Offshore

Retrofit refrigeration systems for offshore natural gas processing

GEA was brought on board to devise a retrofit refrigeration solution for an offshore natural gas drilling and production platform in the North Sea. The customer required timely installation of a replacement refrigeration package, driven by a centrifugal compressor. The technical requirements made demands on GEA’s creativity. By modifying existing technology, GEA delivered a solution that provides significant performance, cost-saving and maintenance advantages.

Der Kunde

Der Kunde in diesem Beispiel ist ein großer, unabhängiger, weltweit (in den USA, Europa und Afrika) agierender Energiekonzern mit Schwerpunkt auf unkonventioneller Ressourcennutzung.

Kühlsysteme – Schlüsselanwendungen in der Industrie

Erdgasaufbereitungsanlagen, Raffinerien, petrochemische Anlagen und integrierte chemische Komplexe sind auf Großkühlsysteme angewiesen, um störungsfreie und sichere Betriebsabläufe zu gewährleisten.

Neue, strengere Vorgaben

Angesichts eines neuen und strengeren europäischen Regelwerks zur Nutzung fluorierter Treibhausgase (F-Gase) wie zum Beispiel Fluorkohlenwasserstoffe (FKWs) mussten zahlreiche Industrieunternehmen ihre vorhandenen und nicht mehr neuen Kühlsysteme auf den Prüfstand stellen. Daraus ergab sich auch eine neue Chance, Kühltechnologien, die keinen optimalen Wirkungsgrad mehr erreichten, zu prüfen und zu modernisieren.

Auswahl geeigneter Kühlmittel

Das Projekt erforderte ein Kühlsystem mit einem vorschriftenkonformen, nicht brennbaren Kühlmittel mit einem GWP (Global Warming Potential, Treibhauspotenzial) von unter 2500. Da die Häufigkeit der obligatorischen, periodischen Überprüfungen direkt von der Art des Kühlmittels abhängt, ist die Wahl eines geeigneten Kühlmittels für Offshore-Anlagen besonders wichtig, denn dort gelten größere Einschränkungen bei Wartungs- und Reparaturmaßnahmen. Die Ingenieure von GEA wählten ein reines, chlorfreies Kühlmittel mit einem Ozonabbaupotenzial (ODP, Ozone Depletion Potential) von null.

Offshore-spezifische Faktoren

Da es sich um ein Offshore-Projekt handelte, stand für das neue Kühlsystem nicht viel Platz zur Verfügung, denn es sollte ein Modul ersetzen, das nur sehr wenig Platz belegte. Darüber hinaus mussten die Ingenieure von GEA auch das Gewicht gering halten, um das Anheben beim Einbau zu ermöglichen. Des Weiteren galt es, neben der besonderen Transportlogistik auch die Vibrationsdämpfung sowie die speziellen Umweltfaktoren zu berücksichtigen. Die mechanische Konzeption der vorgeschlagenen Lösung wurde dem Kunden mithilfe einer 3D-Modellierungssoftware erläutert.


Dazu gehörten unter anderem eine doppelte mechanische Dichtung am Verdichter, um Leckagen in die Atmosphäre zu reduzieren, sowie Doppelabsperr- und Ablassschutzventile in den Druckleitungen, wo unter Umständen mit Reparaturen zu rechnen war.

Da die Lieferung von Ersatzteilen und Komponenten bei Offshore-Anlagen große Probleme bereiten kann, insbesondere in der Wintersaison, wenn ungünstige Witterungsbedingungen eine Versorgung per Schiff oder Hubschrauber erschweren, verlangte der Betreiber eine genaue und gründliche RAM-Studie der Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Wartbarkeit (Reliability, Availability, Maintainability) sowie eine FMECA-Analyse (Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse, Failure Mode, Effect & Criticality Analysis) als Grundlage zur Auswahl geeigneter Ersatzteile für die Anlage, ausgelegt auf zwei Betriebsjahre und unter Berücksichtigung der Ersatzteilkosten. Als Ergebnis dieser Studie wurde dem Kunden eine vollständige Liste geeigneter Ersatzteile für das Projekt vorgelegt, ergänzt durch weitergehende Ersatzteilvorschläge. Die Studie ergab für das Kühlpaket eine Verfügbarkeit von über 99 %.

Der Stringtest

Anlage für den Stringtest

Als abschließende Prüfung verlangte der Betreiber einen kompletten Stringtest. Dieser wurde vor der Auslieferung in einer Werkhalle durchgeführt, und zwar mit dem projektspezifischen Verdichter, Motor und Schmierölkreislauf. Dazu wurde ein Prüfstand zum Test der Motorleistung des Verdichters aufgebaut und die Versorgung mit den nötigen Betriebsmitteln für den Test (Kühlwasser, Strom, Stickstoff, Luft) sichergestellt.

Im Rahmen des Tests lief die Anlage vier Stunden lang kontinuierlich mit Auslegungsleistung. Auf diese Weise konnten die mechanische Integrität der Anlage und die Funktionsfähigkeit des Systems nachgewiesen werden. Darüber hinaus wurden bei dem Test auch Geräuschpegel und Vibrationen überwacht.

Die innovative Lösung

Öleingespritzter Schraubenverdichter von GEA im Kühlsystem einer Offshore-Plattform

Das neue Kühlsystem wurde unter Beachtung der anspruchsvollen Kundenspezifikationen, unter anderem für Entfeuchtung und Taupunktregelung, geplant. GEA tauschte den vorhanden Zentrifugalverdichter gegen einen ölüberfluteten Schraubenverdichter und einen überfluteten Verdampfer von GEA aus – eine relativ neue Anwendung der Überflutungstechnologie. Im Vergleich zu einem Zentrifugalverdichter von gleicher Leistungsstärke waren die Einbaukosten des Schraubenverdichters von GEA günstiger. Darüber hinaus bot er dem Kunden weitere Vorteile: kompaktere Abmessungen und dank der Langlebigkeit der mechanischen Dichtung eine verbesserte Wartungsfreundlichkeit. Das typische Wartungsintervall für einen ölüberfluteten Schraubenverdichter beträgt drei Jahre. Dieses längere Intervall zwischen den obligatorischen Wartungen erhöht zugleich die Systemverfügbarkeit.

3D-Modell der nachgerüsteten GEA Kühleinheit

Mit seinem vorausschauenden Planungsteam für die Aufbereitungsanlage, das mithilfe neuartiger technischer Lösungen eine extrem zuverlässige, wartungsarme Anlage für den Kunden realisierte, konnte GEA das Projekt erfolgreich abschließen.

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