Elliott の新しい 140TCH パイプライン コンプレッサー

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クラウス・ブラン、トッド・オマティック著

コンプレッサーは天然ガスパイプラインに設置され、動作圧力でガスをパイプラインに注入し、パイプラインに沿って一定の距離でガスを再圧縮して粘性圧力低下を補償します。 一般的なパイプラインの動作圧力は、標準的なパイプ直径の場合、数百 psi から約 1500 psi (103 bar) の範囲であり、その範囲は数インチから 60 インチ (1524 mm) を超えます。 現在、米国だけでも、260 万マイル (410 万 km) 以上のパイプラインの天然ガス パイプライン圧縮サービスに 7,000 台を超えるコンプレッサーが設置されています。 これらのコンプレッサーの約 25% は、1940 年から 1970 年の間に設置された古い低速一体型レシプロ機械であり、技術的に時代遅れであり、ほとんどが旧式です。

液化天然ガス（LNG）輸出の増加、新規または燃料補給された化石発電所、国内消費の増加によって天然ガス需要が増大しているため、新しいユニットの設置と、古い低電力ユニットを最新の高電力ユニットに置き換えます。 同時に、環境規制により、パイプライン運用からの炭素排出とガス漏れの削減が求められており、その結果、パイプラインのコンプレッサー駆動装置として、ガスエンジンやタービンよりも電気モーターの設置が好まれるようになりました。

現在パイプラインに設置されているほとんどの遠心コンプレッサーは、もともとプロセスガスのバレルビーム型コンプレッサーから派生したものです。 この設計では、長い多段インペラ シャフトがベアリングに取り付けられ、ケーシングの両端でシールされ、バランス ピストンとスラスト ベアリングを使用してシャフトの軸方向の動きを制限します。 この設計は、もともと高圧で高圧比やさまざまなガスを処理することを目的とした、古典的な冷凍、精製所、および化学プロセスのコンプレッサーから発展したものです。

ただし、この設計スタイルは、圧力比が比較的低く、ガス組成がかなり一定であるものの、動作条件が非常に変化し、コンプレッサーを計画的または強制的な停止なしに長期間動作させる必要がある基本的なパイプライン サービスには次善です。 さらに、パイプライン事業者は伝統的にガス タービン ドライバーの使用を好むため、現在のパイプライン コンプレッサー設計のほとんどは、電気モーターの低速ではなく、ガス タービンの高速で最適なパフォーマンスを提供するように速度が調整されています。 電気モーターで遠心圧縮機を駆動するには、ほとんどのパイプライン用途でギアボックスを使用する必要があります。

エリオットの新しい 140TCH パイプライン コンプレッサーは、天然ガス パイプライン サービス用に特別に設計された機能により、これらの欠点のいくつかに対処します。 また、コンポーネント数を最小限に抑えるように設計されています。

Elliott の 140TCH は、ギアボックスなしで電気モーターで駆動されるアキシャル インレットを備えた 1 段または 2 段のオーバーハング設計です (図 2)。 この設計アプローチにより、効率が向上し、単一のドライガスシールからの漏れが減少し、バランスピストンが不要になります。 140TCH には、最適な効率と予定されたオーバーホール間の稼働時間を延長するためのカスタム空力学に加えて、ダイレクトコネクトの可変周波数駆動 (VFD) モーターと標準設置面積が付属しています。 ギアレス構成により、設置面積が小さくなり、潤滑油の必要量が減り、正味効率が高くなります。 VFD 駆動の高速モーターは、ガス タービン ドライバーと比較して二酸化炭素 (CO2) と NOx の排出量を大幅に削減します。 VFD は電力網の問題に対処し、負荷/容量要件に合わせて動作を調整できるようにします。 パイプライン コンプレッサーのシングル リフト プラグ アンド プレイ設計には、潤滑油、バッファ ガス パネル、統合されたカスタマイズされた制御装置などの補助装置が含まれています。 スキッドには配管や配線が付属します。 Elliott 140TCH パイプライン コンプレッサーは、10,000 ～ 42,000 hp (7460 ～ 31,332 kW) のサイズで、あらゆるガス輸送用途に対応します。