Prüfung Turbomaschinenfilter nach ISO 29461
Testung unter Extrembedingungen
Eine Gasturbine im Betrieb ist ein Ort der Extreme: Wasser, Salz und eine teilweise hohe Luftfeuchte strapazieren sie jede Sekunde. Einlassfilter haben die Aufgabe, diese Einflüsse zu minimieren und Schaden abzuwenden. Einwandfreie Filterqualität bestimmt über die Lebensdauer einer Turbomaschine, vor allem in Küsten-, Offshore- oder Wüstengegenden. Deswegen müssen sie unter genau diesen schwierigen, aber realistischen Testbedingungen geprüft werden. Zu diesem Zwecke haben wir den GTS 114 Gasturbinenfilter-Prüfstand entwickelt. Mit ihm sind Filterhersteller in der Lage, Turbomaschinen- und Gasturbinenfilter auf
- Salz
- Wasser und Luftfeuchte
- Staub
nach ISO 29461 -1, -2, -3 und -4 zu testen – als Qualitätsnachweis und für die Optimierung Ihrer Filter.
Für jeden Abschnitt der Norm das richtige Prüfsystem
Für Ihre Anwendung sind alle oder nur bestimmte Teile der ISO 29461 relevant? Dafür haben wir eine Lösung. Das GTS 114 Testsystem ist modular erweiterbar und in verschiedenen Ausbaustufen erhältlich.
Hier auswählen und mehr erfahren über die Normabschnitte und Ihre Umsetzung in den jeweiligen Exension Levels:
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123BESTANDEN: 120H-TEST MIT WASSER UND SALZ. NACH NORM. WIR SIND BEREIT FÜR IHRE ANFORDERUNGEN.
Was dürfen Sie von unserer anspruchsvollen GTS-Technologie konkret erwarten?
Für größtmögliche Realitätsnähe wurde ISO 29416-4 im Jahr 2025 verabschiedet. Das neuartige Prüfsystem GTS 114 ist in der Lage, diese zu erfüllen. Die Komplexität der Prüfung zeigt sich unter anderem darin, dass die Filter ganze 120 Stunden ohne weiteren Bedienereingriff den Elementen Wasser und Salz bis zu einem Druckverlust von 1000pa ausgesetzt sind. Darüber hinaus verfügt das aktualisierte Testsystem über eine Klimatisierung der Testluft im Umluftmodus, was für diesen Zweck unerlässlich ist.
Unsere Lösungen für Filterhersteller:
- automatisiertes Testverfahren dank inkludierter GTS114Win Software, kein Bedienereingriff nötig
- hoher maximaler Volumenstrom (8.500 m³/h)
- Eindüsen von Wasser und Feuchte (analog zum Gischtwasser)
- Aufgabe von Salzaerosolen
- Aufgabe von Staubaerosolen
- Eindüsen von Dampf zum Erzeugen einer Luftfeuchte >95%
- Anspruchsvolle Prüfluftaufbereitung: sowohl Frischluft als auch Misch- und Umluftbetrieb, um effizient die vielfältigen Betriebsparameter zu erreichen
ISO 29461: Prüfen im bewährten Topas-Testkanal
Topas-Entwickler erklären ihre Herangehensweise
Mit dem ALF 114 haben wir vor über 20 Jahren den hohen Bedarf nach Luftfilterprüfständen nach ISO 16890 abgedeckt und diesen bis heute über 40 Mal bei Kunden überall auf der Welt installiert. Nun haben wir die Herausforderungen der ISO 29461 aufgenommen und abermals in einem neuartigen Prüfsystem umgesetzt. Wir sehen im Gasturbinenmarkt echtes Potential für eine nachhaltige Zukunft und Platz für Entwicklungen und haben daher in die Forschung für Testbedingungen wie Temperatur und Feuchte viel investiert. Mit dem GTS 114 ist uns eine ingenieurstechnische Meisterleistung gelungen, die erstmalig kommerziell verfügbar Filter nach ISO 29461-4 testet. Das vierköpfige Topas-Team von Entwicklungsingenieuren hat hierfür nicht nur nach Norm entwickelt und die dort enthaltenen Vorgaben umgesetzt, sondern darüber hinaus im Sinne unserer Kunden und eines komfortablen Testvorganges verschiedene Komponenten adaptiert und optimiert.
Warum sollten Hersteller von Filtern für Turbomaschinen wie zum Beispiel Gasturbinen in den GTS 114 investieren?
Gasturbinen sind kostenintensive Güter, deren Ausfall hohe Folgekosten mit sich bringt. Es ist daher wichtig, sehr gute Filter zu deren Schutz einzusetzen, die möglichst wenig Salz, Wasser oder Staub durchlassen. Filterhersteller müssen somit versichern können, dass ihre Filter dies erfüllen. Sie nutzen die Testergebnisse als Qualifikationskontrolle, zur Erstellung ihrer Filterspezifikationen oder für Weiterentwicklungen ihrer Produkte. Beispielweise ist es dank Tracer-Aufnahmen möglich, das Verhalten des Wassers im Filter nachzuvollziehen - eine nützliche Information für die Filterentwickler.
Mit dem GTS 114 können unsere Kunden vollautomatisierte Prüfsequenzen über Zeiträume von bis zu 120h erhalten, ein echtes Novum in der Filterprüfung. Zudem ist der GTS 114 flexibel erweiterbar und verhilft somit zu planbaren Investitionen: das modulare Prüfstandskonzept bietet verschiedene Ausbaustufen zur Abdeckung einzelner Normteile an.
Was waren die größten Herausforderungen bei diesem Projekt?
Auf jeden Fall die Salz- und Wasserbeladung. 2kg Salz nehmen 6kg Wasser auf. Bei den Anforderungen an eine relative Feuchte von >95% musste dies in die Berechnungen einbezogen und reguliert werden. Enstanden ist eine ergänzende Klimatisierung, die die Temperatur im Testkanal konstant 0,5 °C kälter als die Außenluft im Labor hält. Besonders knifflig war auch die Anpassung des Salzgenerators ATM 240G als wesentlicher Teil der Prüfung nach ISO 29461-4. Als Messgerät für die Aerosolkonzentration im Testkanal, waren umfassende Adaptionen des Flammenphotometers ebenfalls nötig. Viele Nebenschauplätze also, die in das große Gesamtergebnis mit einfließen.
Welches Vorwissen ist nötig, um ein Testsystem zu entwickeln, das verschiedene Stoffsysteme wie Wasser, Staub und Salz kombinieren kann?
Langjährige und diverse Erfahrungen in der Entwicklung unterschiedlicher Prüfstände oder Seriengeräte ist ein großer Vorteil unseres Entwicklungsteams. Natürlich sind Kenntnisse in Aerosol- und Partikeltechnologien unerlässlich, aber auch Wissen um thermodynmische Vorgänge oder Strömungsvisualisierungen waren nötig, um diesen Prüfstand zu bauen. Unverzichtbar ist auch das Durchhaltevermögen über viele Monate bis Jahre bis zur finalen Fertigstellung eines solchen komplexen Testsystems.
Folgen von Salz, Wasser und Staub auf Turbomaschinen
| Verständnis | Etwa 1mg Salz pro kg Luft ist der durchschnittliche Salzgehalt in der Meeresluft an stürmischen Tagen. Die Salzfracht pro Stunde, die dann auf Triebwerke von Offshore-Anlagen trifft, beträgt damit etwa 360 g/h. Mit einem effizienten Filtersystem kann diese wesentlich reduziert werden. |
| Folgen | Salzpartikel aus dem Meerwasser sorgen für rapiden Druckverlust durch verstopfte Filterporen oder sogar für Salzdurchbruch in die Turbine. Schon kleinste Mengen, die Filter nicht auffangen, können akkumuliert über das Jahr erhebliche Schäden an Gasturbinen anrichten. |
| Video | Technische Umsetzung der geforderten Salzzuführung |
| Verständnis | Ohne ein Filtersystem treffen pro Stunde bei Starkwetterlage bis zu 2000 l/h Wasser auf die Gasturbine – soviel wie ein mittleres Löschfahrzeug der Feuerwehr mit sich führt. |
| Folgen | Schäumende Gischt trifft die Gasturbine einer Offshoreanlage und kann bis zum Filterbruch oder zur Heisgaskorrosion der Turbine führen. Hierbei ist v.a. das enthaltene Salz problematisch, da es durch Verkrustung und Korrosion vom Leistungsabfall bis hin zum Ausfall des Gesamtsystems führen kann. |
| Video | Wassereindüsung im GTS 114 |
| Verständnis | Wind der mit Orkanstärke, also einer Geschwindigkeit von etwa 145 km/h direkt ins Gesicht bläst, erzeugt einen Druck von rund 1.000 Pascal auf dem Körper. Dies ist der maximale Druckverlust, den wir im 120-Stunden-Test erzeugen dürfen. |
| Folgen | Feinstaub z.B. in Wüstenregionen kann die Metalllegierungen von Turbinen angreifen, zur Verstopfung der Kühlluftbohrungen führen oder ähnlich wie beim Sandstrahlen die hochpräzisen Schaufeln abschleifen. |
| Video | Simulation möglicher Wüstenszenario im Testkanal unter Verwendung des SAG 420 Staubgenerators und einer Wasseerinjektion |
Langjährige Erfahrung aus hunderten von Projekten weltweit
Bei den hohen Anforderungen seitens ISO 29461 ist es unbestritten, dass höchstpräzise Technik und langjährige Erfahrung aus hunderten von Prüfstandsprojekten hinter einer Technologie wie der des GTS 114 stecken müssen. Unzählige Installationen, verschiedenste Anwendungen und unterschiedlichste Bedingungen vor Ort bei unseren weltweiten Kunden sind die Basis, auf der dieser Prüfstand entstanden ist.
Aus vielen Gesprächen mit Filterentwicklern wissen wir, dass es essentiell ist, dass Ihre Kunden der versprochenen Filterleistung und -lebensdauer vertrauen. Nur mit einer qualifizierten Filtertestung nach ISO 29461 können Sie bestätigen, dass der Filter hält, was er verspricht: die Ansaugluft zu reinigen und Gasturbinen vor Korrosion und Rost zu schützen.
Unsere Technologie-Lösung
GTS 114
Prüfsystem GTS 114 zur Prüfung für Ansaugfiltersysteme von Rotationsmaschinen (ISO 29461)
ALF 114
ALF 114 Prüfsystem für allgemeine Luftfilter nach ISO 16890, EN 779, ASHRAE 52.2
