Замена уплотнений компрессоров в Омане.

   Государственный газовый завод на месторождении Yibal был официально введен в строй в 1979 году. В его задачи входили эксплуатация богатых газовых месторождений страны и обеспечение топливом растущих отраслей местной промышленности. Особенностью энергопотребления султаната Оман является всплеск электрической нагрузки практически с марта в течение всего жаркого лета, связанный с круглосуточной работой кондиционеров.

Компрессоры - это все
   В плановом порядке компания Petroleum Development Oman (PDO) приостанавливает работу некоторых скважин для технического обслуживания и ремонта. Одновременно идет строительство новых скважин.
   В связи с этим перед инженерами PDO встала серьезная проблема: входное манометрическое давление на компрессорах завода к лету 2006 года могло упасть до 44 бар. При таком давлении часть компрессоров просто не смогла бы работать.

   Проведенные испытания подтвердили, что три одноступенчатых компрессора Mars (Solar Turbines) могут функционировать с пониженным расходом при входном давлении до 43 бар. Однако для четырех более старых трехступенчатых компрессоров Solar Centaur C-304 (фото 2), имеющих ограничение по интенсивности потока газа, минимальное входное давление составляет 46 бар.

   Еще одной проблемой стали масляные уплотнения компрессоров Centaur. Из-за сбоев в их работе средний коэффициент работоспособности компрессоров оказался недопустимо низким: 75% в 2002 г., 50% в 2003 г. и лишь 27,5% в 2004 году.
   Компрессоры на заводе частично дублируют друг друга: компрессоры Centaur соединены между собой последовательно, а с тремя компрессорами Mars параллельно. В этом и заключался повод для беспокойства: если бы из-за понижения давления компрессоры Centaur отключились, работа всего завода полностью зависела бы от работоспособности компрессоров Mars: в случае их выхода из строя завод сразу бы встал.

Экономичный выбор
   У PDO было два варианта действий: либо заменить компрессоры Centaur, либо модернизировать их, добавив четвертую крыльчатку. Группа заказала инженерный анализ у производителя компрессоров Solar Turbines и у всемирно известных специалистов по уплотнениям - корпорации Flowserve.
Результаты предварительного анализа убедили PDO, что установка дополнительной крыльчатки экономически эффективна. По оценкам специалистов PDO, без такой модернизации завод летом 2006 года смог бы удовлетворить лишь 85% спроса на газ (который оценивался в 23 млн мз в сутки). Повышение же давления скважин было намечено лишь на начало 2007 года, в связи с чем угроза недопоставок газа стала реальной.

   Ситуация была критическая, -говорит один из участников проекта со стороны Flowserve, живущий в Омане Пратхап Рамачандра. - В такие моменты как никогда важно найти проверенного партнера с опытом работы в подобных условиях.

За срочным решением - к международным специалистам
   Обратившись сначала к нескольким другим производителям компрессоров и уплотнений, PDO в конечном итоге заказала проект под ключ Flowserve. В середине 2005 г. Был заключен контракт на установку дополнительных крыльчаток, переборку и перевод компрессоров на сухие газовые уплотнения Flowserve Gaspac. Проект предусматривал и все работы по приостановке электрических и управляющих систем, а также полную модернизацию компрессоров.

   Предложение Flowserve, имеющей десятилетия инженерного опыта, получило поддержку инженеров PDO. Решающими здесь стали и опыт корпорации в модернизации компрессоров, и ее ведущие в отрасли мощности по замене уплотнений, и способность закончить проект в срок, чтобы успеть к моменту пикового энергопотребления.
Проектный коэффициент работоспособности компрессоров Centaur с сухими газовыми уплотнениями Flowserve Gaspac должен был составить 98%. Все работы по установке на каждый компрессор четвертой двухподшипниковой крыльчатки (в дополнение к уже существующим трем крыльчаткам), замене уплотнений и модификации самих компрессоров планировалось закончить так, чтобы все четыре компрессора Centaur были вновь введены в эксплуатацию до начала лета.

   - По нашим оценкам, в аналогичной реконструкции нуждаются около 8 тыс. компрессоров на нефтеперерабатывающих предприятиях, нефтехимических заводах, трубопроводах по всему миру, - отмечает Джон Сире, директор Flowserve по модернизации компрессорных уплотнений и систем за рубежом, работавший в том числе и над оманским проектом. - Пользу от установки дополнительных крыльчаток и замены уплотнений невозможно переоценить.

Проект под ключ
   Масштаб оманского проекта Flowserve впечатляет. Flowserve поставила все детали и запасные части для установки крыльчаток, в том числе сами крыльчатки и мембраны; доработанные детали; лабиринтные уплотнения, уплотнительные кольца и прокладки для новой мембраны; опорные подшипники; лабиринтные уплотнения для уже действующих ступеней; уплотнения разгрузочного поршня и другие необходимые детали. Корпорация отвечала также за проектирование, сборку и испытания всего поставляемого оборудования.

   Flowserve спланировала предварительный анализ, согласовала обмен данными между своими проектировщиками и инженерами PDO, составила планы приемочного контроля, обеспечила процедуры контроля качества всех процессов, в том числе монтажа, испытаний и ввода в эксплуатацию. Flowserve предоставила полную информацию по интеграции сухих уплотнений в систему, рабочие проекты и чертежи всего оборудования, компонентов и систем. Корпорация произвела полное программирование логических контроллеров и других элементов управления (обычно это выполняет конечный пользователь или субподрядчик). Неотъемлемой частью управления проектом и технической координации его исполнения были продолжительные выезды на объект.
Жесткие сроки
   Чтобы завершить работу в назначенное время, Flowserve максимально ускорила весь процесс - от изготовления панелей управления на заводе компании в канадском Калгари до полной замены уплотнений и модернизации компрессоров. Сухие уплотнения Gaspac были поставлены с завода компании в Дортмунде (Германия). Рядом с электростанцией, в Маскате была развернута оборудованная всем необходимым мастерская.
   К декабрю 2005 года Flowserve полностью завершила модернизацию трех компрессоров, значительно опередив график. После установки дополнительных крыльчаток и новых уплотнений компрессоры подверглись 300-часовому тестовому пуску, в ходе которого показали соответствие всем спецификациям из длинного списка, составленного инженерами PDO.

   - После модернизации первого компрессора специалисты PDO были так довольны, что согласились на реконструкцию обоих оставшихся компрессоров, а не одного из них, как предполагалось ранее, - отмечает Рамачандра. - Это был выдающийся успех.

Как работает корпорация Flowserve?
   Ненадежность систем масляных уплотнений для компрессоров всегда представляла серьезную проблему. Необходимость регулярного технического обслуживания приводит к лишним затратам; простой компрессоров обходится еще дороже. Но и приобретение новых компрессоров с установленными в заводских условиях сухими газовыми уплотнениями требует больших инвестиций.

   Одна из целей модернизации компрессоров с установкой на них сухих газовых уплотнений Flowserve - поднять коэффициент работоспособности компрессоров до 98%. В 2000 году корпорация Flowserve приобрела компанию Revolve Technologies, специализирующуюся на реконструкции компрессоров и установке сухих газовых уплотнений. Это позволяет Flowserve предлагать контракты полностью под ключ с установкой дополнительных крыльчаток, переборкой компрессоров и переходом на сухие газовые уплотнения.
Технологии и проектирование
   Группа Flowserve по модернизации базируется в Калгари (провинция Альберта, Канада). В составе группы опытные специалисты по модернизации уплотнений. Любой проект начинается с тщательных проектных расчетов, которые производятся исходя из условий эксплуатации по данным рабочих журналов клиента. Дальнейшее управление проектом включает выезды на объект, составление спецификаций, планирование приемочного контроля и пусконаладочных работ, подготовку чертежей оборудования и трубопроводов, планирование интеграции сухих уплотнений в систему и составление руководств по всем компонентам оборудования. Flowserve имеет в своем составе высококвалифицированную группу специалистов по обслуживанию на объекте. Они не только помогут клиенту провести пусконаладочные работы после реконструкции, но и организуют тренинг для сотрудников и менеджеров различных уровней с целью «гладкой» передачи технологий конечному пользователю. Для модернизации оборудования Flowserve использует оригинальные OEM-компоненты. Группа модернизации составляет модели крыльчаток, проводит анализ динамики ротора, моделирование компрессора и жесткие неразрушающие испытания.


Вопросы управления
   Даже на удаленных объектах Flowserve организует всю логистику, в том числе при необходимости транспортировку компрессоров на ремонтные предприятия. Flowserve располагает квалифицированным персоналом для таких работ, как обработка вала, замена капсул и подпятников подшипников, установка сухих газовых уплотнений, замена лабиринтных и кольцевых уплотнений, балансировка роторов для обеспечения параметров, превосходящих стандарт API. Безопасность имеет для Flowserve первостепенное значение. Там, где возможен открытый доступ к снятым компонентам, настилается шероховатое покрытие пола и устанавливаются ограждающие перила.

 Почему именно сухие уплотнения?
   Сухие газовые уплотнения Flowserve позволяют повысить надежность оборудования, снизить эксплуатационные затраты, увеличить эффективность, сократить необходимость в техническом обслуживании, повысить безопасность и экологичность.
Переход на сухие газовые уплотнения приносит сразу несколько ощутимых преимуществ. К примеру, в этом случае не требуется масло (и, соответственно, установка для его регенерации). В ходе работы масляного уплотнения 95% масла (до 1 270 л в год) теряется. Если же отработанное масло не очищается и не возвращается в цикл, его годовое потребление может возрасти до 47,5 тыс. л! Еще одна статья расходов - транспортировка и хранение масла. Кроме того, соблюдение экологических норм, связанных с отработанным окисленным маслом, также предполагает затраты. Сухим газовым уплотнениям Flowserve все эти проблемы незнакомы.
   Часть входной мощности, потребляемой компрессором, теряется в масляных уплотнениях на сдвиг масла. Разница потери на сдвиг масла между сухой и масляной системой составляет около 0,4% входной мощности на одно уплотнение. Так, выигрыш от перевода компрессора мощностью 10000 л.с. (7360 кВт) с двумя уплотнениями на сухое уплотнение составит 80 л.с. (60 кВт).

   С переводом на сухие уплотнения Flowserve станут ненужными масляные насосы, вентиляторы и все сопутствующие элементы логического управления и сигнальные кабели. Тем самым сокращаются затраты на электроэнергию, техническое обслуживание и поддержание материально-производственных запасов.
В сухих уплотнениях Flowserve в качестве затвора используются инертные газы, что позволяет устранить выбросы, ведущие к парниковому эффекту, и тем самым обеспечить соответствие экологическим нормам - как действующим, так и перспективным. Напротив, регенерация масла из компрессоров трубопроводов посредством системы дегазирования приводит к отводу в факелы дорогого технологического газа в объемах, в 50-100 раз превышающих утечку газа в атмосферу через сухое газовое уплотнение.
Прогнозируемые годовые затраты на техническое обслуживание сухих газовых уплотнений составляют $5000 на каждый компрессор; для масляных уплотнений они составляют $50000 -$100000.

   Сухие газовые уплотнения не приводят к вибрации, износу компонентов, сбоям. Масляные уплотнения способны несколько демпфировать динамику ротора; однако они же могут приводить к нестабильности и впоследствии к повреждениям подшипников, валов, внутренних лабиринтов и втулок.
Масляные уплотнения на компрессоре могут выбросить эмульсионный комок масла, приводящий к повреждению следующего устройства в линии. В случае разрыва линии подачи масла в уплотнение необходимо после продувки дополнительно очищать линию и компрессорную станцию. Затраты на очистку трубопровода, загрязненного маслом, могут оказаться значительными, причем такое загрязнение ведет к ухудшению качества продукции в химической и нефтеперерабатывающей промышленности, а в трубопроводной отрасли снижает эффективность охлаждения и интенсивность потока среды.