abrasivas provocam erosão nas pás do compressor e da turbina. Depósitos finos acumulam-se nas superfícies das pás (fouling), prejudicam a eficiência aerodinâmica e, com o tempo, reduzem o rendimento. Os sais dissolvidos, juntamente com a humidade — uma condição típica em locais costeiros e offshore —, podem provocar corrosão no percurso dos gases quentes. Essas mesmas impurezas também reduzem a vida útil dos motores a gás e dos compressores que operam nos mesmos ambientes.
O grau de separação é, neste contexto, apenas metade da equação. Cada milibar de perda de pressão adicional na admissão reduz o rendimento da turbina e aumenta o consumo específico de energia. O valor de um filtro para turbinas a gás depende, portanto, de duas características em simultâneo: da fiabilidade com que retém as impurezas e da estabilidade com que mantém a perda de pressão ao longo de toda a sua vida útil. Elementos Filtrantes que mantêm a perda de pressão baixa e estável preservam a eficiência de projeto da máquina e mantêm os custos operacionais baixos. É precisamente aí, muito para além do mero preço de aquisição, que se decide, regra geral, se a filtração acaba por ser cara ou económica.
Elementos Filtrantes e sistemas completos num único fornecedor
Este grupo de produtos inclui os Elementos Filtrantes, ou seja, as peças substituíveis que se encontram na admissão de uma turbina a gás e que realizam a filtração propriamente dita. Se estiver a utilizar uma caixa de filtro já existente, a Hengst fornece os elementos de substituição e atualização adequados, mesmo para caixas que tenham sido originalmente fabricadas por outros fabricantes. Caso necessite de mais do que apenas os elementos, a Hengst concebe adicionalmente a tecnologia de filtração e o corpo do filtro completo como um sistema integrado. Desta forma, terá um único parceiro, quer pretenda substituir elementos ou projetar uma nova instalação.
Está à procura de um sistema de filtragem completo ou de uma nova caixa de filtro, em vez de elementos de substituição individuais?
Nesse caso, consulte os nossos Sistemas de Filtro de Entrada de Ar.
Elementos Filtrantes para turbinas a gás
Hengst cobre toda a cadeia de filtragem do sistema de admissão de uma turbina a gás: desde a separação grosseira nas persianas de proteção contra as intempéries, passando pela filtragem fina, até à última fase, que protege a máquina. Os tapetes filtrantes asseguram a separação grosseira e a proteção contra as intempéries. Os filtros bolsas constituem as fases de pré-filtragem e filtragem fina, com elevada capacidade de retenção de poeira. Os filtros compactos (V-Panel) proporcionam um elevado grau de separação fina nos casos em que a profundidade de instalação é limitada. Os cartuchos de filtro cónicos e cilíndricos são utilizados em sistemas de filtragem por impulsos (Pulse Jet) com autolimpeza, em condições de carga de poeira elevada e contínua. Estes tipos de elementos podem ser combinados num percurso de filtragem de várias etapas, adaptado ao local de instalação e à turbina. Além disso, está disponível uma bancada de ensaio móvel para verificar a vida útil restante e o estado dos elementos instalados diretamente no local.
Como escolher o filtro adequado para turbinas a gás
Na escolha de filtros para turbinas a gás, o que importa não é tanto encontrar um único elemento «ideal», mas sim adaptar o sistema de filtragem ao ambiente de funcionamento e à máquina a proteger. Três fatores determinam a decisão.
Condições do local e qualidade do ar
O ambiente de funcionamento determina os requisitos. Desertos e locais áridos com elevada e prolongada concentração de poeira justificam a utilização de cartuchos de filtro autolimpantes, que se regeneram continuamente, em vez de ficarem obstruídos e saturados. As localizações costeiras e offshore implicam a presença de aerossóis salinos e humidade, exigindo modelos de elementos hidrofugantes, bem como uma fase de pré-separação a montante. Para locais no interior de climas temperados, com carga de poeira baixa a moderada, é adequada uma linha de filtragem estática em várias etapas, composta por filtros de bolsa e filtros compactos. O perfil granulométrico das partículas, a humidade do ar e a carga de sal no local determinam, em conjunto, tanto o tipo de elemento como a classe de eficiência.
Comparação entre a filtração em profundidade e a filtração superficial
Os elementos filtrantes estáticos funcionam com filtração em profundidade: as partículas penetram no material filtrante e ficam retidas na sua estrutura fibrosa. Isto permite atingir classes de eficiência elevadas, e a perda de pressão aumenta gradualmente à medida que a carga aumenta, até que o elemento seja substituído. Os cartuchos filtrantes autolimpantes funcionam com filtração superficial: forma-se uma camada de poeira na superfície do cartucho, que é removida a intervalos regulares, o que mantém a perda de pressão permanentemente baixa mesmo com elevada carga de poeira. A filtração em profundidade alcança, regra geral, graus de retenção mais elevados, enquanto a filtração superficial está concebida para cargas de poeira elevadas e contínuas, nas quais a regeneração contínua é mais importante.
Grau de separação e perda de pressão
Um grau de separação mais elevado remove uma maior quantidade das partículas finas que obstruem as pás das turbinas e dos motores. No entanto, o grau de separação e a perda de pressão têm de estar equilibrados, pois quem utiliza um filtro excessivamente fino num local limpo aumenta a perda de pressão sem obter benefícios correspondentes. Uma vez que uma perda de pressão baixa e estável ao longo de toda a vida útil preserva a eficiência da máquina e limita os custos energéticos, o elemento com o custo total de propriedade (TCO) mais baixo raramente é o mais barato na aquisição. Os engenheiros de aplicação da Hengst determinam, com base no perfil do local, na classe da máquina e na carga de poeira, qual o grau de separação e qual o comprimento do filtro mais adequados para cada caso.
Classes de filtros e normas para a filtração em turbinas a gás
Os elementos filtrantes para turbinas a gás são classificados de acordo com normas de filtração estabelecidas. Isto permite comparar o grau de retenção entre diferentes fornecedores e adequar um elemento a uma especificação. Normalmente, são utilizados três sistemas de classificação.
E10 a E12 são as classes de eficiência normalmente especificadas para a última fase de filtragem do sistema de admissão de uma turbina a gás. Estes sistemas descrevem como um elemento é classificado e comparado. Constituem o quadro de referência para a escolha do grau de retenção, mas não substituem a adaptação do elemento às condições específicas do local.
| Norma | Intervalo de classes | Papel na filtração de turbinas a gás |
| ISO 16890 | ePM1, ePM2,5, ePM10, grosso | Classificação atual por fração granulométrica das partículas; serve para a conceção das etapas de pré-filtragem e filtragem fina |
| EN 779:2012 | G4 a F9 | Classes de filtros grossos e finos; continuam a ser amplamente utilizadas nas especificações existentes |
| EN 1822-1:2019 (EPA) | E10 a E12 | Classes de eficiência para a última fase de filtragem nas admissões das turbinas a gás; as classes HEPA (H13 e superiores) são raramente utilizadas devido à sua elevada perda de pressão |
E10 a E12 são as classes de eficiência normalmente especificadas para a última fase de filtragem do sistema de admissão de uma turbina a gás. Estes sistemas descrevem como um elemento é classificado e comparado. Constituem o quadro de referência para a escolha do grau de separação, mas não substituem a adaptação do elemento às condições específicas do local.
Elevada qualidade dos produtos graças à competência em desenvolvimento e à produção própria
O desempenho de um sistema de filtragem para turbinas a gás é determinado pelos Elementos Filtrantes no seu interior. A Hengst desenvolve e fabrica estes elementos internamente, no âmbito do Grupo Hengst. Assim, as características mais importantes — tais como a perda de pressão, a capacidade de retenção de poeira e o comportamento em condições de humidade — são parâmetros de construção que a Hengst controla diretamente, em vez de serem características de produtos fabricados em série adquiridos no mercado. Trata-se de uma abordagem verticalmente integrada, que abrange desde o material filtrante, passando pelo elemento acabado, até ao sistema completo.
A mesma qualidade de fabrico aplica-se quer um elemento seja instalado num dos Sistemas de Filtragem próprios da Hengst, quer substitua um elemento desgastado numa caixa de filtro existente, mesmo no caso de caixas que sejam originalmente de outro fabricante.
Setores e aplicações
Os filtros para turbinas a gás da Hengst protegem as máquinas rotativas em todos os locais onde a qualidade do ar de admissão é determinante para a fiabilidade e a eficiência.
Produção de energia
Turbinas a gás e motores a gás em centrais de carga de base, de pico e de ciclo combinado, desde unidades de média dimensão até grandes turbinas destinadas à produção de energia. O ar de admissão limpo limita a acumulação de resíduos nas pás e mantém a potência nominal e o consumo de calor da máquina nos níveis previstos no projeto.
Perguntas frequentes sobre filtros para turbinas a gás
Que tipos de filtros são utilizados nos sistemas de admissão das turbinas a gás?
Nos sistemas de admissão das turbinas a gás são utilizados quatro tipos principais de Elementos Filtrantes, geralmente combinados num percurso de filtragem em várias fases. Os tapetes filtrantes asseguram, no início do percurso, a separação preliminar e a proteção contra as intempéries. Os filtros bolsa, utilizados como etapa de pré-filtragem ou filtragem fina, oferecem uma elevada capacidade de retenção de poeira. Os filtros compactos (V-Panel), utilizados como etapa de filtragem fina ou final, proporcionam um elevado grau de separação de partículas finas num design plano. Os cartuchos filtrantes (cónicos e cilíndricos) são utilizados em sistemas de filtragem por impulsos (Pulse Jet) com autolimpeza, destinados a ambientes com elevada concentração de poeira. A combinação correta depende das condições do local e da classe de eficiência exigida.
Em que é que os Elementos Filtrantes e um sistema de filtragem completo diferem?
Os elementos filtrantes são as peças substituíveis que retêm as impurezas, como, por exemplo, um Filtro bolsa, um filtro compacto, um cartucho filtrante ou um tapete filtrante. Um sistema de filtragem completo, também denominado caixa de filtragem, é a caixa, juntamente com a tecnologia, que aloja os elementos, conduz o fluxo de ar e, nos modelos autolimpantes, controla a limpeza por impulsos. Hengst fornece ambos: os elementos de substituição para caixas de filtro existentes e sistemas completos para novas instalações. Os operadores que necessitam apenas de elementos encomendam-nos diretamente; quem precisa da instalação completa adquire-a junto do mesmo parceiro.
Que classes de qualidade de filtragem são utilizadas na filtragem de turbinas a gás?
Os elementos filtrantes para turbinas a gás são classificados de acordo com a norma ISO 16890 (por fração granulométrica das partículas: ePM1, ePM2,5, ePM10 e granulometria grossa), de acordo com a escala mais antiga da norma EN 779:2012 (G4 a F9) e de acordo com a norma EN 1822-1:2019 para as classes EPA. E10 a E12 são as classes de eficiência normalmente especificadas para a última etapa de filtragem do sistema de admissão de uma turbina a gás. As classes HEPA (H13 e superiores) são raramente utilizadas devido à sua elevada perda de pressão. Estas normas constituem um quadro de classificação e comparação para selecionar um elemento e adaptá-lo a uma especificação.
Filtros estáticos ou autolimpantes para turbinas a gás: o que preciso?
Isso depende sobretudo da carga de poeira no local de instalação. Os Elementos Filtrantes estáticos (filtros de bolsa e compactos) funcionam com filtração em profundidade e atingem classes de eficiência elevadas; a perda de pressão aumenta gradualmente até que o elemento seja substituído. Isto adapta-se bem a cargas de poeira baixas a moderadas e a um clima temperado. Os cartuchos filtrantes autolimpantes funcionam com filtração superficial: A cada determinado intervalo, é removida uma camada de poeira do cartucho, o que mantém baixa a perda de pressão em condições de carga de poeira elevada de forma contínua, como nos desertos e na indústria pesada. O perfil de poeira do local e a sensibilidade da máquina à perda de pressão determinam a escolha.
Com que frequência é necessário substituir os filtros das turbinas a gás?
Os intervalos de substituição dependem do tipo de elemento e do ambiente de funcionamento, e não de um calendário fixo. Os elementos estáticos acumulam pó com o tempo e são substituídos assim que a perda de pressão atinge um valor-limite definido. Em ambientes com ar empoeirado ou poluído, isso ocorre mais cedo; em ambientes limpos e moderados, ocorre mais tarde. Os cartuchos de filtro autolimpantes prolongam a sua vida útil, uma vez que o ciclo de pulsação regenera continuamente a superfície do filtro. O critério prático é a perda de pressão ao longo da vida útil, e não um intervalo de tempo fixo. Os engenheiros de aplicação da Hengst ajudam-no a determinar o momento certo para a substituição na sua instalação.
Hengst fornece peças de substituição para o corpo de um filtro de outro fabricante?
Sim. Hengst fabrica elementos filtrantes de substituição e de atualização para sistemas de admissão de turbinas a gás, incluindo para caixas de filtro que tenham sido originalmente fornecidas por outros fabricantes. Os elementos são fabricados nas instalações próprias da Hengst, utilizando o mesmo material filtrante de fabrico próprio que é utilizado nos sistemas completos da Hengst. Desta forma, os operadores podem continuar a utilizar uma caixa de filtro já existente e, ao mesmo tempo, melhorar os elementos, por exemplo, para um grau de separação mais elevado ou para uma versão com menor perda de pressão.
Quem fabrica os filtros para turbinas a gás da Hengst e de onde provêm os Elementos Filtrantes?
Os filtros para turbinas a gás da Hengst baseiam-se em Elementos Filtrantes que a própria Hengst desenvolve e fabrica, no âmbito do Grupo Hengst, uma empresa familiar do setor da filtração fundada em 1958 em Münster e que conta hoje com mais de 3 700 colaboradores e 28 instalações em todo o mundo. Uma vez que os Elementos Filtrantes e o sistema completo provêm de uma fonte verticalmente integrada, as características que determinam o desempenho da filtração são controladas de forma consistente e não são adquiridas como produtos em série.
