Væsketolerant kompressor

Prosjektoppgaver innen Produktutvikling og Produksjon
Termisk Energi
2003
I samarbeid med Statoil er det etablert prosjektoppgaver innen energioptimal drift av prosessanlegg for gass. Prosjektene videreføres gjerne i diplomoppgaver. Det vil også være muligheter for sommerjobber innen spesifiserte oppgaver.
1. Energiøkonomisering av i gass eksportanlegg
Ved innføring av ny eksportteknologi er det viktig å verifisere økt energieffektivitet og virkningsgrad, samt reduksjon i driftskostnader. Verifisering skjer i flere trinn der både reelle måledata fra anlegget og programsystemer benyttes i vurderingene. Dette innebærer analyse av designgrunnlag, ytelsestester, termodynamiske forhold, samt tilstandsanalyse for å få kunnskap om eksisterende og forventet effektivitet. Arbeidet vil være en videreføring av tidligere studentarbeider og samarbeidsprosjekter.
Hovedemner:
-
Videreutvikling av programsystemer for ytelsesprediksjon (ProII, PVTsim, AGA)
-
Etablere nye rutiner for energiøkonomisering
-
Analyse og dokumentere potensialet for Troll
Kontaktperson; Lars E Bakken, NTNU; 93719
2. Miljøeffektiv energiproduksjon
Både nasjonalt og internasjonalt er det sterkt økende fokus på energieffektivitet i forbindelse med kraftproduksjon. Fokus er ofte rettet på gassturbiner, som offshore står for nesten all kraftproduksjon og mekanisk drift av utstyr. Ovennevnte forhold medfører både nasjonalt og internasjonalt et betydelig incentiv til å utvikle og ta i bruk nye, effektive gassturbinprosesser.
I enkelte land er det alt opprettet større nasjonale FoU-programmer for å utvikle konsepter med økt termisk effektivitet og vesentlig reduksjon i miljøutslippene. Det er derfor av interesse å analysere potensialet til nye verktøy og ny teknologi, spesielt hvor gassturbiner integreres med øvrige prosessystemer for å utnytte hjelpesystemer, prosessfleksibilitet og “avfallsprodukter”.
Oppgaver:
-
Litteratursøk og faglig fordypning innen avanserte systemer for kraftsproduksjon. Hovedvekt legges på gassturbinsystemer som kan integreres i et prosessanlegg. Status på ulike konsepter innhentes, potensialet analyseres, og konseptene rangeres
-
Basert på referansedata skal muligheter og begrensninger til ulike gassturbinsystemer analyseres. Hovedvekt legges på forhold relatert til ytelser, miljøutslipp og energieffektivitet
-
Analysere ulike rutiner for ekvivalent driftstid, dvs. rutiner som tar hensyn til systemets energibelastning og miljøutslipp.
Kontaktperson; Lars E Bakken, NTNU; 93719
3. Væsketolerante / våtgass kompressorer
Nye konsepter for kompresjon av våt gass er under utvikling. Ulike prototyper vil bli testet på Kårstø under tilnærmet reelle driftsforhold, dvs. hydrokarbon fluid, samt reelle trykk og temperaturer . Ved uttesting av nye maskiner er det viktig å verifisere kompressorenes ytelser ved aktuelle driftsforhold. I denne sammenheng er det spesielt viktig å etablere metoder for termodynamisk analyse. Hvis mulig er det ønskelig at kandidaten baserer seg på måledata fra tester på Kårstø. Termodynamiske og fysikalske data beregnes ved hjelp av egnet system.
I tillegg er det ønskelig å analysere og dokumentere grad av termisk likevekt i et fluid som har ulik temperatur i gass- og væskefasen. Arbeidet baseres på måledata fra lab. rigg ved NTNU. Reelle test- og driftsdata vil bli gitt.
Følgende hovedemner inngår;
-
Foreta en gjennomgang og analyse av testdata fra nye konsepter. Forholdet inkluderer beregningsmetoder som baserer seg på kompresjon av en kombinert fase, eller kompresjon av hver fase atskilt.
-
Analysere testdata for å kunne fastlegge avvik mellom termodynamisk tilstand ved tørr gass og tilstand ved våt gass. Forholdet inkluderer endring i faselikevekt ved bruk av ulike tilstandsligninger. Modeller benyttes til å analysere innvirkningen av unøyaktigheter i måleparametere, dvs. sensitivitet med hensyn til f.eks. avvik i utløpstrykk og – temperatur.
-
Delta i eksperimenter for å analysere termisk likevekt og strømningsforhold i våtgass kompressorer, herunder analysere grad av termisk likevekt i et fluid som har ulik temperatur i gass- og væskefasen.
Kontaktperson; Lars E Bakken, NTNU; 93719
Operatører av gassturbiner stiller i dag strengere krav til maksimal ytelse og effektivitet. Spesielt gjelder forholdet applikasjoner hvor gassturbinen begrenser produksjonskapasiteten i anlegget. I denne sammenheng er det av spesiell interesse å analysere degradering i gassturbinens ytelse, samt fastlegge hvilke forhold som påvirker degraderingen. I tillegg er det behov for å vurdere tiltak for å begrense degraderingsforløpet. Hovedvekt legges på degradering av gassturbinens kompressordel.
Oppgaver:
-
Litteratursøk for å klarlegge degraderingsmekanismer og renseprosesser for tilstandsbasert vedlikehold. Forholdet inkluderer en anbefaling av hvilke parametere som er representative for degraderingsanalyser.
-
Analysere måledata fra "on-line" vannvask av gassturbin. Forholdet inkluderer analyse av degraderingstrend/reduksjon i ytelse, gassturbinens respons degradering, samt optimale parametere for overvåking.
-
Etablere og analysere ulike rutiner for ekvivalent driftstid for gassturbiner. Gassturbiner i offshore anvendelser vektlegges.
5. Kompressorteknologi - analyse av kompressorers ytelse
For å redusere driftskostnader og optimere produksjonskapasiteten implementeres ny forbedret kompressorteknologi. Både for operatører og leverandører er det ønskelig å verifisere teknologiens effektivitet og potensial. Verifisering utføres ved hjelp av tester i anlegget og analyser i ulike programsystemer. Av spesiell interesse er grunnlaget for beregning av ytelser og hvordan disse påvirkes av ulike driftsforhold.
Hovedemner:
1. Verifikasjon av nye programsystemer for ytelsesprediksjon (ProII, PVTsim, GERG)
2. Termodynamisk analyse basert på internasjonale standarder (ASME, ISO)
- Systematisering av test og analysedata fra ulike maskiner på Gullfaks, Troll, Åsgård
3. Analyse av forenklede tilstandsparametere for bruk i tilstandssystemer
4. Prosjektere rigg for testing av høytrykks kompresjon
Kontaktperson; Lars E Bakken, NTNU; 93719
|