Gaag depletie compressor project
Gaag depletie compressor project
Subsidieregeling
Tender Investeringen Industiële Energiebesparing (TENDEM)
Aard project
Marktintroductieproject
Officieel projectnummer 393801/9053 Jaar toekenning
1999
Projectstatus
Afgerond
Uitvoerder
Nederlandse Aardolie Maatschappij BV 's-Gravenlandseweg 290 3125 BK Schiedam Telefoon: 010-4888911 Fax: 010-4888268
Samenvatting Op de gasbehandeling locatie Gaag in de provincie Zuid Holland is ten behoeve van het op capaciteit houden van de installatie en het leegproduceren ("depletie") van het gasveld een nieuwe geavanceerde aardgascompressorinstallatie in bedrijf genomen. De compressorinstallatie is voorzien van een hoogtoeren inductiemotor met meer dan 14.000 rpm, een "variable speed drive" en elektromagnetische lagering, waarmee onder sterk wisselende belastingen energie efficiënt geproduceerd kan worden. T.o.v. een conventionele compressorinstallatie die normaliter voor kleine gasvelden wordt toegepast, kunnen aanzienlijke hoeveelheden elektrische energie worden bespaard, omdat energieverliezen ten gevolge van het smoren aan de zuigzijde van de compressor kunnen worden voorkomen. Omdat geen tandwielkast behoeft te worden tussen geschakeld en doordat elektromagnetische lagering is gebruikt, kunnen bij toepassing van deze geavanceerde besturingstechniek bovendien de wrijvingsverliezen van de draaiende delen tot een minimum worden beperkt. Naar verwachting zal bij de gaswinning uit het Gaagveld m.b.v. de energie efficiënte compressorinstallatie in de periode 2002 t/m 2009 ruim 21 miljoen kWh elektrische energie worden bespaard. De meerinvestering voor de energie efficiënte compressorinstallatie (t.o.v.
een conventionele compressorinstallatie) is na ongeveer 6 jaar terugverdiend. Toepassingsmogelijkheden De resultaten van dit project zijn van belang voor sectoren waar sprake is van de inzet van grote pomp- en compressievermogens bij wisselende belastingen. Dit komt voor in de olie- en gaswinning, de petrochemie, de chemische industrie en bij energie distributiebedrijven.
Decompressor in aanbouw Omschrijving Bedrijf De Nederlandse Aardolie Maatschappij BV (NAM) houdt zich in Nederland en op het Nederlandse deel van het continentaal plat bezig met de opsporing en de winning van aardgas en aardolie. De NAM is in 1947 opgericht en is een werkmaatschappij van Shell en Esso die elk 50% van de aandelen bezitten. Met een aardgasproductie van circa 50 miljard m³ per jaar is de NAM verantwoordelijk voor ruim 75% van de totale aardgasproductie in Nederland. Naast de aardgasproductie uit het grote Slochteren-veld verzorgt NAM de productie van aardgas uit verschillende kleinere velden. Het aardgas wordt op een drukniveau van circa 65 bar aan Gasunie geleverd. Gasunie is in Nederland verantwoordelijk voor het transport van aardgas naar de vele binnenlandse afnemers en voor de export van het aardgas naar het buitenland. Ongeveer de helft van de aardgasomzet van Gasunie (80 miljard m³/jaar) wordt aan het buitenland verkocht. Bij de NAM zijn momenteel ruim 2.000 mensen werkzaam. De investeringen en operationele uitgaven bedroegen in 2001 ruim 2 miljard Euro. De NAM zet voor haar activiteiten veel personeel van aannemers in. Dit leverde in 2001 bijvoorbeeld voor enkele duizenden mensjaren werk op. Projectomschrijving Als gevolg van de aardgaswinning neemt de druk in een veld af en zal het aardgas op den duur niet meer "vrij uit het veld stromen". Hierdoor zal compressie noodzakelijk zijn om de gaswinning in stand te houden en de door de Gasunie gewenste druk te kunnen handhaven. Enige tijd geleden is de NAM gestart met een omvangrijk investeringsprogramma waarin bij verschillende gasvelden van de NAM aardgascompressoren worden geïnstalleerd. In het verleden werd in het relatief kleine Gaaggasveld de natuurlijke druk van het veld gebruikt voor de behandeling van het gas en voor de afvoer via het transportsysteem van Gasunie. (zie
figuur 1). Het behandelen van het gas houdt voornamelijk in dat water en hoogkokende koolwaterstoffen uit het gas worden gecondenseerd door middel van koeling. De eerste trap van deze gaskoeling (tot circa 35 °C) geschiedt met behulp van luchtkoelers, de tweede trap (tot minus 20 °C) geschiedt met behulp van Joule-Thomson expansiekleppen. Voor bovengenoemde procesvoering is een minimale gasvelddruk van 95 bar noodzakelijk. In de toekomst zal een compressorinstallatie (zie figuur 2 ) zorg dragen voor een voldoende hoge druk die benodigd is voor de boven beschreven gasbehandeling en de afvoer via het transportsysteem van Gasunie. Op deze wijze kan de gasproductie van het Gaag veld worden gewaarborgd tot de gasvelddruk is afgenomen tot beneden 12 bar.
Figuur 1: Principe gaswinning (zonder gascompressie) zoals tot eind 2001 op Gaagveld toegepast Toepassing Conventionele Technologie Bij grote gasvelden gebruikt de NAM compressoren die zijn voorzien van een synchrone elektromotor (circa 23 MW) met elektromagnetische lagering. Door middel van een variabele toerenregeling (1.500-6.700 rpm) kan op ieder moment de gewenste prestatiekarakteristiek (debiet en drukverschil) worden gerealiseerd. Bij kleinere gasvelden (zoals Gaag) varieert bij toepassing van aardgascompressie de belasting van de compressoren zo sterk dat een relatief groot toerenbereik (4.500 tot 15.000 rpm) nodig is. Met synchrone elektromotoren is dit alleen mogelijk door het toerengebied op te delen en gebruik te maken van een tandwielkast of door een recycleleiding van de hoge druk zijde naar de lage druk zijde van de compressor. Zowel de tussenschakeling van een tandwielkast als het gebruik van een recycleleiding heeft een verhoging van het energieverlies tot gevolg.
Figuur 2: Principe gaswinning (met gascompressie) zoals vanaf 2002 op Gaagveld toegepast Toepassing Innovatieve Technologie Door gebruik te maken van een innovatieve combinatie van een hoogtoeren inductiemotor (14.700 rpm), een variabele frequentie/thyristorbesturing en elektromagnetische lagers kan het benodigde grote toerenbereik wel rechtstreeks worden gerealiseerd (zie figuur 3). Door toepassing van deze in Europa voor deze vermogens nog niet eerder gebruikte technieken kunnen bovendien de energieverliezen ten gevolge van de toepassing van een versnellingskast of het gebruik van een recycleleiding worden vermeden.
Figuur 3 Energie- en economische gegevens Energiebesparing De energiebesparing die door middel van het onderhavige project wordt gerealiseerd berust op 3 componenten: •
Met behulp van de variabele frequentieregeling kan het smoren van de zuigdruk van de compressor en de hiermee samenhangende energieverlies worden voorkomen.
•
Door toepassing van magnetische lagering worden energieverliezen in de lagering en de smeersystemen vermeden
•
Door een groot frequentiebereik van deze compressor is geen tandwielkast of recycleleiding nodig.
De energiebesparing die door uitvoering van het Gaag depletie compressor project wordt gerealiseerd, kan worden bepaald door het elektriciteitsverbruik van de toegepaste innovatieve compressorinstallatie te vergelijken met het elektriciteitsverbruik van een conventionele compressorinstallatie. Doordat de gasdruk van het Gaagveld in de komende jaren zal afnemen, zal de energiebesparing die met behulp van het project gerealiseerd wordt in de komende jaren geleidelijk toenemen. Verwacht wordt dat in de periode 2002 t/m 2009 d.m.v. het Gaag depletie compressor project in totaal ruim 21 miljoen KWh/jaar elektriciteit zal
worden bespaard. Additionele voordelen Doordat als gevolg van de toegepaste variabele frequentieregeling en elektromagnetische lagering geen versnellingskast en relatief onderhoudsgevoelig smeeroliesysteem noodzakelijk zijn, kunnen de onderhoudskosten t.b.v. de compressorinstallatie worden gereduceerd.
Decompressor in aanbouw Economie De meerinvestering t.b.v. de energie efficiënte compressorinstallatie t.o.v. een conventionele installatie bedraagt ongeveer 1 miljoen Euro. Door de reële besparingen van elektrische energie wordt op basis van het gangbare tarief de voor het project benodigde meerinvestering in circa 6 jaar terugverdiend. Praktijkervaringen Tijdens de uitvoering van het project zijn enkele kinderziektes van de variabele frequentieregeling aan het licht gekomen. Nadat deze zijn opgelost, is de betrouwbaarheid van deze compressor techniek inmiddels beter dan 98% geworden. Overheidssteun Het project is gehonoreerd als marktintroductieproject binnen de TIEB/TENDEM regeling en heeft een subsidie van ruim 272.000 Euro gekregen, zijnde circa 12,5% van de subsidiabel gestelde projectkosten. Realisatie Het project is eind 2001 afgerond. Summary In order to maintain the pursued production capacity and to ensure the depletion of the gas field "Gaag" in the province "Zuid-Holland" a new advanced gas compressor installation was commissioned at the end of 2001 by oil / gas exploration and production company "Nederlandse Aardolie Maatschappij" (NAM). The compressor installation comprises a highspeed induction motor, a variable speed drive and electromagnetic bearings, allowing an energy-efficient production of natural gas under strongly fluctuating conditions. Compared
with a conventional compressor installation, which normally is used for smaller gas fields, a large amount of electrical energy can be saved, because energy losses, induced by throttling at the suction side of the compressor, can be avoided. Application of magnetic bearings and owing to this advanced drive system, the absence of a conventional gearbox for high speed machinery, further reduces rotational friction losses. By this application of an energy-efficient compressor installation at the gas treatment location "Gaag" it is expected that within the period 2002-2009 more then 21 million kWh of electrical energy can be saved in total. The extra investment needed for the energy efficient compressor installation will be recovered in about 6 years.
Overige gegevens Primaire sector 1110
Aardolie- en aardgaswinning
Secundaire sector 2320
Aardolieverwerking
2413
Vervaardiging van overige anorganische basischemicaliën
2414
Vervaardiging van petrochemische produkten en overige organische basischemicaliën
4000
Produktie en distributie van elektriciteit, aardgas, stoom en warm water
Techniek D05
Toerenregeling
D11
Pompen en comprimeren
