MoBiDic:量身定制的天然气输送泵,而不是将其吹出-保护环境,避免天然气损失

by Emilia Haep and Dr. Ralf Borschinsky (ONTRAS)
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MoBiDic:量身定制的天然气输送泵,而不是将其吹出-保护环境,避免天然气损失

NEUMAN&ESSER的移动式管道排空压缩机可排空天然气管道,并实现最大流速的快速部署

在关于温室气体减排的讨论中,甲烷排放量在欧洲所有温室气体排放量中占比最大,仅次于二氧化碳排放量。甲烷排放来自各个经济部门,包括天然气行业。因此,在考虑节约潜力时,天然气网络在应对气候变化的挑战中也发挥着重要作用。

ONTRAS Gastransport GmbHONTRAS)是一家总部位于德国莱比锡的天然气输送系统运营商。该公司拥有约7700公里的管道,运营着德国第二大长输管网。多年来,避免天然气管道计划工作期间天然气损失造成的甲烷排放一直是ONTRAS的核心关注点

当对天然气网络进行维修工作时,必须首先将受影响的管道段排空。在过去,将残余气体排放到大气中是一种常见且被接受的方法。这带来了两个决定性的缺点。大量甲烷被释放到大气中,导致相应的高气体损失,从而给天然气网络运营商带来了经济损失。因此,ONTRAS在早期阶段寻找替代方案以避免井喷。如果有具有相应可用吸收能力的第二条管道可用,ONTRAS会求助于服务提供商,使用移动式压缩机将待膨胀的气体量泵入第二段管道。

然而,在整个欧洲,只有有限的移动式压缩机服务可供使用。通常,这些压缩机不符合ONTRAS网络的必要技术要求,而且计划运行的可用性(尤其是短期预约)往往很困难。此外,每种情况下所需合同的规划、招标和授予对服务提供商来说都非常耗时。在对所有选项进行详细评估后,ONTRAS最初决定使用自己的移动式压缩机,以确保更大的灵活性。为了减少甲烷排放,使用了现有的移动式压缩机——NEUMAN&ESSER MoBIO 800

临时解决方案:使用MoBIO 800进行疏散

MoBIO 800自2014年以来一直是ONTRAS机队的一部分,最初有不同的应用目的。为了确保ONTRAS网络上23个沼气进料厂的法律要求的高可用性,ONTRAS与NEUMAN&ESSER一起设计了MoBIO 800,这是一种移动式压缩机组,有两个由315千瓦双端电机驱动的V型压缩机,以便在进料故障时能够快速设置替换解决方案。因此,MoBIO800是普遍建造的,但也是专门为这些沼气厂的需求而建造的。

MoBIO 800具有很大的优势,它已经可以作为移动解决方案使用,可以直接用于泵送。由于MoBIO 800最初是为不同的应用而设计的,因此它无法完全满足日益增长的泵送要求。这些包括泵送能力的显著提高和永久可部署移动解决方案的灵活性,在使用前不需要额外的调试测试。因此,需要一种新的、更强大的移动解决方案,可以快速安装和拆卸,并针对ONTRAS管道网络进行优化。

MoBiDic的诞生

根据MoBIO 800的经验,ONTRAS工程师在2019年确定了新工厂的要求:该机器将自动运行,只能安装在一辆全尺寸拖车上。此外,应该可以将其安装在任何平坦的承重表面上,而无需额外的努力。在16巴至40巴的主压力范围内实现最大可能的泵送体积流量,并且在此过程中尽可能降低待排空管段的压力。

ONTRAS根据在以前项目中获得的良好经验以及NEUMAN&ESSER的单个移动式排气压缩机可以实现最大可能输送量的约束性保证,授予了工程合同。在大约两年的工程和工厂实际建设项目期间,NEUMAN&ESSER和ONTRAS之间进行了密切合作。在项目阶段,ONTRAS已经能够跟踪工厂的各自中间状态。使用AutoCAD Plant 3D软件,可以将工厂可视化为3D模型。ONTRAS还获得了用VR眼镜虚拟检查移动式管道抽空压缩机的机会。因此,即使在施工开始之前,也可以实时检查各个组件的易于维护性和可访问性。这导致了一项针对ONTRAS及其网络条件的精确规划工作。随后,在NEUMAN&ESSER开始建造输送压缩机
 

NEUMAN&ESSER代表在特别苛刻的条件下提供客户特定的解决方案。因此,以最大可能的流速为重点,开发了移动式管道抽空压缩机,到目前为止,市场上还没有这种性能的产品。NEUMAN&ESSER的该解决方案仅安装在一辆拖车上,由770千瓦的燃气发动机驱动。所有系统组件,如水冷、空调、控制、调节和上部结构附件,都安装在拖车上。创新设计,在最小的空间内实现最大的交付量,并具有足够的维护友好性。

为了使ONTRAS的时间支出、停机成本和排放尽可能低,特别高的泵送能力是必不可少的。由于特殊的压缩机设计,适合最大输送量,2TVL63 GTC型气密压缩机(2级,干式运行,4级,卧式)将高达68000 Nm³/h的天然气压缩到另一条天然气管道中,排放压力高达45 bar(g)。2TVL63 GTC设计有一个特别短的发动机和一个旋转45°的特殊气缸结构,以最大限度地利用拖车的给定空间。曲轴箱的气密设计即使在排气过程中也能防止气体排放

为了允许短期操作并避免许可证等待时间,移动单元是根据STVZO相关标准外部尺寸建造的。由于重量分布的特殊设计,实现了与路线无关的永久豁免。通过各种辅助系统和完整的控制柜单元,该工厂能够自给自足,因为该工厂是通过各自位置的长输管道中的天然气运行的。移动式压缩机组从交付到调试的准备时间仅为两个小时左右。


在TÜV成功完成并验收后,预告片进行了最后的视觉润色,并命名为“MoBiDic”,这是ONTRAS内部创意竞赛的明显获胜者。然后进行了为期三周的试运行。在德国米尔佐的西部网络区域,NEUMAN&ESSER与Streicher Anlagenbau、各专业公司和ONTRAS一起模拟了典型的泵送条件,并进行了几次耐久性测试。

测试阶段表明,MoBiDic的每一次新用途也带来了新的条件。特别值得注意的是,在测试阶段,明显超过了承诺的最大流量68000 Nm³/h。第一次成功的抽水作业发生在德国莫肯多夫
 

随后,在德国的Leuna、Großenhain、Bobbau、Brusendorf和Lauchhammer进行了进一步的行动。每一次新的操作都带来了新的见解,并导致了进一步的技术优化,工程团队能够在很短的时间内实施,直到下一次操作。

第一年的记录是:泵送了1450000 Nm³的天然气,否则这些天然气将被释放到大气中。节省的天然气量可供约650户独户家庭一年使用。总共避免了相当于28000公吨二氧化碳的排放,相当于2.8亿乘用车公里。

在2021/2022年之交,MoBiDic的首次年度维护和保护工作在维尔岑的NEUMAN&ESSER遗址进行。此外,在此期间,降低磨损的预期也得到了满足。压缩机于2022年初出发,以再次避免维修工作期间的排放。ONTRAS重新露营计划已经为支持团队和MoBiDic承诺了完整的时间表。

NEUMAN&ESSERONTRAS之间的成功合作已经为环境保护做出了重大贡献。两家公司的绿色愿景是一致的,他们决心在未来继续最大限度地减少甲烷排放

移动式压缩机的特点:

移动式压缩机的特点:

  • 增加量:68.000 Nm3/h

  • 吸入压力:2-45巴(克)

  • 排放压力:7-45巴(克)

  • 燃气发动机功率:770千瓦

  • 气密发动机

  • 总重量:约40

  • 尺寸:13,00x2.55x2.70米。