Sistemas de Refrigeração para Reequipamento das Plataformas de Gás Natural Offshore

Visão geral

A GEA foi contratada para conceber uma solução para reequipamento da refrigeração de uma plataforma de perfuração e produção de gás natural offshore no Mar do Norte. O cliente solicitou a instalação oportuna de um pacote de refrigeração de substituição, acionado por um compressor centrífugo. Os requisitos técnicos exigiam a criatividade da GEA. Modificando a tecnologia existente, a GEA forneceu uma solução que oferece vantagens significativas de desempenho, economia e manutenção.

O cliente

Operando nos Estados Unidos, Europa e África, o cliente, neste exemplo, é uma grande companhia elétrica global independente focada em séries de recursos não convencionais.

Sistemas de refrigeração — um requisito fundamental do setor

As instalações de processamento de gás natural, as refinarias, as plantas petroquímicas e os complexos químicos integrados contam com sistemas de refrigeração em grande escala para o funcionamento regular e seguro das operações do dia-a-dia.

Encontrando novos padrões

Um novo e mais rigoroso quadro regulamentar europeu sobre o uso de gases fluorados com efeito de estufa (gases F), como os hidrofluorocarbonetos (HFC), fez com que uma vasta gama de empresas industriais tivesse a necessidade de reavaliar os sistemas de refrigeração antigos e estáveis já existentes. Ele também criou uma nova oportunidade para revisão e modernização das tecnologias de refrigeração que não mais oferecem um desempenho máximo.

Escolhendo o refrigerante certo

Este projeto previa um sistema de refrigeração baseado no uso de um refrigerante compatível e não inflamável, com um Potencial de Aquecimento Global (GWP) menor que 2500. Como o tipo de refrigerante tem um efeito direto na frequência das verificações periódicas obrigatórias, a escolha do refrigerante certo é particularmente vital para as instalações offshore, onde há maiores restrições para as operações de manutenção e reparo. Os engenheiros da GEA selecionaram um refrigerante puro e isento de cloro, com um potencial de depleção de ozônio (ODP) de zero.

Fatores offshore

O contexto offshore do projeto significava que a GEA tinha que lidar com as restrições de espaço, já que o módulo existente ocupava um espaço bastante limitado; assim, a GEA teve que projetar levando em conta essa restrição, bem como as considerações de peso, para permitir as atividades de içamento e instalação. Também foram considerados outros fatores como a logística de transporte, controle de vibração e fatores ambientais. O design mecânico da solução proposta foi suportado e explicado ao cliente através do uso de software de modelagem 3D.


O projeto incluía o uso de um vedante mecânico duplo no compressor para reduzir vazamentos para a atmosfera e válvulas de isolamento de purga e bloqueio duplo nas linhas pressurizadas onde poderia ocorrer algum possível reparo.

Como a aplicação offshore pode implicar muitas dificuldades relacionadas ao fornecimento de peças de reposição e componentes, especialmente durante a rigorosa temporada de inverno, quando helicópteros e navios enfrentam desafios de navegação, a operadora exigia um estudo preciso e profundo sobre a confiabilidade, disponibilidade e capacidade de manutenção (RAM) e análise dos modos de falha, efeitos e criticalidade (FMECA) da instalação como base para a seleção das peças de reposição apropriadas, tanto para dois anos de operação como para peças de reposição de capital. Como resultado deste estudo, foi fornecida uma lista completa de peças de reposição adequada para a aplicação específica, além de ter sido dado conhecimento de um conjunto mais amplo de peças de reposição. Os resultados deste estudo mostram que a disponibilidade do pacote de refrigeração excede 99%.

O ensaio

Instalação de ensaio
Instalação de ensaio

Como teste final, o operador solicitou um ensaio completo. O teste foi realizado em uma oficina antes do embarque. Foi realizado um teste completo com o circuito de compressor, motor e óleo lubrificante específico do projeto. A instalação foi equipada com a bancada de testes necessária adequada para a potência do motor do compressor e para o fornecimento das utilidades necessárias para o teste (água de resfriamento, eletricidade, nitrogênio, ar).

O teste da unidade compreendeu quatro horas de operação contínua na velocidade do projeto. Isso garantiu a integridade mecânica da unidade e a funcionalidade do sistema. Durante o teste, foram monitorados os níveis de ruído e de vibração.

A solução inovadora

Compressor de parafuso injetado a óleo da GEA em um sistema de refrigeração da plataforma offshore
Compressor de parafuso injetado a óleo da GEA (em branco) em um sistema de refrigeração da plataforma offshore

Um novo sistema de refrigeração foi projetado em torno das especificações exatas do cliente, incluindo desidratação e controle do ponto de orvalho. A GEA substituiu a tecnologia de compressor centrífugo existente por um compressor de parafuso oleado e um evaporador inundado da GEA - uma aplicação relativamente nova para a tecnologia inundada. Em relação a um compressor centrífugo com funcionamento equivalente, a opção por um compressor de parafuso rotativo fabricado pela GEA gerou custos de instalação mais baixos para o cliente. Além disso, ele oferecia uma menor dimensão física e maior facilidade de manutenção, devido à durabilidade do vedante mecânico. O período típico de manutenção de um parafuso oleado é de três anos. Esse intervalo de manutenção obrigatório estendido garante alta disponibilidade do sistema.

Modelo 3D da unidade de refrigeração reequipada da GEA
Modelo 3D da unidade de refrigeração reequipada da GEA

Graças à equipe de sistemas de processos com visão de futuro da GEA - que expandiu a gama de possibilidades técnicas para encontrar uma solução altamente confiável e de baixa manutenção para o cliente - foi possível obter um resultado bem-sucedido.