| dc.description.abstract | I gassprosesseringsanlegg er kjøling av gassen etter eksportkompressorene nødvendig før gassen kan sendes videre i rørnettet. Eksportkjølebehovet for prosessanlegg er en stor og energikrevende del av prosessanlegget. Kjølebehovet kan dekkes ved sjøvannskjøling eller ved luftkjøling. Det er imidlertid ingen retningslinjer for når den ene kjøleløsningen foretrekkes framfor den andre. Prosessanleggene Ormen Lange og Kollsnes er to relativt like anlegg som prosesserer gass fra Nordsjøen og eksporterer salgsgass til det Europeiske markedet. Mens Ormen Lange har et sjøvannskjølt system til å dekke kjølebehovet, har Kollsnes et luftkjølt system. Ormen Lange har et maksimalt kjølebehov på eksportkjølerne på 104 MW, mens Kollsnes har et maksimalt kjølebehov på 184 MW. Hovedutstyret til kjølesystemet på Ormen Lange består av bassengkonstruksjon for sjø- inntak og utløp, to sjøvannspumper, 6 platevarmevekslere mellom sjøvann og kjølemediumskrets, tre rørsats eksportkjølere, sjøvannsfilter og kjølemediumsfilter, ekspansjonstank og rørnett for hhv sjøvann og kjølemediumskretsen. På Kollsnes består kjølesystemet av fem luftkjølte eksportkjølere. Termisk hydraulisk design av sjøvannskjølte eksportkjølerne på Ormen Lange ga tre rørsats varmevekslere til å dekke kjølebehovet på 104 MW. Hver veksler ble designet til å være på over 10m lang med 1386 rør og en ytre diameter på 1168mm. Varmeoverføringskoeffisienten for eksportkjølerne ble utregnet til 1527 W/m2K og det totale varmeoverføringsarealet er 2427m2. Design av platevarmevekslere ga seks platevarmevekslere med 436 plater i hver veksler for å dekke kjølebehovet på 226 MW. Varmeoverføringskoeffisienten for platevekslerne ble gitt til 3767 W/m2K, og det totale varmeoverføringsarealet ble 5649 m2. Termisk hydraulisk design av et alternativt luftkjølt system ga tre luftkjølerenheter. Hver enhet ble 12m lang og 24,1m bred, utstyrt med åtte vifter med diameter på 4,3m. Varmeoverføringskoeffisienten for luftkjølerne ble 31 W/m2K og totalt varmeoverføringsareal på 200 897m2. Ved design utetemperatur på 23,1 °C er effektbehovet per vifte på 20,7 kW. Termisk hydraulisk design av det luftkjølte systemet til Kollsnes ga fem luftkjølerenheter til å dekke det totale kjølebehovet på 184 MW. Hver enhet ble 13,5m lang og 18,7m bred. Varmeoverføringskoeffisienten for luftkjølerne ble 28,4 W/m2K og det totale varmeoverføringsareal ble 263 685m2. For et tenkt sjøvannskjølt system på Kollsnes ble det designet 5 rørsats eksportkjølere til å dekke kjølebehovet. Hver rørsatsveksler er over 9 m lang med 824 rør, og en ytre diameter på 1067mm. Rørsats design ga varmeoverføringskoeffisient på 1597 W/m2K og totalt varmeoverføringsareal på 2454m2. Design av platevarmevekslere ga 11 vekslere i parallell med 436 varmeoverføringsplater i hver veksler for å dekke et kjølebehov på 406 MW. Varmeoverføringskoeffisienten for designtilfellet ble 3502 W/m2K, og det totale varmeoverføringsareal for platevekslerne ble på 11 300m2. De estimerte utstyrskostnadene for det sjøvannskjølte systemet på Ormen Lange er på 128 millioner NOK, mens utstyrskostnader for luftkjøleanlegget på Kollsnes er estimert til 17,5 millioner NOK. Innført i et kostnadsprogram ville tilsvarende luftkjøleanlegg på Ormen Lange koste 10,5 millioner NOK, og tilsvarende estimert sjøvannskjølt anlegg på Kollsnes koste i overkant av 160 millioner NOK. Kostnadssimuleringen viser også at utstyrskostnadene for sjøvannskjølte prosessanlegg øker i større grad enn det luftkjølte anlegget ved økning av kjølebehovet (MW). Det kraftkrevende utstyret på sjøvannskjølesystemet til Ormen Lange er pumpene og sjøvannsfilteret. Til sammen er effektbehovet til dette utstyret på 7996 kW ved designtilfelle. Effektbehovet til Kollsnes luftkjølte kjølesystem er luftkjøleviftene. Ved design ute temperatur på 26 °C er det totale effektbehovet for alle fem luftkjølere 488 kW. For et tilsvarende luftkjølt kjølesystem på Ormen Lange estimeres effektbehovet til 293 kW, mens for et tilsvarende sjøvannskjølt kjølesystem på Kollsnes estimeres effektbehovet å være på 11 982 kW. For sjøvannskjølt kjølesystem antas en større økning av effektbehovet ved økende kjølebehov enn for et luftkjølt kjølesystem. Ut fra økonomiske forutsetninger oppgitt i denne oppgaven vil luftkjølt kjølesystem for landbasert gassprosessanlegg foretrekkes framfor sjøvannskjølt system, uansett kjølebehov. Når et sjøvannskjølt prosessanlegg foretrekkes, må dermed andre enn økonomiske faktorer ligge til grunn. | nb_NO |
