Los filtros de aire desempeñan un papel fundamental en la protección de las turbinas de gas contra los efectos de las partículas suspendidas en el aire, especialmente durante fenómenos meteorológicos extremos y difíciles, como las tormentas de polvo. Las tormentas de polvo con frecuencia duran solo unos minutos, pero pueden prolongarse durante varias horas. Independientemente de la duración de las tormentas de polvo, a menudo estas arrastran partículas de arena y escombros de mayor tamaño que pueden dañar significativamente las turbinas de gas.
¿Qué es una tormenta de polvo?
Los fenómenos meteorológicos denominados tormentas de polvo o tormentas de arena se forman con fuertes vientos que levantan grandes cantidades de suciedad fina suelta y la lanzan a la atmósfera, con lo cual se crea un denso muro de partículas. Las tormentas de polvo pueden crecer por kilómetros y alcanzar alturas de miles de metros. A la complejidad de las tormentas de polvo se agrega el hecho de que cuanto más pequeñas y ligeras son las partículas de polvo, más alto pueden elevarse en la atmósfera y más lejos pueden viajar. Además, cuanto más árido es un clima, más susceptible es el área a una tormenta de polvo.
Durante una tormenta de polvo, el aire se satura de partículas de polvo que pueden suponer una amenaza significativa para el estado y el funcionamiento de las turbinas de gas. Los filtros de aire actúan como una barrera, impidiendo así el ingreso al motor de la mayoría de estas partículas. Al proteger la turbina del polvo y los residuos durante las tormentas de polvo, los filtros de aire ayudan a mantener el funcionamiento y evitar costosos apagados durante periodos críticos.
Carácter esencial de los filtros de aire en las tormentas de polvo
Los filtros de aire permiten que las turbinas de gas funcionen tanto en una tormenta de polvo como en condiciones normales de funcionamiento. Por una parte, los filtros de aire garantizan que la turbina de gas reciba aire limpio, esencial para una combustión óptima y una generación de energía eficiente. Los filtros de aire también mantienen estable la presión del aire, lo que garantiza un funcionamiento constante y confiable de la turbina. Por defecto, los filtros de aire reducen el tiempo de inactividad por mantenimiento y reparaciones.
Los filtros de aire protegen las piezas y componentes internos de las partículas de polvo, en particular, en una tormenta de polvo. Las partículas de polvo finas pueden penetrar fácilmente en los componentes internos de una turbina de gas, como palas, cojinetes y compresores, y provocar abrasión. Estos delicados componentes, una vez afectados, pueden provocar un desgaste por uso más rápido del sistema, una reducción de la eficiencia y una posible falla. Además, la acumulación de polvo en las palas y otras superficies puede interrumpir el flujo de aire y reducir el rendimiento de la turbina, disminuyendo así la potencia y aumentando el consumo de combustible. A largo plazo, los filtros de aire ahorran dinero en costos de mantenimiento minimizando la necesidad de limpiezas y reparaciones frecuentes.
Pruebas de rechazo del polvo
Donaldson necesitaba saber cómo se comportaban nuestros filtros y medias filtrantes en condiciones de tormenta de polvo, suponiendo que las tormentas durasen más de unos minutos. Hemos probado nuestros propios filtros en comparación con los de la competencia de calidad similar para apreciar cómo resisten una tormenta de polvo prolongada. Las pruebas pretendían actuar como un envejecimiento acelerado de los filtros de aire en una tormenta de polvo.
Las pruebas simulaban filtros expuestos a una condición de tormenta de polvo durante 8 días (200 horas). La prueba duró 2 horas e introdujo una cantidad significativa de partículas de polvo en el aire, simulando un entorno muy polvoriento. La teoría es que mientras más rápido es el aumento de la presión diferencial, es menos probable que los filtros duren mucho tiempo en ese tipo de entornos. Además, esto demuestra que los filtros Donaldson tienen una alta capacidad de limpieza por pulsos, puesto que los filtros están continuamente pulsando durante esta prueba.
Los filtros se limpiaron por pulsos, para que el filtro pueda mantener una caída de presión baja y estable, en intervalos frecuentes. El objetivo era mantener los filtros lo más limpios posible de modo que las turbinas pudieran seguir funcionando a niveles normales a pesar de las condiciones extremas de polvo.
Los resultados de la prueba demostraron que las medias filtrantes de Donaldson resistieron mejor que las de la competencia la caída de presión aceptable del filtro en condiciones de tormenta de polvo. Como puede verse en los datos del gráfico, los filtros de aire Donaldson resultan esenciales para proteger las turbinas de gas de los efectos nocivos del polvo y mantener una baja caída de presión, especialmente durante las tormentas de polvo.
En esta prueba se utilizaron específicamente filtros de grado medio, pero Donaldson ha probado nuestra cartera de tipos de medias filtrantes sobre el terreno y, en todos los casos, nuestros productos superaron a la competencia en la limpieza y protección de las turbinas de gas. Nuestros filtros y medias filtrantes desempeñan un papel crucial en el mantenimiento del rendimiento, la eficiencia, la vida útil y la confiabilidad general de la turbina, con lo que en definitiva, permiten ahorrar en costos de funcionamiento y mantenimiento.
