Retrofit koelsystemen voor offshore aardgasverwerking

Overzicht

GEA werd aan boord gebracht om een retrofit koeloplossing te bedenken voor een offshore boor- en productieplatform voor aardgas in de Noordzee. De klant verlangde stipte installatie van een vervangend koelpakket, aangedreven door een centrifugaalcompressor. De technische eisen vroegen veel van GEA’s creativiteit. Door de bestaande technologie te wijzigen, leverde GEA een oplossing die aanzienlijke voordelen bood qua prestaties, kostenbesparing en onderhoud.

De klant

De klant in dit voorbeeld, opererend in de Verenigde Staten, Europa en Afrika, is een belangrijk onafhankelijk energiebedrijf dat zich concentreert op onconventionele oliehoudende formaties.

Koelsystemen - een sleutelfactor binnen de industrie

Faciliteiten voor aardgasverwerking, raffinaderijen, petrochemische installaties en geïntegreerde chemische complexen zijn voor een soepel en veilig verloop van hun dagelijkse activiteiten aangewezen op grootschalige koelsystemen.

Voldoen aan nieuwe normen

Een nieuw, strenger Europees regelgevingskader betreffende het gebruik van gefluoreerde broeikasgassen (F-gassen), zoals fluorkoolwaterstoffen (HFK's), heeft een groot aantal industriebedrijven ertoe aangezet hun bestaande verouderende koelsystemen te herwaarderen. Het zorgde ook voor een nieuwe gelegenheid om koeltechnologieën te evalueren en actualiseren die niet langer maximale rendementen opleveren.

Keuze van het juiste koelmiddel

Voor dit project was een koelsysteem nodig gebaseerd op het gebruik van een conform, niet-ontvlambaar koelmiddel, met een aardopwarmingsvermogen (GWP) van minder dan 2500. Aangezien het type koelmiddel direct effect heeft op de regelmaat van verplichte periodieke controles, is het keizen van het juiste koelmiddel van cruciaal belang voor offshore installaties, waar grotere restricties worden gesteld aan onderhouds- en reparatiewerkzaamheden. GEA’s ingenieurs selecteerden een zuiver, chloorvrij koelmiddel, met een ozonafbrekend vermogen (ODP) van nul.

Offshore-factoren

De offshore-context van het project betekende dat GEA te maken kreeg met ruimtebeperkingen. Aangezien de bestaande module zeer weinig ruimte in beslag nam, moest GEA het ontwerp aanpassen aan deze beperking. Verder speelde het gewicht een rol, met het oog op hef- en installatie-activiteiten. Ook werden verdere factoren waaronder vervoerslogistiek en trillingscontrole en omgevingsfactoren in aanmerking genomen. Het mechanische ontwerp van de voorgestelde oplossing werd ondersteund en aan de klant uitgelegd door middel van 3D-modelleersoftware.


In het ontwerp is een dubbele mechanische afdichting op de compressor gebruikt om lekken naar de atmosfeer te reduceren, en zijn er dubbele block-and-bleed isolatiekleppen toegepast in de druklijnen waar mogelijk een reparatie nodig zou zijn.

Aangezien de offshore-toepassing veel problemen kan opleveren bij de levering van reserveonderdelen en componenten, vooral tijdens het strenge winterseizoen wanneer helikopters en schepen door zwaar weer moeten, vereiste de operator een accurate, diepgaande studie van de betrouwbaarheid, beschikbaarheid en onderhoudbaarheid (RAM) en failure mode, effect and criticality analysis (FMECA) van de installatie, als basis voor de selectie van de juiste reserveonderdelen voor twee jaar bedrijf alsook van reserveonderdelen voor vaste activa. Dit onderzoek resulteerde in een volledige lijst van reserveonderdelen voor de specifieke toepassing, alsook het besef van het belang van een bredere serie reserveonderdelen. De resultaten van dit onderzoek tonen aan dat de beschikbaarheid van het koelpakket hoger is dan 99%.

De string test

Opzet van de string test
Opzet van de string test

Als eindcontrole vroeg de operator een complete string test. Deze test werd vóór de verzending uitgevoerd in een werkplaats. De complete test werd verricht met de projectspecifieke compressor, motor en smeeroliecircuit. De faciliteit was uitgerust met de benodigde testbank, geschikt voor het vermogen van de compressormotor, en had de nodige nutsvoorzieningen voor de test beschikbaar (koelwater, elektriciteit, stikstof, lucht).

De unit werd getest met vier uur continubedrijf op ontwerptoerental. Dit verzekert de mechanische integriteit van de unit en de systeemfunctionaliteit. Tijdens de test werden de geluids- en trillingsniveaus bewaakt.

De innovatieve oplossing

GEA schroefcompressor met olie-injectie in een koelsysteem op een offshore platform
GEA schroefcompressor met olie-injectie (in het wit) in een koelsysteem op een offshore platform

Een nieuw koelsysteem werd ontworpen rondom veeleisende specificaties van de klant, waaronder ontvochtiging en dauwpuntregeling. GEA verving de bestaande centrifugaalcompressortechnologie door een GEA schroefcompressor in oliebad en een natte verdamper — een relatief nieuwe toepassing voor de natte technologie. Vergeleken met een gelijkwaardige centrifugaalcompressor, zorgde de keuze van een door GEA vervaardigde roterende schroefcompressor voor lagere installatiekosten voor de klant. Daarnaast maakte deze keuze kleinere fysieke afmetingen en een groter onderhoudsgemak mogelijk, vanwege de duurzaamheid van de mechanische afdichting. De gebruikelijke onderhoudsperiode voor een schroef in oliebad is drie jaar. Dit langere interval voor verplicht onderhoud waarborgt een hoge beschikbaarheid van het system.

3D-model van de naderhand aangebrachte GEA koeleenheid
3D-model van de naderhand aangebrachte GEA koeleenheid

Dankzij GEA’s vooruitdenkende processystementeam — dat de reeks technische mogelijkheden vergrootte om een uiterst betrouwbare oplossing met weinig onderhoud voor de klant te vinden — werd een succesvol resultaat behaald.

Waarmee kunnen we u helpen?