Novo compressor de tubulação 140TCH da Elliott

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Por Klaus Brun e Todd Omatick

Compressores são instalados em gasodutos de gás natural para injetar gás no gasoduto em sua pressão operacional e depois recomprimir o gás a certas distâncias ao longo do gasoduto para compensar sua queda de pressão viscosa. As pressões operacionais típicas de tubulações variam de várias centenas de psi a cerca de 1.500 psi (103 bar) para diâmetros de tubo padrão, que variam de algumas polegadas a mais de 60 pol. (1.524 mm). Somente nos Estados Unidos, existem atualmente mais de 7.000 compressores instalados em serviços de compressão de gasodutos de gás natural em mais de 4,1 milhões de quilômetros de dutos. Aproximadamente 25% desses compressores são máquinas alternativas integrais, antigas e de baixa velocidade, que foram originalmente instaladas entre 1940 e 1970, tornando-os tecnicamente desatualizados e, em sua maioria, obsoletos.

A crescente procura de gás natural, impulsionada pelo aumento das exportações de gás natural liquefeito (GNL), pelas centrais eléctricas fósseis novas/reabastecidas e pelo aumento do consumo interno, desencadeou a necessidade de aumentar rapidamente a capacidade de compressão dos gasodutos norte-americanos, tanto através da instalação de novas unidades e a substituição de unidades antigas e de baixa potência por unidades modernas e de maior potência. Ao mesmo tempo, as regulamentações ambientais exigem a redução das emissões de carbono e das fugas de gás das operações de gasodutos, o que resultou na instalação preferida de motores eléctricos em vez de motores a gás ou turbinas como accionadores de compressores de gasodutos.

A maioria dos compressores centrífugos atualmente instalados em tubulações foram originalmente derivados de compressores de gás de processo, tipo barril beam. Para este projeto, um longo eixo do impulsor de vários estágios é montado em rolamentos e vedado em ambas as extremidades da carcaça, e um pistão de equilíbrio e um rolamento axial são usados ​​para limitar o movimento axial do eixo. Este projeto evoluiu de compressores clássicos de refrigeração, refinaria e processos químicos que foram originalmente planejados para lidar com taxas de alta pressão e uma ampla gama de gases diferentes em altas pressões.

No entanto, este estilo de projeto não é ideal para serviços básicos de tubulações, onde as taxas de pressão são relativamente baixas e a composição do gás é razoavelmente constante, mas as condições de operação são altamente variáveis ​​e o compressor deve operar por longos períodos sem interrupções programadas ou forçadas. Além disso, como os operadores de oleodutos tradicionalmente preferem usar acionadores de turbina a gás, a maioria dos projetos atuais de compressores de oleodutos são ajustados em velocidade para fornecer desempenho ideal em altas velocidades de turbina a gás, em vez de em velocidades mais baixas de motores elétricos. Acionar compressores centrífugos com motores elétricos requer o uso de uma caixa de engrenagens na maioria das aplicações de tubulações.

O novo compressor de gasoduto 140TCH da Elliott aborda algumas dessas deficiências com recursos que foram projetados especificamente para serviços de gasodutos de gás natural. Ele também foi projetado para minimizar a contagem de componentes.

O 140TCH da Elliott é um projeto suspenso de estágio único ou duplo com uma entrada axial acionada por motor elétrico sem caixa de engrenagens (Figura 2). Essa abordagem de projeto resulta em maior eficiência, redução de vazamentos a partir de um único selo a gás seco e evita o uso de um pistão de equilíbrio. O 140TCH vem com um motor de conexão direta, acionamento de frequência variável (VFD) e tamanho padrão, além de aerodinâmica personalizada para eficiência ideal e tempo de operação estendido entre revisões programadas. A configuração sem engrenagens proporciona uma área menor, requisitos reduzidos de óleo lubrificante e maior eficiência líquida. O motor de alta velocidade alimentado por VFD reduz significativamente as emissões de dióxido de carbono (CO2) e NOx em comparação com um acionador de turbina a gás. O VFD aborda problemas de rede elétrica e permite operação ajustável para atender aos requisitos de carga/capacidade. O design plug-and-play de elevação única do compressor de tubulação inclui auxiliares como óleo lubrificante, um painel de gás tampão e controles integrados e personalizados. A tubulação e a fiação estão incluídas no skid. O compressor de tubulação Elliott 140TCH está disponível em tamanhos de 10.000 a 42.000 HP (7.460 a 31.332 kW) para toda a gama de aplicações de transporte de gás.