Il nuovo compressore per pipeline 140TCH di Elliott

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Di Klaus Brun e Todd Omatick

I compressori sono installati nei gasdotti per il gas naturale per iniettare il gas nella tubazione alla pressione di esercizio e quindi ricomprimere il gas a determinate distanze lungo la tubazione per compensare la caduta di pressione viscosa. Le pressioni operative tipiche delle tubazioni variano da diverse centinaia di psi a circa 1500 psi (103 bar) per diametri di tubo standard, che vanno da pochi pollici a oltre 60 pollici (1524 mm). Solo negli Stati Uniti, attualmente sono più di 7.000 i compressori installati nei servizi di compressione dei gasdotti in oltre 2,6 milioni di miglia (4,1 milioni di km) di condotte. Circa il 25% di questi compressori sono vecchie macchine alternative integrali a bassa velocità, originariamente installate tra il 1940 e il 1970, rendendole tecnicamente obsolete e per lo più obsolete.

La crescente domanda di gas naturale determinata dalle crescenti esportazioni di gas naturale liquefatto (GNL), dalle centrali elettriche fossili nuove/rifornite e dall’aumento del consumo interno, hanno innescato la necessità di aumentare rapidamente la capacità di compressione del gasdotto nordamericano, sia attraverso l’installazione di nuove unità che la sostituzione delle unità più vecchie e a basso consumo con unità moderne e di maggiore potenza. Allo stesso tempo, le normative ambientali richiedono la riduzione delle emissioni di carbonio e delle perdite di gas derivanti dalle operazioni sugli oleodotti, il che ha portato a preferire l’installazione di motori elettrici rispetto ai motori a gas o alle turbine come azionamenti dei compressori degli oleodotti.

La maggior parte dei compressori centrifughi attualmente installati nelle tubazioni erano originariamente derivati ​​da compressori a trave a botte per gas di processo. Per questo progetto, un lungo albero della girante multistadio è montato su cuscinetti e sigillato su entrambe le estremità del corpo, mentre un pistone di bilanciamento e un cuscinetto reggispinta vengono utilizzati per limitare il movimento assiale dell'albero. Questo design si è evoluto dai classici compressori di refrigerazione, raffineria e processi chimici originariamente destinati a gestire rapporti di alta pressione e un'ampia gamma di gas diversi ad alte pressioni.

Tuttavia, questo stile di progettazione non è ottimale per il servizio di base delle condotte in cui i rapporti di pressione sono relativamente bassi e la composizione del gas è abbastanza costante, ma le condizioni operative sono altamente variabili e il compressore deve funzionare per lunghi periodi senza interruzioni programmate o forzate. Inoltre, poiché gli operatori di gasdotti tradizionalmente preferiscono utilizzare driver di turbine a gas, la maggior parte degli attuali modelli di compressori per gasdotti sono adattati alla velocità per fornire prestazioni ottimali alle alte velocità delle turbine a gas piuttosto che alle velocità inferiori dei motori elettrici. L'azionamento dei compressori centrifughi con motori elettrici richiede l'uso di un riduttore nella maggior parte delle applicazioni su tubazioni.

Il nuovo compressore per tubazioni 140TCH di Elliott risolve alcune di queste carenze con caratteristiche progettate specificamente per il servizio di tubazioni di gas naturale. È inoltre progettato per ridurre al minimo il numero dei componenti.

Il 140TCH di Elliott è un modello a sbalzo a uno o due stadi con ingresso assiale azionato da un motore elettrico senza riduttore (Figura 2). Questo approccio progettuale si traduce in una maggiore efficienza, perdite ridotte da una singola tenuta a gas secco e nell'eliminazione di un pistone di bilanciamento. Il 140TCH è dotato di un motore VFD (azionamento a frequenza variabile) a collegamento diretto e di un ingombro standard, oltre all'aerodinamica personalizzata per un'efficienza ottimale e tempi di funzionamento prolungati tra le revisioni programmate. La configurazione senza ingranaggi offre un ingombro ridotto, minori requisiti di olio lubrificante e una maggiore efficienza netta. Il motore ad alta velocità alimentato da VFD riduce significativamente le emissioni di anidride carbonica (CO2) e NOx rispetto a un driver di turbina a gas. Il VFD risolve i problemi della rete elettrica e consente il funzionamento regolabile per soddisfare i requisiti di carico/capacità. Il design plug-and-play a sollevamento singolo del compressore con pipeline include ausiliari come olio lubrificante, un pannello del gas tampone e controlli integrati e personalizzati. Tubazioni e cablaggi sono inclusi nello skid. Il compressore per tubazioni Elliott 140TCH è disponibile nelle taglie da 10.000 a 42.000 hp (da 7.460 a 31.332 kW) per l'intera gamma di applicazioni di trasporto del gas.