18/01/2012 - Optimierung der Kompressorkonfigurationen für Kohlenwasserstoffanwendungen

Menéame

Eine der wichtigsten Entscheidungen einer Anlage ist die Entscheidung des Zentrifugalkompressors.

Als Teil eines Optimierungsprogramms für Kompressorzüge, Jede Komponente des Kompressorzuges muss geprüft werden um herauszufinden, wie man die höchste Effizienz zu erreichen, Kosten zu senken, Vereinfachung der Instandhaltung und Verbesserung der Zuverlässigkeit.

Konfiguration der Kompressionseinheit

In sehr großen Kompressoreinheiten werden Gasturbine-Controller eingesetzt, besonders in abgelegenen Bereichen und wo der Brennstoff billig ist. In abgelegenen Rohrstationen, Offshore-Einheiten, großen Zügen mit Flüssiggas und großen Kompressionseinheiten für mehrere Gas- oder Petrochemieanlagen sind die Turbinen sehr beliebt. Die Gasturbinen ermöglichen erforderlichenfalls Zwischenauslösekapazitäten. Dies ist ein einzigartiges Merkmal und bietet große Vorteile in Anwendungen wie Gasleitungen, wo Nachfrageschwankungen erwartet werden und temporäre Reaktionen erforderlich sind. Gasturbinen sind relativ teuer und haben in einigen Fällen relativ höhere Wartungskosten gezeigt.

Elektromotoren sind weniger teuer als andere Antriebe wie Gas- oder Dampfturbinen. Sie sind effizient und erfordern auch eine geringe Wartung im Vergleich zu anderen Antrieben. All dies trägt zur Verringerung der Betriebskosten bei und erhöht die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit des Kompressors. Die Emissionen verursachen sehr geringe Geräuschemissionen und keine Schadstoffemissionen. Die Elektromotoren wurden in den letzten Jahren zunehmend wegen der Verfügbarkeit von Wechselrichtern mit hoher Frequenz eingesetzt. Die Wechselfrequenz-Butler ermöglichen eine sehr dynamische Leistungssteuerung.

Dampfturbinen können leicht beschleunigt werden, um sich an den Kompressor anzuschließen. Dampfturbinen haben die Fähigkeit, in einem breiten Geschwindigkeitsbereich zu arbeiten, der ideal für den Zentrifugalkompressor ist. Gute Beispiele sind einige biochemische Einheiten wie Harnstoff- und Methanolpflanzen oder Raffinerieeinheiten, bei denen der in großem Maßstab erzeugte Dampf als Teil eines Prozesses oder für einen bestimmten Einsatz verwendet wird. Für eine Dampfturbine, die einen Zentrifugalkompressorzug antrieb, ist die Mezzanin-Konfiguration üblich. Die Dampfkondensatoren sowie Inter- und aftertrooler und andere Hilfseinrichtungen befinden sich unter dem Betriebsboden des Zuges.

Motorantriebs-Betrachtungen

Schritt für Schritt Elektromotoren und Frequenzumrichter erhöhen ihren Einsatz, aber bei Motoren mit einer Leistung von 80 MW ist die Industrie immer noch zögerlich, diese Technologien zu testen.

Induktionsmotoren

Frequenzumschaltgeräte für Induktionsmotoren sind in der Regel vielseitige Einheiten, die auch für Synchronmotoren verwendet werden können. Induktionsmotoren sind üblicherweise auf der Grundlage von width Modulation (PWM) und verwenden die neueste Generation der hochleistungsfähigen insulined-gate-transistor (IGBT) press packs. In Kombination mit Induktionsmotoren erhöhen diese Konverter die Leistung des Kompressors in Bezug auf Effizienz, Wartungsfreundlichkeit, geringe Geräusch- und Vibrationsniveaus. Es besteht kein Bedarf an harmonischen Filtern, weil diese Konverter speziell entwickelt wurden, um die stärksten harmonischen Ströme zu entfernen. Die harmonischen Untersuchungen an diesen Einheiten haben gezeigt, dass die Gesamt-Alarmverzerrung an jedem Betriebspunkt weniger als 2 Prozent beträgt.

Frequenzumschaltgeräte für Induktionsmotoren sind üblicherweise Spannungswandler des Spannungs-Inverter-Typs (VSI), die über Transformatoren mit dem Hochspannungs-Steuerfeld verbunden sind. Der Induktionsmotor wird von einem oder mehreren Konverter entsprechend der Leistung in einer redundanten Konfiguration angetrieben.

Synchronmotoren

Die Schaltgetriebe für Synchronmotoren basieren üblicherweise auf der umschaltbaren Ladewandler-Technologie (LCI) und der Tirschmaschine-Technologie. Das System wird maßgeschneidert, um Synchronmotoren mit einer Leistung von über 10 MW und nahezu unbegrenzter Leistung zu betreiben. Die Grenzwerte können etwa 100 MW betragen.

Die Load commutated inverter (LCI) technology der Frequenzschalter der Synchronmotoren ermöglicht es, den Transistor mit hoher Geschwindigkeit ein- und auszuschalten und einen sehr schnellen Schutz zu bieten, auch mit hohen Stromüberladungen. Mit der Tyrist-Technologie kann die Steuerung nur den Tyristor anzünden, und der Strom im Tyristor muss auf Null fallen, um den Tyrist auszuschalten. Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen den beiden Systemen besteht darin, dass der Frequenzregler im Induktionsmotor das System bis zu 300 Hz steuern kann, was einer Nenngeschwindigkeit von zwei Polmotoren von etwa 18.000 U/min entspricht.

Die Induktionsmotoren mit variabler Geschwindigkeit sind für den Antrieb von Hochgeschwindigkeits-Kompressoren verfügbar. Die Möglichkeit, diese elektrischen Maschinen mit hoher Geschwindigkeit zu betreiben, ermöglicht die Verbindung der Zentrifugalverdichter ohne die Notwendigkeit eines Getriebes.

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Bibliographie: Optimize compressor configurations for hydrocarbon applications. Hydrocarbon processing. September 2011.
Stichwörter: voltage source inverter (VSI), load commutated inverter, LCI, technology
 

Ursprünglicher Artikel von: Todoproductividad.com

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