Kompressorytelsens innvirkning på kapasitet og energiforbruk

Abstract

Kollsnes gassbehandlingsanlegg spiller en nøkkelrolle i norsk gasseksport. Fra Kollsnes blir det hver dag sendt mengder gass til Europa. En stadig økende og mer krevende gassproduksjon på norsk sokkel stiller stadig høyere krav til stabil og sikker drift. Eksportgasskompressorene bestemmer i stor grad kapasiteten til anlegget. Kostnads- og tidkrevende vedlikeholdsarbeid på disse maskinene ønskes derfor å unngås. Å kunne kjenne ytelsen og dermed forutsi behovet for vedlikehold vil kunne minimere nedetiden til maskinene. Tilstandsbasert vedlikehold har derfor de siste årene fått stadig mer fokus. Hensikten med denne oppgaven har vært å etablere optimale tilstandsparametere for å avdekke tap i ytelse på eksportgasskompressorene på et tidligst mulig stadium. Deltaking i kompressortester ga kjennskap til testprosedyrer og prosedyrer for beregning av kompressorytelse. Prosessdata har blitt hentet ut fra informasjonsverktøyet BazePlant, og sammenlignet med testdata gjennom simuleringer med tilstandsligningen Lee-Kesler-Plocker (LKP) i Aspen Hysys. Valget av tilstandsligning er gjort på bakgrunn av analyse av tilstandsligninger gjort i denne oppgaven og i forprosjektet. For å kjenne nøyaktigheten av sluttresultatet er måleusikkerheter på Kollsnes kartlagt. Måleusikkerheten viste seg å være stor for flere av prosessdataene hentet ut av BazePlant. Spesielt gjaldt dette turtallet samt trykk og temperatur på utløpet av kompressoren. Den store usikkerheten er et resultat av store dødbånd lagt inn i de forskjellige programverktøyene på Kollsnes. Mindre dødbånd ville økt nøyaktigheten. I en sensitivitetsanalyse ble det sett på hvordan usikkerheten i prosessdataen virket inn på tilstandsparameterne polytropisk virkningsgrad, polytropisk løftehøyde og energiforbruk. Virkningsgrad var sensitiv for endringer i trykk og temperatur på utløpet, løftehøyde for turtall og utløpstrykk, mens energiforbruk var sensitiv for turtall og utløpstemperatur. Det ble til slutt gjort simuleringer for å avdekke hvordan de forskjellige tilstandsparameterne egnet seg til å avdekke degradering. Det ble sett på to perioder med ytelsesfall. Utviklingen i virkningsgrad, løftehøyde og energiforbruk ble fulgt. Usikkerhetene til prosessdataen og simuleringsmodellen medførte at kun virkningsgraden klarte å avdekke degradering. Turtallet, og sensitiviteten løftehøyden og energiforbruket hadde for turtallsendringer, er hovedårsaken til dette.