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Elektrische Begleitheizung für Offshore Öl- und Gas Plattformen

Winterfestigkeit
Prozesstechnik
Komfort der Unterkünfte
Das richtige Design

Erdgas ist sowohl als saubere Energiequelle als auch als chemisches Ausgangsprodukt wertvoll. Von der Exploration bis hin zum Transport und der Bereitstellung am endgültigen Verwendungsort muss es viele Verarbeitungsschritte durchlaufen. Diese Schritte sind erforderlich, um das Gas über weite Strecken transportieren zu können, wertvolle Bestandteile aus dem Gas zu gewinnen und im Gas enthaltene toxische und umweltschädliche Komponenten sicher zu entfernen. Sichere Arbeitsabläufe in der anspruchsvollen Offshore-Öl- und Gasbranche lassen sich in vielen Fällen nur mit elektrischen Begleitheizungen gewährleisten. Nach der Produktion wird das Gas auf einer Plattform oder in einer Anlage auf dem Festland weiterverarbeitet. Ist die erforderliche Spezifikation erreicht, wird das Verkaufs- oder Starkgas komprimiert und durch eine Pipeline zur weiteren Verarbeitung an Land oder direkt an die Endkunden transportiert.

Typischerweise lassen sich die Anwendungen für elektrische Begleitheizungslösungen in der Offshore-Öl- und Gasproduktion in drei Bereiche aufteilen:


1. Winterfestigkeit


2. Prozesstechnik

Der zweite Anwendungsbereich betrifft den Schutz von Prozessleitungen und -anlagen, die kaltem und arktischem Wetter ausgesetzt sind. Auch für die Prozessanwendungen und die Produkteigenschaften sind Begleitheizungen wichtig. Viskose Produkte müssen während des Transports beheizt werden. In manchen Anlagen (z. B. Abscheidern) oder Prozessschritten der Öl-und Gasproduktion auf Offshore-Produktionsplattformen können sich Wachse (Paraffine) bilden. Elektrische Begleitheizungen verhindern die Ausbildung von Wachsen und Hydraten in Abscheidern, die ansonsten den Betrieb von Messeinrichtungen behindern oder Prozessleitungen verstopfen könnten. Weitere Prozesseinrichtungen in der Öl- und Gasproduktion, die Begleitheizungen erfordern, sind Testabscheider, Abscheider in der ersten und zweiten Stufe, Gasliftsysteme, Kompressoren, Liftgaswäscher, Brenngassysteme und andere. Abgesehen von den Prozessanforderungen müssen viele Bereiche auch aus betrieblichen und Sicherheitsgründen frostgeschützt sein. Dies betrifft Be- und Entladeleitungen, Gasdampfrückführungen, Brandschutzleitungen, Reinigungsleitungen, Brennstoffleitungen, Lagertanks und -behälter, Reinigungsleitungen für Decks und Tanks, Treibstoff- und Ablaufleitungen im Maschinenraum, Überströmleitungen, Verteiler und Notduschen.

Insbesondere Anwendungen für die Aufrechterhaltung der Prozesstemperatur setzen ein gut funktionierendes Kontrollsystem voraus. Während die Begleitheizung als das Herz des Gesamtsystems angesehen werden kann, ist das Überwachungs- und Kontrollsystem das Gehirn. Da das Heizungssystem ununterbrochen betriebsbereit sein muss, ist durch integrierte Redundanz sicherzustellen, dass bei einem Ausfall oder einer Abschaltung eines beliebigen Teils des Systems ein Ersatzsystem übernimmt, bis das Hauptsystem repariert und wiederhergestellt werden kann. Beim Entwurf eines integrierten Kontrollsystems kommt es darüber hinaus auf Datenintegration, Kommunikation und Präferenzen bei der Benutzerschnittstelle an. Das Kontrollsystem muss leicht zugänglich und dennoch vor unbefugter Benutzung geschützt sein. Der Bediener muss vor Ort auf die wichtigsten Parameter zugreifen können und gleichzeitig muss das System die wichtigsten Daten unter Verwendung branchenüblicher Datenkommunikationsprotokolle übermitteln können.


3. Komfort der Unterkünfte

In diesen Bereichen spielen heißes Wasser und Frostschutz der Trinkwasserleitungen eine wichtige Rolle. Einfrierende Trinkwasserleitungen können platzen und Schäden am gesamten Leitungssystem verursachen. Die Besatzung kann dann nicht mehr zuverlässig versorgt werden. Für die Wahl des richtigen Schutzniveaus eines Begleitheizungssystems spielen folgende Faktoren eine Rolle: Umgebungstemperatur, Produkteigenschaften bei niedriger Temperatur sowie Windgeschwindigkeit und -richtung. Die typischen Temperaturen in der Normalregion betragen rund -15°C. In der kalten Region liegen die Temperaturen bei rund -30°C, in der arktischen Region bei rund -45°C. Die DNV-Empfehlung für grundlegende Winterfestigkeit besagt:

Heizleistung für Eisschutz und Enteisung mindestens:

Die genannten Werte sind Mindestheizleistungen. Im Einzelfall können niedrigere Umgebungstemperaturen und/oder höhere Windgeschwindigkeiten zu größeren Wärmeverlusten infolge von Luftkonvektion führen. Die Heizleistung muss dann entsprechend erhöht werden. Beim Entwurf des Heizungssystems müssen folgende Faktoren berücksichtigt werden: Schneefall am Einsatzort, Umgebungstemperatur, Windgeschwindigkeit am Einsatzort und Wasserquelle.

Die Flächen und Systeme von Schiffsaufbauten müssen gemäß Winterfestigkeitsplan mit Begleitheizungen ausgestattet oder enteist werden. Dabei ist Folgendes zu berücksichtigen: offene Deckbereiche, Laufstege, Aufgänge, vereisungsgefährdete Teile der Aufbauten und Relings. Elektrische Begleitheizungslösungen von eltherm verhindern das Einfrieren vieler Anwendungen wie z. B. von: exponierten Rohrleitungen, Tankentlüftungen, Messtechnik, Rückschlagventilen, Abwasser- und Ablaufleitungen. eltherm bestätigt und verifiziert jeden Entwurf mit Finite-Elemente-Analysen (FEA) auf Grundlage der Umweltbedingungen. Alle Produkte und Lösungen müssen im Allgemeinen gemäß der Normen DNV-GL, ABS, BV, TUV, ATEX und IEC-Ex zertifiziert und für die gefährlichen und rauen Umweltbedingungen für meerestechnische und Öl- und Gas-Offshore-Anwendungen geeignet sein.

Beispiel FEA: Umgebungstemperatur = -30°C, Raumtemperatur =15°C, Windgeschwindigkeit = 0
Beispiel FEA: Umgebungstemperatur = -30°C, Raumtemperatur =15°C, Windgeschwindigkeit = 0
Beispiel FEA: Umgebungstemperatur = -30°C, Raumtemperatur =15°C, Windgeschwindigkeit = 20 m/sec.
Beispiel FEA: Umgebungstemperatur = -30°C, Raumtemperatur =15°C, Windgeschwindigkeit = 20 m/sec.

Für den sicheren, zuverlässigen und effizienten Betrieb eines elektrischen Begleitheizungssystems für Offshore-Öl- und Gasanwendungen kommt es entscheidend auf das richtige Design und die ordnungsgemäße Umsetzung an. Angesichts der vielen verschiedenen Typen und Konfigurationen von Heizleitungen empfiehlt es sich, auf einen Begleitheizungshersteller zurückzugreifen, der auf geeignete Produkte spezialisiert ist und die jeweils beste Lösung anbieten kann. In der wichtigen Entwurfsphase des Projekts sollte nichts dem Zufall überlassen bleiben, da Systemausfälle immense Kosten und Schäden für Betreiber und Eigentümer der Offshore-Anlagen verursachen können. Auch die rauen Umgebungsbedingungen, denen alle Komponenten des Heizungssystems ausgesetzt sein werden, sind zu berücksichtigen. Die Materialauswahl und das handwerkliche Können bei der Installation der Heizleitungen sind kritische Faktoren für eine lange Lebensdauer.

Der Einsatz hochmoderner Design-Tools in der Planungsphase, einschließlich mehrdimensionaler Modellierungssoftware, mit der sich optimale Layouts ermitteln und Fehleranalysen durchführen lassen, ist für die erfolgreiche Umsetzung eines zuverlässigen und effizienten Systems zu wirtschaftlich sinnvollen Kosten unerlässlich. eltherm-Heizleitungen sind in Verbindung mit individuell geplanten und entworfenen Überwachungs- und Kontrollsystemen eine hervorragende Grundlage für zuverlässige und effiziente Begleitheizungen.


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