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Beheizte Öl und Gas Rohrleitungen

Lösungen für die Offshore Öl- und Gas Industrie

Erdgas ist sowohl als saubere Energiequelle als auch als chemisches Ausgangsmaterial wertvoll. Von der Exploration, über die Verteilung, bis hin zum endgültigen Standort am Ende der Nutzung, erfordert Erdgas mehrere Verarbeitungsschritte. Diese Schritte sind erforderlich, um das Gas über große Entfernungen transportieren zu können, wertvolle Bestandteile der Gasströme wiederzugewinnen und die Mittel zur sicheren Entfernung giftiger und umweltschädlicher Bestandteile des Gases bereitzustellen. Die Offshore-Öl- und Gasindustrie bietet viele Herausforderungen für elektrische Begleitheizungslösungen, um einen sicheren Arbeitsablauf zu gewährleisten. Nach der Produktion wird das Gas auf einer Plattform oder in einer Landanlage verarbeitet. Sobald die erforderlichen Spezifikationen erfüllt sind, wird das Gas komprimiert und per Pipeline zur weiteren Verarbeitung an Land oder direkt zu den Kunden transportiert.

Offshore-Öl- und Gasanwendungen für elektrische Begleitheizungslösungen können in drei Bereiche unterteilt werden:

1. Überwinterung

  • Frostschutz oder Enteisung von Fluchtwegen, Gehwegen, Treppen und Handläufen . Vereisung ist eines der größten Probleme beim Betrieb in Regionen mit kaltem Klima. Eisbildung auf Plattformoberflächen, Gehwegen und Treppen können zu Rutsch- und Sturzunfällen führen.
  • Frostschutz für Türen und Notluken . Gefrorene Türdichtungen können im Ernstfall ein enormes Sicherheitsrisiko darstellen.
  • Frostschutz für Liegeplätze, Helikopterlandeplätzen, Luftschlitze, Davits für Rettungsboote sowie GPS- und Kommunikationsantennen muss gewährleistet sein, um einen sicheren Betrieb zu gerantieren. Vereisung an Antennen kann die Kommunikation und Positionierung des Schiffes beeinträchtigen.
  • Der Frostschutz von Wasserleitungen ist entscheidend für Produktions- und Prozesswasserleitungen, Frisch- / Trink- und Abwasserleitungen sowie für den Brandschutz verwendete Leitungen.

2. Prozess

Die zweite Anwendung dient zum Schutz von Prozessleitungen und -geräten, die kaltem und arktischem Wetter ausgesetzt sind. Die Prozessanwendungen und die Eigenschaften der Medien sind ebenso Gründe für die Begleitheizung. Viskose Medien müssen zum Transport erhitzt werden. Die Bildung von Wachsen (Paraffinen) kann während der Öl- und Gasförderungsphasen in einigen Geräten (z. B. Separatoren) auf Offshore-Produktionsplattformen auftreten. Die elektrische Begleitheizung kann die Bildung von Wachs und Hydrat auf Separatoren verhindern, was  anderenfalls den Betrieb von Instrumenten beeinträchtigen und Verstopfungen der Prozessleitungen verursachen kann. Zusätzliche Öl- und Gasprozessanlagen, die eine Wärmeverfolgung erfordern, umfassen Testabscheider, Abscheider der ersten und zweiten Stufe, Hubgassysteme, Kompressoren, Gaswäscher-Hubgasmodule, Brenngassysteme und andere. Neben der Prozessausrüstung müssen diese Bereiche auch einen Frostschutz für Betriebs- und Sicherheitszwecke, Lade- und Entladeleitungen, Gasdampfrücklaufleitungen, Brandschutzleitungen, Streifen- und Reinigungsleitungen, Heizölleitungen, Lagertanks und Behälter aufweisen.

Anwendungen zur Aufrechterhaltung der Prozesstemperatur erfordern insbesondere ein ordnungsgemäß funktionierendes Steuerungssystem. Während der Wärmeverfolgungsabschnitt des Gesamtsystems als das Herz betrachtet werden kann, ist es das Überwachungs- und Steuersystem, welches das Gehirn der Operation liefert. Da das Heizsystem jederzeit betriebsbereit sein muss, muss Redundanz eingebaut werden, um sicherzustellen, dass ein Ausfall oder Herunterfahren eines Teil des Systems nicht zu einem Stillstand führt. Datenintegrations-, Kommunikations- und Benutzeroberflächeneinstellungen müssen auch beim Entwurf eines integrierten Steuerungssystems berücksichtigt werden. Das Steuerungssystem muss leicht zugänglich und dennoch vor unbefugtem Zugriff geschützt sein. Der Bediener sollte in der Lage sein, lokal auf wichtige Parameter zuzugreifen.

3. Aufrechterhaltung Wassertemperatur

In diesen Bereichen spielt die Aufrechterhaltung der Warmwassertemperatur und der Frostschutz von Süßwasserleitungen eine wichtige Rolle. Gefrorene Wasserleitungen platzen und beschädigen das Rohrleitungssystem. Eine zuverlässige Versorgung des Personals kann nicht gewährleistet werden. Die drei Stufen der Anwendung des elektrischen Begleitheizungssystems hängen von der Umgebungstemperatur, den Medieneigenschaften bei niedriger Temperatur, sowie der Windgeschwindigkeit und -richtung ab. Typischerweise liegt der nominale Fallbereich bei -15 ° C. Die kalte Region liegt bei -30 ° C und die arktische Region bei -45 ° C. Die DNV-Empfehlung für die Überwinterung lautet:

Die Heizleistung zum Enteisen und Enteisen darf nicht geringer sein als:

  • 300 W / m² für offene Decks, Hubschrauberdecks, Gänge, Treppen usw.
  • 200 W / m² für Aufbauten
  • 50 W / m für Geländer mit Innenheizung

Dies sind die Mindestanforderungen an die Heizleistung. Im Einzelfall erhöhen niedrigere Umgebungstemperaturen und / oder höhere Windgeschwindigkeiten den Wärmeverlust aufgrund von Luftkonvektion, und die Heizleistung muss entsprechend erhöht werden. Die folgenden Faktoren sollten bei der Auslegung des Heizungssystems berücksichtigt werden: Schneefall im Betriebsbereich, Umgebungstemperatur, Windgeschwindigkeit im Betriebsbereich und Wasserquelle.

Die Aufbauflächen und -systeme des Schiffes sind gemäß dem Überwinterungsplan zu erwärmen oder zu enteisen, wobei Folgendes berücksichtigt wird: offener Deckbereich, Treppen und Geländer. Elektrische Begleitheizungslösungen werden verwendet, um ein Einfrieren vieler Anwendungen zu verhindern, wie z. B. freiliegende Rohrleitungen, Tankentlüftung, Instrumentierung, Umwälzventile, Überbordentladung und Entwässerung. eltherm führt eine FEA-Simulation (Finite-Elemente-Analyse) basierend auf den Umgebungsbedingungen durch, um jedes Design zu bestätigen und zu verifizieren. Alle Produkte und Lösungen müssen im Allgemeinen nach den Standards DNV-GL, ABS, BV, TÜV, ATEX und IEC Ex zertifiziert sein und für Offshore-Anwendungen im Ex-Bereich und raue Umwelteinflüsse auf See geeignet sein.

Das ordnungsgemäße Design und die Implementierung eines elektrischen Begleitheizungssystems für Offshore-Öl- und Gasanwendungen sind entscheidend, um einen sicheren, zuverlässigen und effizienten Betrieb zu gewährleisten. Es gibt viele verschiedene Arten und Konfigurationen von Heizkabelkonstruktionen, und es sollte erwogen werden, einen Lieferanten für die Begleitheizung einzubeziehen, der auf die Herstellung der geeigneten Produkte und die Auswahl der besten Lösung spezialisiert ist. Dieser wichtige Teil der Projektierung sollte nicht dem Zufall überlassen werden, da Systemausfälle enorme Kosten und Schäden für den Betreiber und Eigentümer der Offshore-Anlagen verursachen können. Die raue Umgebung, der alle Komponenten des Heizungssystems ausgesetzt sind, muss ebenfalls berücksichtigt werden. Die Materialauswahl und Verarbeitung der Heizkabel ist entscheidend, um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten.

Der Einsatz modernster Entwurfswerkzeuge während der Planungsphase, einschließlich einer mehrdimensionalen Modellierungssoftware, die eine optimale Layout- und Fehleranalyse bietet, ist für die erfolgreiche Implementierung eines zuverlässigen und effizienten Systems zu angemessenen Kosten von entscheidender Bedeutung. Das eltherm Heizkabel in Kombination mit dem individuell geplanten und gestalteten Überwachungs- und Steuerungssystem ist eine hervorragende Lösung für ein zuverlässiges und effizientes Heizsystem.

Thomas Stuff

eltherm GmbH (Headquarters)
Ernst-Heinkel-Straße 6-10
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Tel.: +49 2736 4413 8155
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