Viledon Zuluftsysteme von Konzeption bis Installation

Optimaler Wirkungsgrad für Turbomaschinen:
Viledon Zuluftsysteme von Konzeption bis Installation
Die Luft
Die Außenluft ist, abhängig von Standort und
Jahreszeit, mehr oder weniger stark mit Partikeln verunreinigt. Dabei unterscheidet man
grundsätzlich zwischen zwei Partikelarten:
natürliche Partikeln, vorwiegend aus Erosionsprozessen der Erdrinde, und
anthropogene Partikeln, die von Industrieund Feuerungsprozessen, Verkehr u.ä. emittiert werden.
Volumenanteil q3 (x) [%]
60
50
40
30
20
Wesentliche Parameter zur Charakterisierung
verunreinigter Luft sind Partikelgrößenverteilung und Staubkonzentration. In der Grafik ist
beispielhaft die Partikelgrößenverteilung normal verschmutzter Stadtluft dargestellt:
Im Bereich >1µm finden sich vorwiegend
natürliche Partikeln.
Der Bereich <1µm umfasst die anthropogenen Partikeln.
LIM-Aufnahme: Sand
Region
Die jeweiligen Anteile dieser Bereiche sind von
Ort zu Ort verschieden. Insbesondere meteorologische Einflüsse wie Nebel, Regen oder
Schnee sowie Standorteinflüsse können die
Partikelgrößenverteilung beeinflussen. So ist
z.B. die Luft in Küstennähe mit Salz in teilweise kristalliner Form (Partikelgrößenbereich
Partikelkonzentration
Partikelgrößenbereich
Wohngebiete
0,01 – 0,1 mg/m3
0,01 – 5 µm
Ländliche Gebiete
0,01 – 0,2 mg/m3
0,01 – 10 µm
LeichtindustrieGebiete
0,05 – 0,3 mg/m3
0,01 – 5 µm
0,1 – 1 mg/m3
0,01 – 30 µm
SchwerindustrieGebiete
Küstenbereiche und
Offshore
0,01 – 0,5 mg/m3
Wüstengebiete
0,01 – 500 mg/m3
Arktische Gebiete
0,01 – 0,5 mg/m3
0,01 – 5 µm
Tropische Gebiete
0,01 – 0,5 mg/m3
0,01 – 10 µm
10
0
0
0,01
0,1
1
10
Partikelgröße x [μm]
Partikelgrößenverteilung normal verschmutzter Stadtluft
<2 µm) oder gelöst in Wasser (Tröpfchen im
Größenbereich von ca. 10 µm) belastet. EDXAnalysen von Belägen zeigen die chemische
Zusammensetzung der lokalen luftgetragenen
Partikeln, z.B. Silicium/Calcium von Sand,
Eisen von Rost, Titanium von beschichteten
Oberflächen, und Chloride von Küstengebieten.
Zur Ermittlung der Staubkonzentration wird
die Staubmasse pro Kubikmeter Luft gemessen. Die Staubkonzentration ist starken örtlichen und zeitlichen Schwankungen unterworfen. Die Tabelle gibt typische Mittelwerte für
unterschiedliche Regionen an. In Wüstengebieten kann die Staubkonzentration so hohe
Werte erreichen, dass z.B. spezielle Vorabscheider vor den eigentlichen Filtern notwendig werden.
0,01 – 10 µm
0,1 – 100 µm
EDX-Analyse: Belagprobe von Laufschaufeln
Der Schaden
Zur Abscheidung von Partikeln aus der Zuluft
für Turbomaschinen werden Filtersysteme eingesetzt. Negative Einflüsse der Luftverunreinigungen werden durch die Auswahl geeigneter Filtersysteme minimiert. Dies trägt entscheidend zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Anlagen bei. Die Abbildungen
links zeigen Beispiele von Verschmutzung und
Staubanbackungen (Fouling) durch unzureichende Filtration auf den Verdichterschaufeln
von Industriegasturbinen.
Typische Schadensarten und die sie verursachenden Partikeln unterschiedlichster Größe
sind in der Tabelle unten dargestellt.
Abrasive Stäube erodieren das Laufzeug
und führen zu Materialabtrag.
Retusche
Verschmutzung der Verdichterschaufeln
durch Staubanbackungen (Fouling) bewirkt erhebliche Profilveränderungen und führt zu beachtlichen Wirkungsgradverlusten. Außerdem
können abplatzende Staubanbackungen Unwuchten hervorrufen, die unzulässige Lagerbelastungen nach sich ziehen.
LIM-Aufnahme: Belagprobe
200 µm
Partikelgrößenbereich
Gasturbine
Turboverdichter
> 5 – 10 µm
•
•
Verschmutzung
(Fouling) und dadurch
bedingte Unwuchten
ca. 0,1 – 5 µm
•
•
Verschmutzung der
Zwischenkühler und
nachgeschalteter
Anlagenkomponenten
ca. 0,1 – 5 µm
Nasskorrosion
ca. 0,1 – 5 µm
Hochtemperaturkorrosion
ca. 0,1 – 5 µm
•
ab 0,1 µm
•
Schadensbild
Erosion
Verstopfen der
Kühlluftschlitze
•
•
•
Verschmutzung der Zwischenkühler reduziert die Kompressionswärmeabfuhr und damit den Gesamtwirkungsgrad.
Nasskorrosion, die durch das Zusammenwirken von Luftfeuchtigkeit mit Säureanhydriden, Salzen und anderen aggressiven Stoffen
verursacht wird, kann vor allem an den ersten
Verdichterstufen zu Schäden führen.
Hochtemperaturkorrosion wird vor allem
durch Verunreinigungen des Brennstoffes verursacht. Aber auch Luftverunreinigungen, wie
Sulfate aus Rauchgasentschwefelungsanlagen
oder Metalloxide an industriellen Standorten,
sind für Korrosionsschäden verantwortlich.
Das Zuwachsen der Kühlluftschlitze in den
Turbinenschaufeln wird vor allem durch feinste
Partikeln mit hoher spezifischer Oberfläche
hervorgerufen. Die Folge ist beschleunigte
Materialermüdung durch Überhitzung.
Die Konsequenz
Zusätzlich werden aufgrund der rauhen Einsatzbedingungen hohe Anforderungen an die
Betriebssicherheit gestellt:
Die Filter dürfen trotz feuchter und aggressiver Atmosphäre weder ihre mechanische Stabilität verlieren noch korrodieren.
Die Filter müssen auch bei kurzzeitigem
Ansteigen der Druckdifferenz über die Auslegungsdaten hinaus einen sicheren Betrieb gewährleisten.
Eigenes Filter-Design und Engineering mit moderner CAD-Software
Aus den genannten Zusammenhängen zwischen Luftverunreinigungen und Schadensbildern an Turbomaschinen ergeben sich spezifische Anforderungen an das Filtrationssystem:
Reg. Nr. 1420
Freudenberg
Filtration Technologies
Weinheim/Deutschland
Effiziente Abscheidung von schadensverursachenden Partikeln.
Niedrige Druckdifferenz bei gegebenem
Volumenstrom zur Minimierung der Leistungsverluste. So bedeuten 50 Pa weniger Betriebsdruckdifferenz der Filter im Ansaugsystem ca.
0,1 % Leistungssteigerung der Gasturbine.
Lange Standzeiten bei zuverlässiger Partikelabscheidung.
Filter-Prüfkanal nach EN 779 im Freudenberg Messtechnik-Labor
Die Filter und die Gesamtkonstruktion müssen hohen mechanischen Beanspruchungen
bei instationären Strömungszuständen (Pumpen/Surge) ohne Beschädigung standhalten.
Auch nach langer Betriebszeit darf sich
die Abscheidecharakteristik des Filtrationssystems nicht verschlechtern.
Das Langzeitverhalten der Filter kann von unseren Experten auch vor Ort überprüft werden. Zur Ergänzung dieser ermittelten Werte
steht das Freudenberg Messtechnik-Labor mit
seinen verschiedenen Messeinrichtungen und
Prüfständen zur Verfügung: Filter-Prüfkanal
nach EN 779, Raster-Elektronen-Mikroskop,
Licht-Mikroskop, Energie-Dispersives RöntgenSpektroskop (EDX) etc. Ein modernes Qualitätsmanagementsystem nach ISO 9001 sichert
alle Vorgänge vom ersten Entwicklungsschritt
über die anwendungstechnische Beratung bis
hin zu Lieferung und After-Sales-Service.
Das Konzept
Die Auswahl einer wirtschaftlichen Vor- und
Feinfilterkombination ist immer eine individuelle Lösung, die auf die jeweiligen Standortfaktoren wie z.B. die Umgebungsluft, den vorhandenen Bauraum sowie die Spezifikationen
der Turbomaschine und Anforderungen des
Betreibers zugeschnitten wird.
Als Vorfilter eignen sich grundsätzlich die
Compact Taschenfilter in den Filterklassen G3
bis F6. Bei hoher Luftverschmutzung und gleichzeitiger Verwendung eines hochwertigen Endfilters ist der Einsatz des T 60 (F6), mit seiner
besonders hohen Staubspeicherfähigkeit, als
Vorfilter sinnvoll. Für einstufige Filtersysteme
mit begrenztem Bauraum bieten wir auch
Vorfilter-Zellen in den Klassen G3 bis F5. Der
Wirkungsgrad weiterer Filterstufen wird auf
die Reinluftanforderungen der Turbomaschine
ausgelegt. Für diese Filterstufen empfehlen
wir die MaxiPleat Kassettenfilter (F6 bis H12)
oder die Taschenfilter T 60 (F6) bzw. T 90 (F7).
In Zuluftsystemen, die auf Filterpatronen ausgelegt sind, haben sich sowohl unsere GTC
Oberflächenfilterpatronen (für Puls-jet Abreinigung) als auch unsere TFP Tiefenfilterpatronen (keine Abreinigung) bestens bewährt.
Neben der Auswahl der Filter kommt der konstruktiven Gestaltung der gesamten Zuluftanlage besondere Bedeutung zu. Die filtertechnischen und anlagenspezifischen Lastenhefte
legt Freudenberg in enger Zusammenarbeit
mit Herstellern und Anwendern von Turbomaschinen fest.
In der Abbildung unten sind beispielhaft die
möglichen Baugruppen von Zuluftanlagen mit
Taschen- oder Kassettenfiltern dargestellt:
An Standorten mit jahreszeitlich auftretenden niedrigen Außentemperaturen bei hoher
relativer Luftfeuchte sollte eine Anti-IcingEinrichtung (1) vorgesehen werden, um das
Blockieren der Filter durch Eisansatz zu verhindern.
Um das Ansaugen von Schlagregen und
Nebel in die Filterstufen zu vermeiden, werden nach der Anti-Icing-Anlage Wetterschutzgitter oder Tropfenabscheider (2) angeordnet.
Ein engmaschiges Schutzgitter (3) verhindert, dass Vögel u.a. Kleintiere in den Raum
vor den Filtern eindringen können.
Die Vorfilterwand (4) besteht aus verschraubten oder verschweißten Aufnahmerahmen, die in eine Tragkonstruktion integriert sind. Die jeweiligen Vorfilter werden
dann meist reinluftseitig eingesetzt. Standortabhängig können zusätzlich Trägheitsabscheider und/oder Coalescer installiert werden.
Die Filterwände der 2. oder 3. Stufe (5)
sind ähnlich der Vorfilterwand gestaltet, jedoch wird die Endfilterwand üblicherweise
verschweißt um Lecks auszuschließen und die
Endfilter werden grundsätzlich staubluftseitig
montiert.
Aus Sicherheitsgründen kann nach den
Endfiltern noch ein Zuluftkanalschutzgitter (6)
integriert werden.
Das sich anschließende Übergangsstück
(7) reduziert den Querschnitt des Filterhauses,
um ihn an die Turbomaschine anzupassen. In
das Übergangsstück können Bypass-Klappen
eingesetzt werden.
Eine weitere Baugruppe ist der Ansaugschalldämpfer (8) und der Zuluftkanal bis zum
Diffusor der Turbomaschine.
Die Lösung: Viledon Compact Taschenfilter
Compact Taschenfilter F45S
Viledon Compact Taschenfilter sind speichernde Tiefenfilter; die Abscheidung der Partikeln
erfolgt im Filtermedium an der Faseroberfläche. Sie haben sich in unterschiedlichsten
Einsatzfällen durch ihren wirtschaftlichen und
sicheren Betrieb bewährt. Ihre besonderen
Konstruktionsmerkmale bieten dem Turbomaschinenbetreiber zahlreiche Vorteile:
Der progressive (bis Klasse F6) bzw. 3lagig progressive Aufbau der Filtermedien aus
synthetisch-organischen Fasern ermöglicht ein
hohes Staubspeichervermögen in Verbindung
mit langsamem Druckdifferenzanstieg und damit lange Standzeiten.
Compact Taschenfilter T 60
Eigensteife Ausführung der Filtertaschen
führt zu gleichmäßiger Staubeinlagerung. Kein
Absacken oder Kollabieren der Taschen, auch
bei Ausschaltvorgängen oder Lastwechseln,
und damit größtmögliche Sicherheit gegen
Staubdurchbruch. Selbst bei hoher Staubeinlagerung und feuchter oder nasser Witterung
bleibt die Eigensteifigkeit erhalten und bietet
hervorragende Coalescer-Eigenschaften.
Progressiv aufgebautes VliesstoffFiltermedium
500 µm
Compact Taschenfilter T 90
Die Filtertaschen sind leckfrei verschweißt
und in den PU-Frontrahmen eingeschäumt.
Dadurch wird Staubdurchbruch auch bei hohen Druckdifferenzen zuverlässig vermieden.
Die eingeschweißten Abstandshalter formen die Filtertaschen während des Betriebes
aerodynamisch optimal, so dass kein Verlust
der aktiven Filterfläche durch Aneinanderlegen der Taschen auftritt.
Der PU-Frontrahmen ist durch ein einge-
Konstruktive Pluspunkte der Viledon Compact Taschenfilter
schäumtes Profil verstärkt, mechanisch hochbelastbar und korrosionsfrei.
Das gesamte Filterelement ist feuchtebeständig bis 100% rel. Luftfeuchte, temperaturbeständig bis 70°C, chemisch weitgehend resistent sowie veraschbar.
Äußerst zuverlässig, langlebig und wartungsfrei im Einsatz
Hohe Druckstoßbeständigkeit (Berstdruck
>3000 Pa).
Die Lösung: Viledon MaxiPleat Kassettenfilter
Viledon MaxiPleat Filter stellen einen technologischen Meilenstein bei Rigid- bzw. Kassettenfiltern dar. Ihre neuartige Konstruktion ergibt ein Leistungsprofil, das sich besonders
im Turbomaschinenbetrieb on- und offshore
bezahlt macht:
MaxiPleat Kassettenfilter
MaxiPleat Modul-System
Als Filtermedien dienen hochfeste MikroGlasfaserpapiere mit speziellem thermoplastischem Bindersystem und wasserabweisender
Beschichtung.
Unser patentiertes thermisches Prägeverfahren bewirkt optimale Faltengeometrie und
äquidistante Falten sowie homogene Durchströmung bei niedriger mittlerer Druckdifferenz.
Die V-förmige Faltung erlaubt die volle
Nutzung und gleichmäßige Staubbelegung der
Filterfläche. Dies bedeutet eine lange Standzeit und wirtschaftlichen, sicheren Betrieb.
Der leckfreie Verguß des formstabilen Faltenpaketes im verwindungssteifen Kunststoffrahmen gewährleistet extreme Belastbarkeit sowie hohe Sicherheit gegen Staubdurchbruch.
Grifflaschen erleichtern den Ein- und Ausbau, der beidseitige Griffschutz minimiert die
Hochfestes Glasfaser-Filtermedium mit
20 µm
speziellem thermoplastischem Bindersystem
Gefahr von Beschädigungen am Filtermedium. Eine optionale Wasserstopkante verhindert den Durchtritt angesaugten Wassers auf
die Reinluftseite. Auf Wunsch auch mit aufgeschäumter PU-Dichtung.
Mit dem MaxiPleat Modul-Filtersystem
können MaxiPleat Filter verschiedener Filterklassen und Bautiefen durch einfaches Aufstecken formschlüssig kombiniert werden. So
lässt sich ohne Umbauten eine weitere Filterstufe einfügen.
Die Filterelemente sind korrosionsfrei, voll
veraschbar und leicht, da ohne Metallteile.
Rahmen und Griffschutz bestehen aus halogenfreiem Kunststoff.
Viledon MaxiPleat Filter sind feuchtebeständig bis 100% rel. Luftfeuchte und temperaturbeständig bis 70 bzw. 80°C.
Die Rahmen und Filtermedien sind selbsterlöschend nach DIN 53438 (Brandklasse F1).
Hohe Druckstoßbeständigkeit (Berstdruck
> 6000 Pa).
MaxiPleat Kassettenfilter können bei Luftgeschwindigkeiten von 2,5 bis zu 4,25 m/s
betrieben werden, d.h. Zuluftgehäuse können
kompakter gebaut werden, z. B. offshore.
Optimale Faltengeometrie und Äquidistanz durch patentiertes Prägeverfahren
Die Lösung: Viledon Oberflächenfilterpatronen
GTC 445
GTC 327
Praxiserfahrungen bei Puls-Jet-Anlagen haben
gezeigt, dass sich Oberflächenfilterpatronen
mit herkömmlichen Filtermedien oftmals nicht
effektiv abreinigen lassen. Die Folge sind sehr
hohe Betriebsdruckdifferenzen und häufiges
Pulsen, was zu starker mechanischer Beanspruchung der Filtermedien und hohen Reingaskonzentrationen führt. Die Standzeit solcher Puls-Jet-Filter ist daher häufig geringer
als erwartet.
Viledon Oberflächenfilterpatronen mit patentiertem, rilliertem Hochleistungs-Filtermedium
sind eine ideale Lösung für Puls-Jet-Anlagen,
bei denen sehr hohe Staubkonzentrationen
und/oder feine, rieselfähige Stäube vorherrschen und somit hohe Anforderungen an die
Abreinigbarkeit gestellt werden. Viledon Oberflächenfilterpatronen verdanken ihrem einzigartigen rillierten Filtermedium den INDEX 05
Award (Kat. 4), die höchste Auszeichnung für
Vliesstoffinnovationen, und es macht sie gerade in schwierigen Anwendungen unschlagbar:
Das rillierte Polyester-Filtermedium mit Mikrofasern und sinus-förmigem Querschnitt erzielt durch seine homogene Faserstruktur auch
bei Feinstäuben eine sehr hohe Abscheideleistung und die gleichmäßige Staubbeladung
der Patrone, und es bietet eine höhere wirksame Filterfläche als plane Medien. Aufgrund
seiner vollflächigen thermischen Verfestigung
weist es zudem eine glatte Oberfläche auf
und ist damit besonders gut abreinigbar.
Die geringe Druckdifferenz des rillierten
Mediums ermöglicht längere Zykluszeiten und
verminderte Abreinigungsfrequenzen und damit einen wirtschaftlicheren Betrieb der Anlage.
Rilliertes Hochleistungs-Filtermedium
Die Rillierung hält die Falten hochstabil
und verhindert ein Kollabieren auch bei hohen Volumenströmen und unter Wechsellast
von Abreinigungsphasen. Diese besondere
mechanische Stabilität macht einen äußeren
Stützkorb überflüssig, was wiederum die Abreinigung erleichtert und das Vereisungsrisiko
deutlich verringert.
Dank der hervorragenden Abreinigbarkeit
über lange Zeit, mittels Puls-Jet und auch
durch zusätzliches Waschen, sowie der hohen Funktionssicherheit lassen sich dauerhaft
günstige Betriebsbedingungen bei niedrigen
Energie- und Wartungskosten realisieren.
Faltenbalg und pulverbeschichteter Stützkorb sind leckfrei in Deckel und Boden aus
verzinktem oder pulverbeschichtetem Stahl
vergossen. Optimale Abdichtung zur Montageplatte durch aufgeschäumte PolyurethanDichtung.
Die Patronen sind temperaturbeständig
bis 80°C, chemisch weitgehend resistent und
100% feuchtebeständig, d.h. auch bei Puls-Jet
Abreinigung in feuchtem Zustand formstabil.
Das Filtermedium ist von einem unabhängigen Prüfinstitut nach DIN EN 60335-2-69
Annex AA (Prüfung von abreinigbaren Filtermedien) getestet und erfüllt die Anforderungen
der Staubklasse M.
Volle Nutzung der Filterfläche, kein Kollabieren der Falten
Die Lösung: Viledon Tiefenfilterpatronen
In Anwendungen, bei denen die Abreinigung
von Oberflächenfilterpatronen aufgrund zu
niedriger Staubkonzentrationen und/oder zu
klebriger Stäube nicht zu einer effektiven
Druckdifferenzminderung führt, zeigen die
patentierten Viledon Tiefenfilterpatronen ihre
Stärke. Sie sind speichernde Tiefenfilter und
ihr hervorragendes Betriebsverhalten on- und
offshore ergibt sich aus den neuartigen Kontruktionsmerkmalen:
TFP 60
Die Vliesstoff-Filtermedien sind progressiv
(TFP 60) bzw. 3-lagig progressiv (TFP 95) aufgebaut, und die TFP 98 Patronen zeichnen
sich durch unsere innovativen Hybrid-Synthetischen Nanofaser (HSN) Medien aus. Sie
bieten eine hohe Filtrationsleistung durch Einlagerung des Staubes in der Tiefe der Medien
bei geringer Druckdifferenz und hohem Staubspeichervermögen. Mit ihren hoch-effizienten
Filtermedien eignen sich die Typen TFP 95
und TFP 98 besonders für Standorte mit hohem Feinstaubanteil in der Außenluft.
TFP 95
Hohe Betriebssicherheit auch bei Nebel
und Regen, da die synthetisch-organischen
Filtermedien 100% feuchtebeständig sind.
Betriebserfahrungen haben gezeigt, dass es
selbst bei feuchtkalter Wetterlage lediglich zu
einem vorübergehenden moderaten Druckdifferenzanstieg, jedoch nicht zur Eisblockade
kommt (s. Grafik).
Kein Kollabieren der Falten selbst bei
höheren Volumenströmen.
Faltenbalg und Kunststoff-Stützkorb sind
leckfrei in Polystyrol-Deckel und -Boden vergossen. Wahlweise sind Deckel/Boden und
Stützkorb auch in oberflächenveredeltem Stahl
und in konischer Form erhältlich. Eine aufgeschäumte Polyurethandichtung sichert die optimale Abdichtung zur Montageplatte.
Da die Patronen nicht durch Puls-Jet abgereinigt werden sollen, kann die Druckluftversorgung eingespart werden.
Die metallfreien Ausführungen der Tiefenfilterpatronen sind leicht entsorgbar.
100
300
15
250
80
60
150
40
100
20
50
0
200
Druckdifferenz
400
600
Relative Luftfeuchte
0
1000
800
Betriebsdauer in [h]
10
Relative Luftfeuchte in [%]
200
0
20
5
0
-5
Außentemperatur in [°C]
TFP 98
Druckdifferenz in [Pa]
3-lagiges Vliesstoff-Filtermedium,
500 µm
mittlere Schicht elektrostatisch gesponnene Mikrofasern (TFP 95)
-10
-15
-20
Außentemperatur
Praxiseinsatz in Küstennähe: Druckdifferenzverlauf von Viledon Tiefenfilterpatronen TFP 60
TFP 95 Patronen im Einsatz unter eisigen Bedingungen
Die Filter auf einen Blick
MP 45 KTC
G 35 S
F 45 S
G 35 SL
F 40
F 50
T 60
T 90
MX 75
MX 85
Filterklasse
nach EN 779
G4
G3
G4
G3
G4
F5
F6
F7
F6
F7
Nennvolumenstrom
3400 m3/h
3400 m3/h
4250 m3/h
4250 m3/h
4250 m3/h
4250 m3/h
4250 m3/h
Maximaler
Volumenstrom
4500 m3/h
4500 m3/h
5500 m3/h
5500 m3/h
5500 m3/h
5500 m3/h
5500 m3/h
Anfangsdruckdifferenz bei
Nennvolumenstrom
50 Pa
20 Pa
40 Pa
20 Pa
30 Pa
45 Pa
65 Pa
80 Pa
135 Pa
140 Pa
Empfohlene
Enddruckdifferenz *
250 Pa
250 Pa
250 Pa
450 Pa
450 Pa
650 Pa
650 Pa
Berstdruck
n.a.
> 3000 Pa
> 3000 Pa
> 3000 Pa
> 3000 Pa
> 3000 Pa
> 6000 Pa
Mittlerer
Abscheidegrad /
ASHRAE Staub
91%
86%
95%
87%
95%
97%
99%
>99%
99%
>99%
Mittlerer
Wirkungsgrad /
ASHRAE Staub
n.a.
n.a.
n.a.
51%
63%
85%
75%
86%
Staubspeichervermögen /
AC Fine/800 Pa
n.a.
n.a.
n.a.
4800 g
5000 g
3500 g
2300 g
1900 g
Feuchtigkeitsbeständigkeit /
rel. Feuchte
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
Temperaturbeständigkeit /
zeitw. Spitzen
70°C
80°C
70°C
80°C
70°C
80°C
70°C
80°C
70°C
80°C
70°C
80°C
70°C
80°C
* Aus wirtschaftlichen oder anlagenspezifischen Gründen kann es sinnvoll sein, die Filter vor Erreichen der angegebenen Enddruckdifferenz
zu wechseln. Eine Überschreitung ist in bestimmten Anwendungsfällen auch möglich.
Eine Umrüstung bestehender Anlagen ist problemlos möglich, da die Rahmenabmessungen der Viledon Filter den
Standardmaßen entsprechen. Weitere technische Daten der Viledon Filter finden Sie in den jeweiligen Typeninformationsblättern.
MX 95
MX 98
Filterklasse
nach EN 779
F8
F9
MX 100
MX 120
TFP 60
H 11
H 12
F6
TFP 95
F8
TFP 98
F9
GTC 327 + GTC 445
(Set)
F9
Nennvolumenstrom
4250 m3/h
3400 m3/h
1000 m3/h
1000 m3/h
1000 m3/h
2500 m3/h
Maximaler
Volumenstrom
5500 m3/h
4250 m3/h
1500 m3/h
1500 m3/h
1500 m3/h
3500 m3/h
Anfangsdruckdifferenz bei
Nennvolumenstrom
150 Pa
175 Pa
195 Pa
320 Pa
110 Pa
110 Pa
100 Pa
160 Pa
Empfohlene
Enddruckdifferenz *
650 Pa
650 Pa
800 Pa
800 Pa
800 Pa
800 Pa
Berstdruck
> 6000 Pa
> 6000 Pa
> 3000 Pa
> 3000 Pa
> 3000 Pa
> 3000 Pa
Mittlerer
Abscheidegrad /
ASHRAE Staub
>99%
n.a.
99%
>99%
>99%
>99%
Mittlerer
Wirkungsgrad /
ASHRAE Staub
92%
96%
>99%
65%
92%
95%
96%
Staubspeichervermögen /
AC Fine/800 Pa
1700 g
1500 g
1450 g
1000 g
1200 g
1300 g
2200 g
n.a.
Feuchtigkeitsbeständigkeit /
rel. Feuchte
100%
100%
100%
100%
100%
100%
Temperaturbeständigkeit /
zeitw. Spitzen
70°C
80°C
70°C
80°C
70°C
80°C
70°C
80°C
70°C
80°C
70°C
80°C
Filterklasse nach EN 1822
Filterklasse in Anlehnung an EN 779
geprüft bis zu einer Enddruckdifferenz von 800 Pa
Bei den angegebenen Zahlenwerten handelt es sich um Mittelwerte mit Toleranzen
infolge üblicher Produktionsschwankungen. Für die Richtigkeit der Angaben und
deren Übertragbarkeit bedarf es im konkreten Einzelfall unserer ausdrücklichen,
schriftlichen Bestätigung. Technische Änderungen vorbehalten.
Hinweise zur Handhabung und Entsorgung beladener Filter finden Sie in unseren
Informationen zur Produktsicherheit und Umweltverträglichkeit.
Der Service
Das Filtermanagementsystem Viledon filterCair
ist ein speziell auf die Kundenwünsche zusammengestelltes Paket aus unseren hochwertigen Filterprodukten und Dienstleistungen.
Unsere jahrelange Erfahrung und das breite
Produktspektrum sind Garant für hohen Wirkungsgrad und Leistung Ihrer Turbomaschine
durch innovative, effiziente, preiswerte und
umweltfreundliche Lösungen.
Sie erhalten ein flexibel gestaltbares System
mit dem individuell erforderlichen Mix aus
Viledon Luftfiltern, kompetenten Dienstleistungen sowie Gewährleistungen ... und das alles
zu fixen und planbaren Kosten.
Das filterCair Filtermanagement für Gasturbinen und Kompressoren bietet Ihnen folgende
Leistungen zur Auswahl:
Visualisierung der Strömungsverhältnisse
mittels rechner-gestützter Strömungssimulation
zur Auslegung im Vorfeld der Anlagenkonstruktion
Anlagen- und standortspezifische Messungen und Analysen zur Ermittlung der
standortrelevanten Staubbelastung mit dem
Ziel der Optimierung der Filtration
Schmutz- und Schadens-Analyse mittels
REM (Raster-Elektronen-Mikroskopie), EDX
(Energie-Dispersive Röntgen-Spektroskopie),
Licht-Mikroskopie sowie Infrarot- und RamanSpektroskopie
Disposition, korrekter Filtereinbau, Filterwechsel und Anlagenreinigung
Überwachung der Luftqualität und der
Filter
Video-Endoskopische Inspektionen und
Schadensanalyse in Luftansaugsystem, Verdichterstufen, Brennkammern, Turbinenkomponenten, Getrieben
Visualisierung der Strömungsverhältnisse mittels rechnergestützter Strömungssimulation zur
Auslegung im Vorfeld der Anlagenkonstruktion
Konstruktion eines Zuluftgehäuses mittels CAD
Betrachtung der Betriebskosten unter Berücksichtigung von Filterkosten, Standzeit, Leistungsverlust, Stillstandszeit, etc. (Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen)
Servicetechniker
Das Viledon filterCair Filtermanagement bietet Ihnen wirtschaftliche Vorteile durch:
geringere Filter-, Wechsel-, Wartungsund Entsorgungskosten
niedrigere Energiekosten und höhere Leistungsabgabe
Übernahme des Standzeitrisikos
Fouling-Analyse mittels REM und EDX
Reduktion der Waschzyklen
Reduktion der Stillstandszeiten
Außerdem führt das Viledon filterCair Filtermanagement zu verbesserter, kontrollierter
Luftqualität und weniger Schmutz in der Anlage. Sprechen Sie uns an, wir beraten Sie
gerne.
Bilder verschiedener Analyseverfahren (REM, LIM und EDX)
zur Kategorisierung von Staub in Filtern
Reingasseitige Volumenstrom- und rohgasseitige
Partikelmessung
Anlagenspezifische Messungen und Wirtschaftlichkeitsberechnungen zur Optimierung der
Filtration
Stoffanalyse mit unserem ESEM (Environmental Scanning
Electron Microscope)
Die Realisierung
Sie ermöglicht eine flexible Anpassung an
die jeweiligen örtlichen und anlagenspezifischen Verhältnisse.
Durch die komplett vormontierten Module,
die nur noch verschraubt bzw. verschweißt
werden, ist eine problemlose und kostensparende Montage durchführbar.
Dieses Konzept erlaubt außerdem die Entwicklung von standardisierten Zuluftanlagen bezogen auf eine Baureihe von Turbomaschinen.
4 von 12 Zuluftsystemen (je 278.000 m3/h) auf dem Weg zur Endmontage auf einer Offshore
Plattform (Brasilien)
Großes Filterhaus-Modul
Von der Konzeption bis zur Installation
Freudenberg liefert komplette Zuluftanlagen,
die auf Basis der gemeinsam definierten Lastenhefte schlüsselfertig erstellt werden.
Dabei erstreckt sich der Leistungsumfang von
Consulting und Engineering über Fertigung
und Inbetriebnahme bis hin zu Dokumentation
und After-Sales-Service.
Modular-Bauweise
Kennzeichen der von Freudenberg realisierten
Anlagen ist die modulare Bauweise, die individuelle Lösungen erlaubt und besondere Vorteile bietet:
Vormontiertes Filterhaus-Modul bei der Ankunft vor Ort (Deutschland)
Das Gehäuse zur Aufnahme der Filterwände
besteht aus Stahl- oder Edelstahlblech bzw.
-platten und ist in kombinierter Schraub-/
Schweißtechnik aus mehreren Elementen aufgebaut. An dieses Basisgehäuse werden alle
weiteren Baugruppen der Zuluftanlage angegliedert. Die einzelnen Baugruppen können
auch in bereits vorhandene Gebäude montiert werden. Die Größe der einzelnen Elemente ist abhängig von den Montage- und
Transportmöglichkeiten.
Modernisierung
Freudenberg bietet einen Analyse-Service zur
Prüfung der Wirtschaftlichkeit bestehender Zuluftanlagen. Filtersysteme, die danach nicht
mehr den Anforderungen an einen wirtschaftlichen Betrieb genügen, können auf Viledon
Filter umgerüstet werden. Bei der Modernisierung bestehender Anlagen ist ein kostengünstiger Austausch einzelner Baugruppen, z.B.
während kurzer Stillstandszeiten, möglich.
Installation des Zuluftsystems einer neuen Kompressorstation
Die Praxis: Reinraumtechnik hält Einzug in
Zuluftsystem für Gasturbine
Papier- und Kartonfabrik, an der Norddeutschen Küste
Bei dieser Papier- und Kartonfabrik wird
Strom, Dampf und Wärme für den Betrieb der
Papiermaschinen in einem eigenen Kraftwerk
mit zwei Gasturbinen erzeugt. Die folgende
Beschreibung bezieht sich auf die neue Gasturbinenanlage, die 2002 installiert wurde.
Einblick in die 3. Filterstufe
Grundlage für die Konzeption des Zuluftfiltersystems dieser neuen Gasturbinenanlage war
der Wunsch des Betreibers nach Verzicht auf
jegliches Waschen der Verdichterschaufeln
(weder off- noch online), d.h. die Gasturbine
optimal zu schützen, um Wirkungsgrad und
Verfügbarkeit der Maschine zu erhöhen.
Daher wurde ein innovatives 3-stufiges Filtersystem gewählt, mit MX 100 Kassettenfiltern
der Filterklasse H11 in der dritten Stufe.
In der ersten Stufe scheiden T 60 Taschenfilter
der Filterklasse F6 die Hauptpartikelbelastung
auch unter schwierigen Witterungsbedingungen zuverlässig ab. In der zweiten Stufe kommen MX 98 Kassettenfilter der Filterklasse F9
zum Einsatz, um die hochabscheidenden Filter der dritten Stufe optimal zu schützen.
Dem normalerweise erhöhten Druckverlust
durch die dritte Stufe wurde mit einer entsprechend größeren Auslegung des Filterhauses entgegengewirkt.
Infrarot-Anti-Icing-Einheit
Standort
Deutschland, Nordseeküste
Gasturbine
Siemens Tempest / 1 Einheit
Leistungsabgabe
7,6 MW
Zuluftvolumenstrom
ca. 90.000 m 3/h
Zuluftsystem /
Filter-Bestückung
3-stufiges Filtersystem,
pro Stufe je 36 Viledon Filter
der Größe 1/1:
1. Stufe Taschenfilter T 60,
Filterklasse F6
2. Stufe Kassettenfilter
MX 98, Filterklasse F9
3. Stufe Kassettenfilter
MX 100, Filterklasse H11
Die Gasturbine läuft seit dem Probebetrieb ohne Waschung bei 100% Leistung.
Die Schaufeln weisen nach über 4000 h
keinerlei Fouling (Staubanbackungen) auf. Die
Druckdifferenz der drei Filterstufen hat sich in
diesem Zeitraum nicht erhöht und entspricht
noch der Anfangsdruckdifferenz (230 Pa).
Eine weitere Besonderheit des Viledon
Zuluftsystems ist die neuartige Infrarot-AntiIcing-Einheit, um die erste Filterstufe im Winter vor eventueller Vereisung zu schützen. Sie
ist sehr platzsparend im Filterhaus integriert,
einfach zu handhaben und hat zudem den
Vorteil, dass die Ansaugtemperatur trotz der
Strahlungswärme praktisch nicht ansteigt. Der
damit verbundene höhere Füllungsgrad führt
wiederum zu erhöhter Leistungsabgabe der
Gasturbine.
Der gesamte Reinraumteil wurde aus V4
A Edelstahl (1.4571) gefertigt und für den
späteren Einbau eines Nebel-Verdunstungskühlers (FOG System) konzipiert. Hiermit kann
die Ansaugtemperatur im Sommer gesenkt
werden, um wiederum den Füllungsgrad zu
erhöhen.
Diese Anlage zeigt, daß sich eine Investition
in moderne Technik lohnt, auch wenn der
Einstandspreis für gewisse Komponenten erst
einmal teurer erscheint. Langfristig zahlt sich
eine solche Investition durch höhere Verfügbarkeit, sicheren Betrieb der Anlage und insgesamt durch höhere Wirtschaftlichkeit aus.
Die Praxis: Umrüstung eines Original-Zuluftsystems
zur Verbesserung der Leistung
Erste und zweite Filterstufe
Vorfilterwand aus Edelstahl
Dieses Kraftwerk produziert mit zwei Gasturbinen Elektrizität für das nationale Stromnetz
in Großbritannien. Hauptziel des von Freudenberg durchgeführten Umbaus war, die Standzeit der Luftfilter so zu verlängern, dass die
Gasturbinen außer einem jährlichen Wartungsstillstand (ca. alle 12 Monate oder 8000 h) ohne Unterbrechung betrieben werden können.
Der Kunde hatte hohe und instabile Druckverluste festgestellt, wobei die OEM VorfilterPads wegen ihrer niedrigen Staubspeicherkapazität häufig (< 2000 h) gewechselt werden mussten. Außerdem kam es durch die
mangelhafte, undichte Befestigung zur Umströmung der Vorfilter Pads, was zu kurzen
Standzeiten der Endfilter führte (< 8000 h).
Daher wurden speziell angepasste, 2-stufige
Viledon Filtersysteme installiert. Als erste Filterstufe wurden T60 Taschenfilter der Filterklasse F6 in eine neue Vorfilterwand aus Edelstahl eingesetzt. Die zweite Filterstufe besteht
aus MX95 Kassettenfiltern der Filterklasse F8,
die mit hohem Staubspeichervermögen und
guter Abscheidung den optimalen Schutz der
Gasturbine entsprechend der Spezifikation sicherstellen.
Der Kunde erzielt nun Filterstandzeiten von
16.000 h in der ersten und 24.000 h in der
zweiten Stufe. Die Vorfilter werden bei einem
Standort
UK, ländlich /nahe Autobahn
Gasturbinen
GE Frame 9FA / 2 Einheiten
Leistungsabgabe
je 220 MW
Zuluftvolumenstrom
je 1.764.000 m 3/h
Zuluftsysteme /
Filter-Bestückung
2-stufige Filtersysteme,
2. Stufe Wellen-förmig /
1. Stufe: 250 Viledon T60
Taschenfilter, Klasse F6
2. Stufe: 440 Viledon MX95
Kassettenfilter, Klasse F8
höheren Luftvolumenstrom betrieben, da die
250 T 60 Taschenfilter eine 10 x größere Filterfläche und entsprechend größere Staubspeicherkapazität besitzen als die vorherigen
440 Vorfilter Pads. Auch die MX95 Endfilter
zeigen eine ca. 20% höhere Staubspeicherkapazität als die ursprünglichen Endfilter.
Es ist ein durchgängig niedrigerer Druckverlust erreicht worden, so dass Wirkungsgrad und Leistungsabgabe der Gasturbine
optimiert werden konnten.
Sicherheitsrisiken für das Personal werden
vermieden, da die Filter nicht mehr on-line
während des Betriebes gewechselt werden
müssen, sondern nur noch bei den geplanten
Wartungsstillständen.
Die Praxis: Viledon Filter in einem großen
küstennahen Gas- und Dampf-Kraftwerk
Großes GuD-Kraftwerk, ca. 100 m von der Küste entfernt liegend
Dieses 400 MW GuD-Kraftwerk liegt nahe
einem Hafen an der Südküste Englands und
produziert Strom für das nationale Stromnetz.
Die 300 Mio. Euro teure Anlage beinhaltet
eine hochmoderne 260 MW Gasturbine und
eine 140 MW Dampfturbine, und wurde im
Dezember 2000 fertiggestellt.
Das Zuluftsystem wurde von einer Freudenberg-Partnerfirma konstruiert, mit der eine
über 30-jährige Kooperation besteht.
Aufgrund der küstennahen Lage mussten einige entscheidende Umweltaspekte berücksichtigt werden: der Salzwassereinfluss, luftgetragene Emissionen, optische Faktoren und Lärm.
Das Filterhaus und die Filterwände wurden komplett aus Edelstahl gefertigt, um SalzKorrosion zu verhindern
Eine Wetterschutzhaube wurde installiert,
um starken Regen abzuhalten, und ein Hochleistungströpfchenabscheider, um feine Tröpfchen, die Salz eintragen können, abzuleiten.
Die beiden separaten Filterstufen wurden
in größtmöglichem Abstand aufgestellt, um
eine Gravitationsabscheidung koaleszierender
Wassertröpfchen zu ermöglichen, die dann
durch Gitterböden abfließen können.
Viledon Luftfilter wurden gewählt, da sie
die strikte OEM-Spezifikation erfüllten und den
schwierigen Standortbedingungen standhal-
Standort
UK, Südküste, Hafen
Gasturbine
Alstom GT26 / 1 Einheit
Leistungsabgabe
400 MW
Zuluftvolumenstrom
1.700.000 m 3/h
Zuluftsystem /
Filter-Bestückung
2-stufiges Filtersystem,Wetterhaube, Tröpfchenabscheider
1. Stufe: 384 Viledon T60
Taschenfilter, Filterklasse F6
2. Stufe: 384 Viledon MX95
Kassettenfilter, Filterklasse F8
ten. In der 1. Stufe scheiden T 60 Taschenfilter
(F6) die Hauptmasse luftgetragener Partikel
ab und koaleszieren restliche Tröpfchen, die
den Tröpfchenabscheider passiert haben. In
der 2. Stufe bewähren sich MX 95 Kassettenfilter (F8) durch ihre Hochleistungsmedien mit
wasserabweisender Beschichtung.
Die Filter erreichten eine Standzeit von
20.000 h / 33 Monaten, was die Erwartungen
des Betreibers und des OEM von 17.000 h
oder 24 Monaten noch übertraf. Der Druckverlust stieg auf relativ niedrigem Level langsam über die gesamte Standzeit an. In anderen Anlagen mit ähnlichen klimatischen Bedingungen mussten die Filter alle 12-18 Monate gewechselt werden.
Die Praxis: Test bestanden – Viledon Filter
beweisen Leistung und Kosteneffizienz
3-seitig offenes Filterhaus des GuD-Kraftwerkes (Philippinen, Südost-Asien)
Dieses GuD-Kraftwerk erzeugt Strom zur Einspeisung in das nationale Stromnetz.
Freudenberg konzipierte ein neues Zuluftfiltersystem, das während des Hauptstillstandes
der Turbine installiert und getestet wurde. Das
ursprüngliche System beinhaltete drei Filterstufen: eine Wand mit Coalescer-Matten und
eine Wand, in die Vorfilter und Feinfilter (Klassen G4 / F8) zusammen eingebaut waren.
Das neue Viledon-System besteht aus zwei
Filterstufen in zwei separaten Wänden: T 60
Taschenfilter der Klasse F6 als Vorfilter, die
gleichzeitig als Coalescer wirken, und MX 95
Kassettenfilter der Klasse F8 als Endfilter.
Die Auswertung der Daten nach 12-monatiger
Betriebsdauer machte die wesentlichen Vorteile des Viledon Filtersystems deutlich:
Der geringere Druckverlust des 2-stufigen
Systems resultierte in einer erhöhten Leistungsabgabe der Gasturbine.
Verlängerte Filterwechsel-Intervalle – die
geplante Standzeit der Viledon Filter ist mehr
als doppelt so lang wie die der ursprünglich
eingesetzten Filter. Hauptgrund für die Standzeitverlängerung ist die größere Filterfläche
und damit höhere Staubspeicherkapazität der
neuen T 60 Vorfilter.
Kürzere Stillstandszeiten und weniger Personalbedarf für den Filterwechsel, da die Filter
Standort
Philippinen, Südost-Asien
Gasturbinen
V.84.3A2 / 6 Einheiten
Leistungsabgabe
je 250 MW
Zuluftvolumenstrom
je 1.640.000 m 3/h
Zuluftsysteme /
Filter-Bestückung
2-stufige Filtersysteme,
1. Stufe: 400 Viledon T 60
Taschenfilter, Klasse F6
2. Stufe: 357 Viledon MX 95
Kassettenfilter, Klasse F8
in den beiden getrennten Filterwänden schneller und einfacher gewechselt werden können.
Die neuen Vorfilter mit ihrer höheren
Filterklasse halten mehr Kohlenwasserstoffe,
kleine Partikel und Feuchte zurück, und erhöhen somit die Standzeit der nachgeschalteten Feinfilter.
Die Realisierung erforderte eine Modifikation
des Filterhauses, d. h. den Aufbau der Vorfilterwand mit Rahmenkonstruktion, Änderungen an den Feinfilterrahmen und Einbau von
Wirkdruckleitungen zur Druckverlustmessung.
Aufgrund der guten Betriebserfahrungen und
der niedrigen Instandhaltungskosten in dieser
Testanlage wurden auch die übrigen fünf
Gasturbinen der Anlage mit Viledon Filtersystemen ausgestattet.
Die Praxis: 12 komplette Zuluftsysteme für
3 Offshore-Plattformen
Eine der 3 Offshore-Plattformen, mit 8 Filtersystemen (4 für Verbrennungsluft, 4 für Belüftung)
Bauphasen
Filterhaus für die PackageBelüftung, 2-seitig offen
Die staatliche brasilianische Ölgesellschaft fördert mit diesen neuen großen Offshore-Plattformen Öl und Gas aus einer Wassertiefe von
ca. 2000 m. Jede der 3 Plattformen ist mit 4
Gasturbinen ausgestattet und soll ca. 180.000
Barrel Öl pro Tag, das sind 10% der nationalen Gesamtfördermenge, und 6 Millionen
Standardkubikmeter Gas pro Tag fördern.
Aufgrund der langjährigen Zusammenarbeit
mit dem Kunden als Filterlieferant und Partner
für Umbauten, wurde Freudenberg mit dem
Auftrag betraut, die 12 Zuluftfiltersysteme für
die Verbrennungsluft und die 12 dazugehörigen für die Package-Belüftung der Gasturbinen zu bauen. Der Auftrag beinhaltete die
Auslegung, Konstruktion, Herstellung und
Montage der Filterhäuser an unserem Produktionsstandort in Rio de Janeiro. Die Filtersysteme wurden so ausgelegt, dass sie den
speziellen klimatischen Bedingungen offshore,
z.B. der Einwirkung von Salz, standhalten:
Die Filterhäuser sind komplett aus Edelstahl gefertigt und zudem lackiert um Korrosion zu vermeiden.
Wetterschutzhauben halten starken Regen
ab, und Lamellen-Tropfenabscheider leiten
Wassertropfen, die Salz eintragen könnten, ab.
In der 2. Stufe speichern die Vorfilter mit
niedrigem Druckverlust die Hauptmasse luft-
Generatormodule vor und beim Transport zu den Plattformen
Standort
Brasilien / offshore
Gasturbinen / Einh.
Rolls Royce RB211 / 12 (3x4)
Leistungsabgabe
je 25 MW
Zuluftvolumenstrom
pro Einheit
278.000 m3/h für Verbrennung
50.000 m3/h für Belüftung
Zuluftsysteme /
Filter-Bestückung
4-stufige Filtersysteme für die
Verbrennungsluft:
1. Stufe: Wetterschutzhaube +
Lamellen-Tropfenabscheider
2. Stufe: 56 Viledon G35SL
Taschenfilter, Filterklasse G3
3. Stufe: Tröpfchenabscheider
4. Stufe: 56 Viledon T 90
Taschenfilter, Filterklasse F7
3-stufige Belüftungssysteme:
1. Stufe: Wetterschutzhaube
2. Stufe: Tropfenabscheider
3. Stufe: 12 Viledon G35SL
Taschenfilter, Filterklasse G3
getragener Partikel und dienen als Coalescer
für feinste Tröpfchen und Nebel, die den Tropfenabscheider der 1. Stufe passiert haben.
Große Abstände mit Gitterböden zwischen den Filterstufen erlauben eine gute Drainage des abgeschiedenen Wassers.
Die Hochleistungs-Taschenfilter bieten sehr
lange Standzeiten. Dies ist wegen der teuren
Entsorgung offshore besonders wichtig.
Die Praxis: Standzeitverlängerung bei einem
Filtersystem mit abreinigbaren Patronen
Viledon Patronen GTC 327+ 445 nach 1000 Betriebsstunden
Das Filterhaus
Diese KWK-Anlage in Küstennähe versorgt
mit zwei Gasturbinen eine Papierfabrik mit
Strom und Dampf. Der Betreiber stellte schnell
ansteigende Druckverluste mit den OriginalPatronen fest. Grund dafür waren die ölhaltige Luft aus dem industriellen Umfeld, Pollenbelastung und hohe relative Luftfeuchte, die
besonders im Frühjahr häufig auftreten. Um
Kosteneffizienz und Leistungsabgabe der Gasturbinen zu steigern, wurden die OriginalPatronen durch Viledon GTC Patronen ersetzt.
Hauptziel war eine lange Standzeit der Filter,
um unnötige Stillstände zwischen den Wartungsintervallen nach ca. 4000 h zu vermeiden. Der Betreiber entschied sich für die
konisch/zylindrische Kombination der Viledon
GTC Patronen, in horizontaler Anordnung.
Ihre synthetischen, rillierten Medien erwiesen
sich als unempfindlich gegen die Feuchte und
zeigten hervorragende Abscheideleistung, Abreinigbarkeit und Zuverlässigkeit:
— Druckverlust (mmH2O)
Die Grafiken zeigen die
Druckverlustkurven der
beiden Patronentypen
über eine Betriebsdauer
von 1000 Stunden und
die relative Luftfeuchte
vor Ort.
— Relative Luftfeuchte (%)
Original-Patronen
1000 Betriebsstunden (Dezember – Januar)
Standort
Spanien, Industriegebiet
Gasturbinen
LM6000 PC / 2 Einheiten
Leistungsabgabe
je 43 MW
Zuluftvolumenstrom
je 468.000 m 3/h
Zuluftsysteme /
Filter-Bestückung
1-stufige Filtersysteme, mit
168 Sets Viledon Oberflächenfilterpatronen
GTC 327 (zylindrisch) +
GTC 445 (konisch), Klasse
F9, horizontal eingebaut
Die Standzeit der Viledon-Patronen beträgt über 8000 Betriebsstunden, wogegen
vorher nur 1000 –2000 h erreicht wurden.
Der Druckverlust der Filter steigt auf niedrigem Niveau nur langsam an (230 Pa nach
1000 h, 300 Pa nach 5700 h, 420 Pa nach
8000 h), selbst bei hoher Luftfeuchte, so dass
die Leistungsabgabe maximiert werden kann.
— Druckverlust (mmH2O)
— Relative Luftfeuchte (%)
Viledon GTC Patronen
1000 Betriebsstunden (April – Mai)
Die Praxis: GTC Oberflächenfilterpatronen erfolgreich
im Marathoneinsatz in einem Chemiewerk
Standort
Deutschland, nahe Rhein
Gasturbinen
Ruston Tornado / 2 Einheiten
Leistungsabgabe
je 6,2 MW
Zuluftvolumenstrom
je ca. 82.000 m3/h
Zuluftsysteme /
Filter-Bestückung
1-stufige Filtersysteme, mit
80 Viledon GTC 327 S12 S5
Oberflächenfilterpatronen
Filtergehäuse vom Typ
“mushroom”, mit Ansaugluftkühlsystem im Verdunstungsprinzip und Differenzdrucküberwachung (AlarmLevel bei 900 Pa)
GTC Oberflächenfilterpatronen in einem Chemiewerk in Deutschland
Stabile Falten, volle
Nutzung der Filterfläche
REM-Aufnahme: Staubprobe von GTC Patrone
Der Kunde ist Hersteller von Additiven und
Katalysatoren für Farben, Lacke, Kunststoffe
und Raffinerien und betreibt in seinem Werk
in Deutschland zwei Kraft-Wärme-KopplungsAnlagen mit zwei Ruston Tornado Gasturbinen
zur Wärme- und Stromerzeugung.
Aufgrund der Nähe zum Rhein gibt es während des Betriebes der Gasturbinen häufig Perioden hoher Luftfeuchtigkeit. Die ursprünglich
verwendeten Zellulosepatronen reagierten mit
hohen Druckverlustspitzen auf die Feuchtigkeit. Nach bereits 3000 h war ein Druckverlust von 700 Pa erreicht, bei dem die Patronen mit Pulse-jet abgereinigt wurden. Nach
ca. 7000 h mussten die Patronen auf Grund
des hohen Druckverlustes gewechselt werden.
Im Dezember 2001 wurden Viledon Oberflächenfilterpatronen GTC 327 S12 S5 eingesetzt, die bis April 2005 ohne Abreinigung auf
niedrigem Druckverlustniveau betrieben wurden. Das Ansaugluftkühlsystem war jährlich
von ca. Mai bis September aktiviert und erhöhte einerseits den Wirkungsgrad der Gasturbinen, andererseits aber auch die Feuchtebelastung der Filter. Dennoch lag der Druckverlust im Dezember 2004, nach drei Jahren
Betrieb (ca. 8600 Stunden p.a.), bei gerade
600 Pa. Danach stieg die Druckdifferenz lediglich während Feuchteperioden kurzzeitig
bis nahe an den Alarmwert von 900 Pa. Aus
diesem Grund entschied der Kunde im April
2005, die Filter zu wechseln und durch neue
GTC Patronen derselben Type zu ersetzen.
Schließlich hatten die Viledon GTC Patronen
eine mehr als 3-fache Standzeit und zudem
einen weitaus höheren Wirkungsgrad als die
vorher eingesetzten Zellulosepatronen erreicht.
Während beim Betrieb mit Zellulosepatronen zwei on-line Waschungen der Turbinen
pro Woche und eine off-line Waschung im
Monat notwendig waren, ist mit den Viledon
GTC Patronen keine on-line Waschung mehr
nötig und es reicht eine off-line Waschung im
Abstand von drei Monaten aus, um die Leistung der Turbine zu halten.
Durch den Einsatz der GTC Patronen
konnte der Betreiber die Kosten für Waschungen stark reduzieren. Darüber hinaus ist
auch während Perioden mit hoher Luftfeuchtigkeit ein sicherer Betrieb ohne bleibende,
starke Druckverlustspitzen zu beobachten. Der
mittlere Druckverlust liegt weit unter dem der
vorher eingesetzten Zellulosepatronen, wodurch die Leistungsabgabe der Gasturbinen
auf einem konstant höheren Niveau liegt.
Seit Einbau der neuen GTC Patronen im
April 2005 ist die mittlere Druckdifferenz im
Zuluftsystem von anfangs 380 Pa zur Zeit bei
450 Pa angelangt – ein Anstieg um nur 70 Pa
nach bisher über 23.000 Betriebsstunden.
Die Praxis: Tiefenfilterpatronen halten klebrige
Feinstäube unter Kontrolle
Tiefenfilterpatronen TFP 95 im Filterhaus
Dieses KWK-Kraftwerk liegt in einem Industriegebiet, das es mit Prozessdampf und Warmwasser zur Gebäudeheizung versorgt. KWKAnlagen in Frankreich werden unter dem
KWK-Vertrag mit der EDF (Électricité de
France SA) betrieben, d.h. sie müssen jährlich
zwischen dem 1. November und dem 31.
März (das entspricht 3624 bis 4500 Betriebsstunden) Strom in das nationale Netz liefern.
Das Filterhaus der Gasturbine war zuvor mit
Filterpatronen mit Papiermedien in 410 mm Ø
bestückt, aber der Betreiber war mit deren
Druckverlust und Standzeit unzufrieden. Er bat
Freudenberg um eine technische Expertise,
um die für die Standortbedingungen geeigneten Filterpatronen zu definieren. Da klebrige
Feinstäube industriellen Ursprungs am Standort vorherrschen, entschied sich der Kunde
auf unsere Empfehlung, die Viledon Tiefenfilterpatronen TFP 95 mit 410 mm Ø, in 156
2er-Sets zu installieren. Das erwies sich in der
Praxis als die richtige Wahl:
Diese TFP 95 Tiefenfilterpatronen waren
von Oktober 2001 bis Oktober 2007 installiert und fast 22.000 Stunden (6 Saisons mit
3624 Stunden pro Saison) im Einsatz.
Um den Betrieb zu optimieren, führte der
Kunde alle 10 Wochen eine Offline-Waschung
Standort
Frankreich, Industriegebiet
Gasturbine
GE PG6551 / 1 Einheit
Leistungsabgabe
43 MW
Zuluftvolumenstrom
ca. 400.000 m 3/h
Zuluftsystem /
Filter-Bestückung
1-stufiges Filtersystem, mit
312 Viledon Tiefenfilterpatronen TFP 95, Filterklasse F8, Ø 410 mm,
horizontal eingebaut als
156 Sets à 2 Patronen
durch, jedoch keine Online-Waschung, entsprechend unserer Empfehlung.
Als Teil der Unterstützung des Kunden wurden jährliche Filteranalysen im Freudenberg
Messtechnik-Labor durchgeführt. Die Analyse
nach der 4. Saison ergab, dass die Filter
immer noch gemäß der Spezifikation funktionierten und in ihre 5. Saison starten konnten.
Nach der 6. Saison schließlich, bei einer
Betriebsdruckdifferenz von ca. 270 Pa, wurden neue TFP 95 Sets installiert. Mit optimierten Life-cycle- und Wartungskosten unter sichereren Betriebsbedingungen haben wir alle
Erwartungen des Betreibers erfüllt, wie er
selbst sagte.
Die Praxis: Tiefenfilterpatronen widerstehen
arktischen Wetterbedingungen
Tiefenfilterpatronen TFP 95 funktionieren sicher bei bis zu –35°C durch poröse Eisschicht
Poröse Eisschicht der TFP 95
bei –21°C
Blockierende, nicht pulsbare Eisschicht der zuvor
eingesetzten Wettbewerbspatronen bei –15 bis –20°C
Der Kunde betreibt eine Luftzerlegungsanlage
in Nord-Skandinavien und versorgt dort ein
Stahlwerk mit flüssigem Sauerstoff. Extrem
hohe Stillstands- und Anfahrkosten bei der
Stahlproduktion lassen eine Unterbrechung
der Flüssiggaslieferungen nicht zu.
Die Zuluft des Kompressors wurde ursprünglich mit abreinigbaren Filterpatronen filtriert.
Eine sich während der Wintermonate eventuell bildende Eisschicht sollte mittels Puls-JetSystem von den Filterpatronen abgesprengt
werden, wodurch ein kontinuierlicher Betrieb
sichergestellt worden wäre. In der Praxis zeigte sich jedoch ein unbefriedigendes Abreinigungsverhalten, da sich gebildetes Eis zu stark
auf den äußeren Metallstützkörben der Patronen festsetzte und ein Absprengen des Eispanzers unmöglich wurde. Das Eis blockierte
die Luftansaugung und bei Erreichen einer
Druckdifferenz von 1000 Pa musste der Kompressor abgefahren werden. Die Folge waren
ungeplante Stillstandzeiten, in denen kein Flüssiggas erzeugt werden konnte.
Im Sommer 2006 wurde die Luftansaugung auf vollsynthetische Viledon Tiefenfilterpatronen TFP 95 umgerüstet. Die Anfangsdruckdifferenz der TFP95 betrug lediglich 180
Pa, die der vorherigen Patronen 270 Pa.
Seitenansicht des freistehenden Ansaugfilterhauses
Standort
Nord-Skandinavien
Kompressor
Siemens / 1 Einheit
Zuluftvolumenstrom
ca. 170.000 m 3/h
Zuluftsystem /
Filter-Bestückung
1-stufiges Filtersystem, mit
128 Viledon Tiefenfilterpatronen TFP 95 W12 S5,
Filterklasse F8
Der entscheidende Vorteil der TFP 95 stellte sich dann im Winter heraus. Bei heftigen
Schneefällen und Temperaturen bis ca. –20°C
blieb die Druckdifferenz stabil bei ca. 320 Pa.
Selbst unter widrigsten Wetterbedingungen,
bei –35°C und Schneesturm, stieg die Druckdifferenz bis maximal 800 Pa an und der
Kompressor konnte kontinuierlich weiter betrieben werden. Die sich bildende Eisschicht
blieb porös genug, um noch ausreichend Luft
einströmen zu lassen. Auf Abreinigung mittels
Puls-Jet wurde verzichtet.
Die extreme Belastbarkeit und die speziellen Medieneigenschaften der Viledon Tiefenfilterpatronen ermöglichen somit, zur großen
Zufriedenheit des Kunden, den ununterbrochenen Betrieb der Anlage auch unter widrigsten Kältebedingungen.
Die Praxis: Compact Taschenfilter T 60 auch auf
hoher See in ihrem Element
Fertiges Ansaugfiltergehäuse mit vorgeschaltetem
Wasserabscheider
Anfang 2002 kamen Mitarbeiter einer großen
deutschen Schiffsbauwerft auf uns zu und baten um Beratung bezüglich des GasturbinenAnsaugsystems für die Turbinen-getriebenen
Schiffe der Royal Caribbean Cruise Line
(RCCL). Es handelt sich um 4 Schiffe, die ab
2002 in Dienst gestellt wurden: Radiance of
the Seas, Brilliance of the Seas, Juwel of the
Seas und Serenade of the Seas.
An Bord werden jeweils zwei LM 2500+ mit
je 26 MW elektrischer Leistung zur Stromerzeugung eingesetzt. Dieser Strom wird hauptsächlich von zwei 19 MW Elektromotoren
genutzt, die sich in den so genannten PODAntrieben befinden und die Schiffsschrauben
antreiben. Diese Antriebe arbeiten gleichzeitig
als Ruder, da sie schwenkbar gelagert sind.
Die verwendeten Gasturbinen benötigen Ansaugfilter, um eine Verschmutzung der Verdichterschaufeln zu vermeiden. Die bisher vorgesehenen Filter hatten einen zu geringen Abscheidegrad und eine zu hohe Druckdifferenz.
Die Belastung pro Filter betrug mehr als 6000
m3/h, da die 226.000 m3/h Ansaugluft und
zudem noch die Kühlluft der Schallhauben für
die Turbinen durch die Ansaugfilter strömen.
Freudenberg Filtration Technologies KG
69465 Weinheim /Germany
Tel. (06201) 80-6264 | Fax (06201) 88-6299
[email protected] | www.viledon-filter.de
Das Kreuzfahrtschiff „Serenade of the Seas“
Einsatzort
4 Kreuzfahrtschiffe
Gasturbinen
je 2 LM 2500+ pro Schiff
Leistungsabgabe
2 x 26 MW pro Schiff
Zuluftvolumenstrom
je 226.000 m 3/h
Zuluftsystem /
Filterbestückung
1-stufige Filtersysteme, mit
Viledon Taschenfilter T 60,
Filterklasse F6, jeweils
36 Stück Größe 1/1 +
12 Stück Größe 5/6
Wegen des auf Schiffen geringen Platzangebotes konnten nur 36 T 60 1/1 und 12
T 60 5/6 pro Turbine verbaut werden. Wir
montierten dabei die Filter zusammen mit den
Aufnahmerahmen in das von der Werft konzipierte Ansaugsystem.
Es zeigte sich im Betrieb, dass trotz der
Belastung eine hohe Abscheideleistung und
lange Standzeit erreicht wurde. Die Filter sind
vorn und seitlich an den Schiffskaminen angebracht. Die gereinigte Luft strömt dann durch
über 50 m lange Kanäle nach unten zum Kraftwerk direkt in die Ansaugöffnungen der Turbinen.
LMP 046 Juni 2008 GK · Ersetzt alle früheren Ausgaben dieser Broschüre.
Blick auf den Schiffskamin mit seitlich befestigten Filtermodulen