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Verfahrenstechnik 1-2/2016

Verfahrenstechnik 1-2/2016

MESSEN, REGELN,

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN Das Gas muss fließen Erhöhter Förderdruck verlängert Nutzungsdauer von Gasfeld im Oman Johannes Schwenger Oman erweitert seine Öl- und Gasförderkapazitäten sowohl durch die Erschließung neuer Felder als auch durch eine effektivere Gewinnung zur Neige gehender Vorkommen mithilfe optimierter Fördertechnologien. In einem Teilprojekt wurde eines der wichtigsten Gasfelder des Landes mit neuen Frequenzumrichtern und Motoren ausgerüstet. Autor: Johannes Schwenger, Leiter Produktmanagement Antriebssysteme Niederspannung und Mittelspannung, WEG Germany GmbH, Kerpen Seit vielen Jahren betreibt Oman wichtige Gasfelder im Zentrum des Landes. Es ist zu erwarten, dass das Sultanat auch über die nächsten 25 Jahre hinweg ein erhebliches Volumen an Erdgas fördern wird – als langfristige, nachhaltige und wettbewerbsfähige Rohstoffzufuhr für seine petrochemische Industrie. Derzeit bestehen Planungen, nicht nur die Technik in der Gasförderung, sondern auch die in nachgelagerten Fertigungsprozessen weiterzuentwickeln, z. B. in der Produktion von Ethylendichlorid (EDC), Ätznatron und anderen Chemikalien. In dem konkreten Projekt des Petroleum Development Oman (PDO) soll die Förderung im wichtigsten Gasfeld in Saih Rawl gesichert werden, obwohl dort der Druck aufgrund zur Neige gehender Vorkommen im Laufe der Zeit allmählich sinkt. Hierfür werden Kompressoren installiert, die den Förderdruck erhöhen und so eine weitere effektive Nutzung der Anlage gewährleisten, die im Wesentlichen der Förderung von Gas sowohl für den heimischen Markt als auch den Export dient. Kompressoren im Fokus Die erheblichen Investitionen in das PDO- Projekt Saih Rawl Depletion Compression Phase 2 sollen sicherstellen, dass pro Tag 30 Mio. m³ Erdgas gefördert und anschließend der zentralen Gasverarbeitungsanlage zugeführt werden können. Mit den technischen Umrüstmaßnahmen dürfte eine wesentliche Verlängerung der Betriebsdauer des Gasfelds möglich werden. Eine Schlüssel rolle nehmen dabei die in der zentralen Gasverarbeitungsanlage installierten Kompressoren zur Erhöhung des Förderdrucks ein, die dafür sorgen, dass das Gas weiter in ausreichendem Maße fließt. WEG lieferte für das Projekt 48 Frequenzumrichter und Motoren mit einer Leistung von 30 kW sowie 32 Frequenzumrichter- Motorkombinationen mit einer Leistung von je 15 kW, jeweils integriert in die standortspezifische Steuerungstechnik. Auch der gesamte Überlastschutz, Schaltgeräte, Relais und Drucktaster für die Schaltschränke stammen aus der Fertigung des breit aufgestellten Herstellers. Schonende Lüfterantriebe Die Motoren und Frequenzumrichter von WEG kommen in Saih Rawl vor allem als Saug- und Druck-Kühllüfterantriebe des Haupt-Gaskompressors zum Einsatz. Die Antriebe werden als komplette Systeme mit einem Leistungsschalter mit hohem Schaltvermögen für die Notabschaltung sowie einem Bypass für den Direktanlauf (DOL) geliefert. Ein passiver Oberwellenfilter am Eingang reduziert die Rückwirkungen auf die Netzversorgung, die aus der nichtsinusförmigen Netz- 28 VERFAHRENSTECHNIK 1-2/2016

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN In die Schaltschranktüren sind jeweils ein Bedienfeld, verschiedene Drucktaster und Kontrollleuchten integriert stromaufnahme der Umrichter herrühren. Ein Ausgangsfilter schützt den Umrichter. Dank intensiver Forschungsarbeit und der Zusammenarbeit von Motoren- und Frequenzumrichterentwicklern ist es WEG gelungen, gravierende Nachteile moderner Frequenzumrichter mit Impulsbreitensteuerung (PWM-Steuerung) zu überwinden: Denn normalerweise führt die in dem Umrichter erzeugte nicht sinusförmige (rechteckige Spannungsblöcke) Motorspannung tendenziell zu einem Anstieg der Motortemperatur und zu schnellen, transienten Spannungsanstiegen und Spannungsüberhöhungen an den Motorklemmen – beides hat eine signifikante Senkung der Motorlebensdauer zur Folge. Die Frequenzumrichter von WEG hingegen minimieren Spitzenspannungen durch eine sorgfältige Abstimmung der Pausenzeiten zwischen den Impulsen der IGBTs (Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode). Auf diese Weise wird die maximale Höhe der Spitzenspannungen begrenzt und es werden längere Kabelwege möglich, ohne dass dies nachteilige Auswirkungen auf die Motorisolation hat. Die patentgeschützte Technologie Optimal Flux führt zu einer reduzierten Stromaufnahme bis zu 50 % der Motornenndrehzahl. Dadurch kann der Motortemperaturanstieg um etwa 11 % gesenkt werden – ein wichtiger Faktor angesichts der Tatsache, dass sich die Lebensdauer der Isolation und damit auch die des Motors pro 10 °C Senkung der Betriebstemperatur verdoppeln. Alternativ kann die Technologie auch genutzt werden, um die Drehmomentabgabe unter Ausnutzung der thermischen Grenztemperatur des Motors um bis zu 50 % der Motornenndrehzahl zu erhöhen. Lieferung kompletter Systeme Für das Projekt Saih Rawl integrierte WEG seine Frequenzumrichter in komplette Automatisierungssysteme und baute sie in einem seiner Werke in Brasilien in dort gefertigte Schaltschränke ein. Bei Prüfungen wurden die unter realen Betriebsbedingungen auftretenden rauen Bedingungen simuliert und damit sichergestellt, dass die Systeme für den vorgesehenen Einsatz voll geeignet sind. Jeder Schaltschrank wurde außerdem mit einen Steuertransformator sowie Hilfsschützen und Leistungsschaltern ausgestattet. Darüber hinaus integrierte WEG in deren Front jeweils ein Bedienfeld mit hinterleuchteten LCD-Tasten, Ein-/Aus-Taster, eine Notausschaltkette der Kategorie 0, Kontrollleuchten zur Anzeige von Normalund Fehlerzustand sowie ein Beleuchtungsmodul. Eine redundante serielle Schnittstelle (2-Kanal-Modbus-RTU über RS485) ermöglicht dabei die Kommunikation mit dem übergeordneten Steuersystem. Die Schaltschränke verfügen zudem über Stillstandsheizungen. Dies ist von besonderer Bedeutung, da es im Oman zu extremen Temperaturunterschieden zwischen Tag und Nacht kommt, die zu Kondensation führen können, die in einem Schaltschrank unerwünscht ist. Fotos: iStock, WEG www.weg.net/de Zuverlässiges Befüllen und Dosieren mit VOLKMANN Dosiersystemen Dosierschleuse Dosierte Schüttgutabgabe, für die VOLKMANN Dosierschleuse eine Kleinigkeit. Unsere Dosierschleusen zeichnen sich aus durch: Hohe Genauigkeit Leicht zerlegbar Hygienisches Design Baumuster geprüft (ATEX) Wartungsarm Staubdicht Erfüllt Anforderung nach cGMP Individualisierbar Transport- und Dosiersysteme Materialentnahme, Vakuumtransport, Wiege- und Dosiersystem – zusammen finden wir für Ihren Anwendungsfall die passende Lösung und entwickeln das geeignete System. Fordern Sie uns! POWTECH 2016 Halle 3A, Stand 109 VOLKMANN GmbH ∙ 59494 Soest (Germany) ∙ Tel +49 (0)2921 96040 ∙ www.volkmann.info VOLKMANN. Ideen fürs Schüttguthandling.

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