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Aug 10, 2023

Integrierte Kompressorleitung für den Gastransport

Von Roberta Prandi27. September 2022 Baker Hughes feierte kürzlich einen Schlüssel

Von Roberta Prandi27. September 2022

Baker Hughes feierte kürzlich den Gewinn eines wichtigen Vertrags mit Driftwood Pipeline LLC für das Tellurian-Pipeline-Projekt, das seine LNG-Anlage versorgen wird. Baker Hughes wird vier ICL-Züge liefern, die jeweils mit 19-MW-Motoren angetrieben werden.

Der Vertrag wurde mit Driftwood Pipeline LLC – einer Tochtergesellschaft von Tellurian Inc. – über ICL-Technologie und Turbomaschinenausrüstung für die Leitungen 200 und 300 eines Erdgastransportprojekts unterzeichnet, das in den Gemeinden Beauregard und Calcasieu im Südwesten von Louisiana, USA, errichtet werden soll.

Das Projekt wird das bisher leistungsstärkste ICL darstellen; Olivier Pellerin, ICL-Marketingleiter bei Baker Hughes, sagte jedoch, dass dies bei weitem nicht die höchste Leistung sei, die mit dem ICL erreicht werden könne.

Pellerin erklärte, dass die ICL in Le Creusot, Frankreich, entwickelt und hergestellt wird und weltweit mehr als 50 Einheiten in einer Vielzahl von Anwendungen installiert wurden, einschließlich Pipeline- und Upstream-Anwendungen. „Das ICL integriert vier bewährte Technologien, die Baker Hughes seit vielen Jahren verwendet: einen Radialkompressor, einen integrierten Hochgeschwindigkeitsmotor, einen Frequenzumrichter (VFD) und aktive Magnetlager.“

Der ICL hat einen maximalen Förderdruck von bis zu 300 bar und einen Eingangsdurchflussbereich von 500 bis 40.000 m3/h. Die maximale Drehzahl beträgt 18.000 U/min für Systeme über 1 MW und 30.000 U/min für Systeme unter 1 MW, mit kontinuierlichem Drehzahlbereich von mindestens 30 % bis 105 %.

Laut Pellerin vermeidet der integrierte Elektromotor – also der Motor, der sich im Druckgehäuse des Kompressors befindet – die Notwendigkeit, das Wellenende des Kompressors abzudichten, was zu null Gaslecks führt. Das Ergebnis ist, dass ICL ein emissionsfreies Kompressorsystem ist.

Bei Baker Hughes durchgeführte Auswertungen ergaben, dass durch den Austausch eines 8-MW-Gasturbinen-Kompressors durch einen ICL eine CO2-Reduktion von 40 % erreicht werden kann, wenn Strom mit Kohle erzeugt wird, und sogar noch mehr, wenn das Stromsystem mit Erdgas betrieben wird. Selbstverständlich würde die Reduzierung zu 100 % durch den Einsatz von Strom aus erneuerbaren Quellen erfolgen.

„Mit dem ICL gibt es im Standby keine Emissionen und das System muss nicht drucklos gemacht werden, wodurch Prozessgas eingespart wird“, sagte Pellerin. „Wenn der Bediener ein nichtkontinuierliches Profil mit viel Standby-Zeit betreibt, verbraucht der ICL im Vergleich zu herkömmlichen Geräten bis zu zehnmal weniger Strom. Tatsächlich besteht keine Notwendigkeit, einen Trockengas-Dichtungsbooster mit Strom zu versorgen.“ Halten Sie die Geräte im Standby-Modus unter Druck und müssen Sie auch keine Geräte einschalten, um den Kompressor hochfahren zu können.

Weniger Ausfallzeiten sind auch ein wesentlicher Vorteil des ICL: Wenn der Motorkompressor kontinuierlich läuft, wie es beim Tellurian-Pipeline-Projekt der Fall sein wird, werden die Ausfallzeiten deutlich reduziert, da das System keine Komponenten enthält, die einer regelmäßigen Wartung bedürfen, wie etwa Gasdichtungen , Schmieröllager, Getriebe und Hilfsaggregate.

„Beim ICL wird die Wartung hauptsächlich durch die elektrischen Komponenten (hauptsächlich den VFD) gesteuert, wie es die Sicherheitsvorschriften erfordern“, fügte er hinzu. „Abgesehen vom ersten Jahr, in dem Baker Hughes eine erste Betriebsprüfung durchführt, die etwa einen Tag dauert, erfolgt die Wartung dann alle fünf Jahre. Wir sprechen also von etwa 40 eingesparten Ausfalltagen in 20 Betriebsjahren.“

Der Vorteil in Bezug auf Stellfläche und Gewicht ist ebenfalls erheblich: Baker Hughes verglich einen konventionellen 5-MW-Kompressor, der in einer Pipelinestation in Belgien installiert ist, mit einem 6-MW-ICL, der in einer Pipeline in Österreich installiert ist, und letzterer hat etwa die Hälfte der Stellfläche und des Gewichts. „Besonders in Europa, wo diese Maschinen häufig innerhalb von Einfriedungen untergebracht sind, spart das ICL Platz für die Gebäudekonstruktion, und das gilt auch im Fall von Brown-Field-Projekten“, sagte Pellerin. „ICL spart Komponenten und Hilfsgeräte und reduziert die Baukosten im Vergleich zu Standard-Getriebekompressorsystemen mit niedriger Drehzahl erheblich. Folglich ist auch die Zeit bis zum kommerziellen Betrieb viel kürzer.“

Schließlich sei die ICL äußerst flexibel, sagte Pellerin: „Die Art und Weise, wie die ICL konzipiert ist, bietet eine große Betriebsflexibilität, mit einem Regelbereich von 30 % gegenüber 70 % bei einer herkömmlichen motorbetriebenen Einheit.“

Außerdem kann der ICL ohne Aufwärmen gestartet werden und in weniger als 5 Minuten auf maximale Leistung gebracht werden. Das Gerät verfügt außerdem über eine Druckhaltefunktion, was im Hinblick auf die Wartung einen erheblichen Vorteil darstellt.

Dies ist für Gasleitungen von entscheidender Bedeutung, die aufgrund der erforderlichen Rezirkulation normalerweise einen Mindestdurchfluss aufrechterhalten müssen. „Mit dem ICL gibt es keine Einschränkungen bei den Stopp- und Startzyklen, sodass Kunden Energie sparen, wenn sie mit begrenztem Durchfluss arbeiten und das Gerät wieder hochfahren.“

In Bezug auf den US-Markt und das Tellurian-Pipeline-Projekt erklärte Jim Saccone, Vertriebsleiter für Nordamerika bei Baker Hughes, dass ein wichtiger Faktor, der bisher die Einführung der Elektrifizierung von Pipelines in den USA verlangsamt habe, der Mangel an verfügbarer Netzstromversorgung in abgelegenen Regionen sei und in anderen Bereichen mangelnde Widerstandsfähigkeit.

„Um eine zuverlässige Stromversorgung für das Tellurian-Pipeline-Projekt sicherzustellen, haben wir eine einzigartige Lösung mit einer unabhängigen Strominsel entwickelt, die von LM6000PF+-Gasturbinen gespeist wird“, sagte er. „Der verfügbare, von Gasturbinen abgeleitete Strom wird in der Nähe der Gaskompressionsstation bereitgestellt und bei Bedarf genutzt. Dies wird der Driftwood Pipeline Flexibilität in ihrem Betrieb und die Fähigkeit verleihen, sich an veränderte Bedingungen anzupassen, um potenziellen Stromunterbrechungen standzuhalten.“

Saccone fügte hinzu, dass Kompressorstationen für Gaspipelines eine ideale Anwendung für die ICL-Technologie seien, wenn das Leistungsband des Systems optimiert sei. „Für Pipelines in den Vereinigten Staaten gibt es eine Tradition, mehrere kleinere angetriebene Maschinen zu verwenden, damit eine Kompressionsstation auch dann noch funktionieren kann, wenn es zu einer Verringerung des Gasflusses kommt. Der Leistungsbereich und die Turndown-Fähigkeit des ICL passen recht gut zu diesem Markt.“ "

Pellerin erklärte, dass weitere Anwendungen für ICL die LNG-Verflüssigung in kleinem Maßstab, die Onshore- und Offshore-Gaskomprimierung, unbemannte Operationen und umweltsensible Bereiche umfassen, in denen Lärmschutz ein Problem darstellt. „Da sich der Motor im Gehäuse des Kompressors befindet und kein Getriebe oder Hilfsaggregate vorhanden sind, ist der ICL 50 % leiser als herkömmliche Installationen“, sagte er. Auch die Unterwasser-Gaskomprimierung ist ein potenzielles Anwendungsgebiet für das ICL.

Im Hinblick auf die Weiterentwicklung dieser Technologie erklärte Pellerin: „Auf dem europäischen Markt besteht eine zunehmende Nachfrage danach, dass der ICL in der Lage ist, eine bestimmte Menge Wasserstoff gemischt mit Erdgas zu verarbeiten – tatsächlich verlangen die aktuellen EU-Vorschriften 10 %. Wasserstoffkapazität im Gastransport.“

„Mit seiner mehrstufigen Konfiguration kann der ICL diesen Prozentsatz problemlos bewältigen und dabei das gleiche Druckverhältnis liefern, da die Anzahl der Laufräder an verschiedene Molekulargewichte angepasst werden kann“, sagte Pellerin und fügte hinzu, dass Baker Hughes daran arbeitet, ihn mit 100 % Wasserstoff kompatibel zu machen .

Ein Hauptforschungsbereich mit der ICL-Technologie ist die Erweiterung der Produktpalette, um unterschiedlichen Anwendungsanforderungen gerecht zu werden. Dies erfordert Verbesserungen in der Magnetlagertechnik. Baker Hughes hat für diese Technologie einen Lizenz- und Servicevertrag mit SKF. „Die Magnetlagertechnologie hat es dem ICL zusätzlich ermöglicht, eine emissionsfreie Lösung zu sein. Wir investieren kontinuierlich in die Forschung für diese Technologie, um den Bereich über 19 MW zu erweitern“, sagte Pellerin.

Baker Hughes investiert auch in Niederspannungs-ICLs für Anwendungen wie die Gasabfackelung und die dezentrale Gassammlung. Es stehen ICL-Lösungen mit 300- und 900-kW-Motoren zur Verfügung. „Diese kleineren Maschinen bieten die gleichen Vorteile wie die Maschinen mit größerer Leistung“, sagte Pellerin. „Wir arbeiten auch daran, den ICL für mildes Sauergas geeignet zu machen, für Anwendungen im Upstream-Markt wie Offshore, einschließlich FPSOs.“

„LNG-Anwendungen sind ein weiterer Forschungsbereich; wir haben Maschinen für kleine Verflüssigungsprojekte geliefert, mit einer Lösung namens ICL-E, das ist eine Kombination aus einer Niederspannungs-ICL-Technologie mit einem Expander für den Kühlprozess“, sagte er.