Elliott의 새로운 140TCH 파이프라인 압축기

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클라우스 브런(Klaus Brun), 토드 오마틱(Todd Omatick)

압축기는 천연가스 파이프라인에 설치되어 작동 압력으로 파이프라인에 가스를 주입한 다음 파이프라인을 따라 특정 거리에서 가스를 재압축하여 점성 압력 강하를 보상합니다. 일반적인 파이프라인 작동 압력 범위는 표준 파이프 직경의 경우 수백 psi에서 약 1500psi(103bar)이며 범위는 몇 인치에서 60인치(1524mm) 이상입니다. 미국에서만 현재 410만km가 넘는 파이프라인의 천연가스 파이프라인 압축 서비스에 7000개 이상의 압축기가 설치되어 있습니다. 이러한 압축기 중 약 25%는 원래 1940년에서 1970년 사이에 설치된 오래된 저속 일체형 왕복동 기계로, 기술적으로 구식이며 대부분 쓸모가 없습니다.

액화천연가스(LNG) 수출 증가, 신규/연료화 화석 발전소, 국내 소비 증가로 인한 천연가스 수요 증가로 인해 새로운 장치 설치와 설치를 통해 북미 파이프라인 압축 용량을 빠르게 늘릴 필요성이 촉발되었습니다. 오래된 저전력 장치를 현대적인 고전력 장치로 교체합니다. 동시에 환경 규제로 인해 파이프라인 운영으로 인한 탄소 배출 및 가스 누출을 줄여야 하므로 파이프라인 압축기 드라이버로 가스 엔진이나 터빈보다 전기 모터를 선호하게 되었습니다.

현재 파이프라인에 설치되는 대부분의 원심 압축기는 원래 프로세스 가스, 배럴 빔 스타일 압축기에서 파생되었습니다. 이 설계에서는 긴 다단 임펠러 샤프트가 베어링에 장착되고 케이싱의 양쪽 끝이 밀봉되며 밸런스 피스톤과 스러스트 베어링이 사용되어 샤프트의 축 이동을 제한합니다. 이 설계는 원래 고압 비율과 고압에서 다양한 가스를 처리하도록 고안된 고전적인 냉동, 정유소 및 화학 공정 압축기에서 발전되었습니다.

그러나 이 설계 스타일은 압력비가 상대적으로 낮고 가스 구성이 상당히 일정하지만 작동 조건이 매우 다양하고 압축기가 예정된 또는 강제 정지 없이 장기간 작동해야 하는 기본 파이프라인 서비스에는 최적이 아닙니다. 또한, 파이프라인 운영자는 전통적으로 가스 터빈 드라이버 사용을 선호하기 때문에 대부분의 최신 파이프라인 압축기 설계는 전기 모터의 낮은 속도보다는 높은 가스 터빈 속도에서 최적의 성능을 제공하도록 속도 일치됩니다. 전기 모터로 원심 압축기를 구동하려면 대부분의 파이프라인 응용 분야에서 기어박스를 사용해야 합니다.

Elliott의 새로운 140TCH 파이프라인 압축기는 천연가스 파이프라인 서비스용으로 특별히 설계된 기능을 통해 이러한 단점 중 일부를 해결합니다. 또한 구성 요소 수를 최소화하도록 설계되었습니다.

Elliott의 140TCH는 단일 또는 이중 스테이지, 기어박스 없이 전기 모터로 구동되는 축 흡입구가 있는 오버행 설계입니다(그림 2). 이러한 설계 접근 방식은 효율성을 높이고 단일 건식 가스 씰에서 누출을 줄이며 밸런스 피스톤을 방지합니다. 140TCH에는 직접 연결, 가변 주파수 드라이브(VFD) 모터 및 표준 설치 공간이 함께 제공되며 최적의 효율성을 위한 맞춤형 공기 역학과 예정된 정비 사이의 작동 시간 연장이 제공됩니다. 기어리스 구성은 더 작은 설치 공간, 윤활유 요구 사항 감소 및 더 높은 순 효율성을 제공합니다. 고속 VFD 구동 모터는 가스 터빈 드라이버에 비해 이산화탄소(CO2) 및 NOx 배출을 크게 줄입니다. VFD는 전력망 문제를 해결하고 부하/용량 요구 사항에 맞게 조정 가능한 작동을 허용합니다. 파이프라인 압축기의 단일 리프트 플러그 앤 플레이 설계에는 윤활유, 완충 가스 패널 및 통합된 맞춤형 제어 장치와 같은 보조 장치가 포함됩니다. 스키드에는 배관 및 배선이 포함되어 있습니다. Elliott 140TCH 파이프라인 압축기는 10,000~42,000hp(7460~31,332kW) 크기에서 전체 범위의 가스 운송 응용 분야에 사용할 수 있습니다.