27.000 megawatts perdidos transformam-se em mega poupanças
Desafios
Uma planta de ciclo combinado de 775 MW no nordeste dos Estados Unidos estava enfrentando entupimento prematuro de cartuchos de filtro de condensado pré-revestidos de resina e retrolaváveis com finos de resina e contaminantes. Isso ocorreu especialmente durante as inicializações, quando a carga de contaminação está em seu ponto mais alto. Além das operações curtas, a usina também apresentava desvios de filtro, falhas nas extremidades e acionamentos de sistema devido à pressão diferencial alta do filtro. A usina possui um gerador de turbina a vapor de 275 MW que utiliza um condensador resfriado a ar. O sistema de polimento de condensado consiste em dois recipientes de retrolavagem Pall Septra™ em paralelo, com um em operação e outro em espera. Cada recipiente contém 420 cartuchos filtrantes com 6,35 cm de diâmetro por 203 cm de comprimento.
O ciclo de retrolavagem automatizado na estação consiste em uma sequência de operações que utiliza cerca de 8.000 galões de água limpa, gerando uma quantidade igual de águas residuais para cada evento de retrolavagem. A quantidade de resina e auxiliar de filtragem usada para o pré-revestimento dos filtros após cada retrolavagem é de 100 pés cúbicos. O custo da resina e do auxiliar de filtragem para cada pré-revestimento é de aproximadamente US$ 2.500.
A fábrica usava cartuchos de filtro enrolados desde o seu início, mas estava enfrentando vários problemas de desempenho e integridade. O maior problema eram as tiragens curtas ou o baixo rendimento de condensado, especialmente durante as partidas. A incrustação do meio filtrante enrolado com contaminante particulado e a resina em pó fino resultou em alta pressão diferencial, resultando no desvio do condensado não tratado. Além disso, houve casos de desprendimento da tampa do cartucho do filtro, “desenrolamento” da coluna devido a repetidos efeitos de retrolavagem e golpe de aríete, e escoriações das roscas de metal ao longo do tempo. Cada uma dessas ocorrências exigiria ações corretivas, resultando em perda de tempo e receita.
Solução
A fábrica precisava de uma equipe experiente para ajudar a eliminar a contaminação durante as partidas. Após análise cuidadosa, a Pall foi escolhida para o projeto. Pall Corporation tem uma base de clientes internacionais e uma forte reputação em soluções inovadoras no setor de energia e serviços públicos. Após examinar minuciosamente o contexto, a Pall começou a colocar seu plano em ação.
Considerando os problemas com os filtros rebobinados que a usina estava enfrentando, a Pall recomendou seus cartuchos de filtro de condensado Hydro-Guard® CoLD R feitos com tecnologia proprietária CoLD Melt™. Esta tecnologia cria uma matriz de filtração com fibras pequenas e microfinas para eficiência de remoção de partículas e fibras de grande diâmetro co-localizadas (CoLD) para estrutura rígida e resistência que são críticas sob as condições operacionais dinâmicas encontradas nesta aplicação. O cartucho do filtro oferece uma estrutura de poros com gradiente de profundidade reversa que captura efetivamente as partículas na porosidade mais fina e na superfície externa mais compacta. Nas profundezas internas do filtro existe uma matriz de fibra mais aberta que facilita uma retrolavagem forte e eficiente, o que é fundamental para o desempenho e longevidade dos filtros.
Os cartuchos de filtro são feitos com 100% de polipropileno, fibras fundidas inertes, não contendo surfactantes, agentes umectantes ou outros extraíveis associados à construção enrolada em fio, eliminando assim o problema de contaminação do sistema por esses materiais. A ausência de materiais extraíveis em meios fundidos economiza tempo e água – tanto a água limpa quanto a água residual necessária para enxaguar os materiais extraíveis. Um total de 420 cartuchos de filtro Pall Hydro-Guard, com 2,5˝ de diâmetro por 80˝ de comprimento, foram instalados no recipiente de placa tubular inferior, sem quaisquer modificações no recipiente.
Cartuchos de filtro Hydro-Guard® CoLD série R
Os elementos filtrantes Hydro-Guard CoLD R são fabricados usando o processo de produção de fibra CoLD Melt™. O processo CoLD Melt permite a criação de múltiplas zonas de filtração dentro de um único cartucho de filtro.
Resultados
Os registros da planta mostram que cinco dos sessenta e nove ciclos de retrolavagem que o sistema passou antes da instalação dos cartuchos Pall foram causados por alta condutividade. Dois foram causados por problemas de retenção de resina. O restante foi devido à alta pressão diferencial (DP). Desde a instalação dos cartuchos filtrantes Pall, o sistema passou por 10 ciclos de retrolavagem, todos devido à condutividade da água.
A usina relatou um rendimento médio de 94,25 milhões de galões, o que é cerca de 4,4 vezes o rendimento obtido com os filtros enrolados entre os ciclos de retrolavagem. As tiragens mais longas diminuíram a necessidade de resinas de pré-revestimento, resultando em mais de US$ 60.000 em economia em um período de oito meses. Com base na experiência positiva com o primeiro navio, a fábrica modernizou o segundo navio. Desde então, a fábrica relatou economias totais de custos de mais de US$ 140.000 em um período de 18 meses. No final, a instalação dos filtros Hydro-Guard da Pall proporcionou maior eficiência, maior produtividade e menores custos com resina e tratamento químico.
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