La filtration d'air en entrée de turbine à gaz

Dans une turbine à gaz, l’air admis en entrée du compresseur doit être préalablement filtré (élimination des poussières et aérosols) afin de ne pas dégrader le compresseur (risques d’érosion, modification du profil des aubes) et la turbine (risques de corrosion par des sulfates alcalins).

Le principe de filtration repose généralement sur l’impaction inertielle qui ne permet de collecter que les plus grosses particules. Au fur et à mesure du temps, les plus fines particules se déposent, un lavage à terme s’avère donc nécessaire. Mais dans certains cas de figure, le lavage s'avère beaucoup plus fréquent, comment y remédier ? Les caractéristiques des filtres sont importantes : ils ne présentent pas tous les mêmes performances.

Quel est le meilleur filtre ? Selon quels critères le choix doit-il s'effectuer ? Sur le coût, la durabilité, la perte de charge, l'efficacité de capture des plus petits particules ?

Un filtre THE (enchevêtrement de fibres)

Chaque exploitant a ses propres critères pour le guider dans son choix : coût, caractéristiques du média bien sûr mais il doit également intégrer des informations relatives aux conditions de fonctionnement de l'installation : mode d'exploitation (démarrages fréquents ou non), âge de l'unité, conditions ambiantes (conditions de température, d'humidité et de vent) ...

En général, ce sont les filtres très haute efficacité (THE ou HEPA - High-efficiency particulate air) qui remportent le plus de succès, notamment à cause de leur grande performance (grande efficacité d'épuration y compris sur les très fines particules). Mais ils ne sont pas tous équivalents, certains ont des propriétés hydrophobes ce qui est particulièrement appréciable pour les installations situées en bordure de mer en évitant l'entrée d'humidité et de sels dissous qui pourraient sérieusement endommager les ailettes du compresseur (dépôts et corrosion).

Bien que le coût soit souvent un frein pour les exploitants, il s'avère que dans plusieurs types de situations, la présence de filtres haute efficacité à fibres hydrophobes permet d'éviter des arrêts réguliers pour des opérations de nettoyage (impliquant des pertes d'exploitation) et préserve la longévité des différents éléments de la machine. Quelles sont ces situations ? Lorsque les vents dominants sont tels qu'ils peuvent ramener le panache des unités de réfrigération vers l'entrée des turbines à gaz : des précautions sont à prendre. Toujours sous l'effet des vents, l'ajout d'eau de javel pour le traitement des circuits d'eau de circulation a même conduit sur certaines installations à des piqûres (corrosion très localisée mais profonde) sur les aubes de la turbine.

Article source : "HEPA GT inlet filters can make good sense in unlikely locations". Combined Cycle Journal _ Octobre 2015