Optimal drift av kompressorer

Abstract

Ved Troll Kollsnes ble ett nytt gassbehandlingstog satt i drift i 2004. Det er også blitt installert en sjette kompressor i parallell med de fem opprinnelige kompressorene. Formålet med denne oppgaven var å undersøke i hvilken grad innfasingen av det nye gassbehandlingsanlegget, og følgelige endringer i molvekt påvirker ytelsen til kompressorene. Oppgavens første mål var først å utvikle en simuleringsmodell over eksportgasskompressorene ved Troll Kollsnes. Det finnes ingen måling av molvekten inn på kompressorene på Kollsnes, og man vet dermed ikke om gassen fra det nye gassbehandlingstoget påvirker de fem opprinnelige kompressorene. Derfor var det var ønskelig å implementere gassfordelingen inn til hver kompressor i denne simuleringsmodellen, slik at den kunne benyttes for å undersøke og predikere molvekt inn på hver enkelt kompressor. Simuleringsmodellen skulle videre benyttes for å undersøke og dokumentere varierende gassammensetnings påvirkning på kompressorenes ytelse. Utviklingen av simuleringsmodellen ble gjort i programmet Hysys. Modellen viste tilfredsstillende resultater ved verifiseringen av den, og den ferdig utviklede modellen kan benyttes for analyse av reell drift. Modellen tar også hensyn til varierende gassammensetning fra det nye gassbehandlingstoget. Modellen gir avvik i effekt på maksimalt 7 %. Årsaken til avvikene er mest sannsynlig måleunøyaktighetene på Troll Kollsnes. Usikkerhetsanalysene viser at avviket i effekt på grunn av målefeil for trykk, temperatur og massestrøm er 2 MW. Ved hjelp av modellen er det gjennomført flere analyser av kompressorene på Kollsnes. Påvirkningen som endret gassammensetning har på kompressorene er vektlagt. Sensitivitetsanalysene viste at en endring på 10 % i innløpstrykk, innløpstemperatur eller molvekt vil gi en endring på henholdsvis 14 %, 15 % og 16 % i effektbehovet for kompressoren. Endret effektbehov vil påvirke den optimale lastfordelingen mellom kompressorene. Lastfordelingsanalysen viser at molvekten påvirker den optimale fordelingen mellom to kompressorer i parallell, men at det er lave innsparinger ved å inkludere molvekten i lastfordelingsstrategien. Sensitivitetsanalysen for løftehøyde og virkningsgrad viste at molvekten har betydelig påvirkning på ytelseskurvene. Det ble funnet avvik på opptil 8,9 % i løftehøyde og 2,75 % i virkningsgrad som følge av variasjon i molvekt. Dette påvirker den termodynamiske tilstandsanalysen betydelig. Det anbefales derfor at man undersøker molvekten fra NGL-anlegget og korrigerer for denne om nødvendig. Simuleringsmodellen kan benyttes for å anslå hvordan gassen fra NGL-anlegget påvirker molvekten inn på kompressorene.