Einstufige Propen-Kälteanlage in Containerbauweise
Aus natürlichen Speichern gefördertes Erdgas beinhaltet nicht gewünschte Bestandteile, die abgeschieden werden müssen. Dies erfolgt durch Kühlung. Solange der Druck der Förderstätte groß genug ist, kann die Kühlung des Erdgases über den Joule-Thompson-Effekt erzielt werden.
Ist der Druck nicht mehr groß genug, kann eine Kälteanlage als sogenannte Cold-Frac-Anlage (CFA) diese Kühlung übernehmen.
Die ARCTOS Industriekälte AG baut CFA-Kälteanlagen, welche nach Kundenvorgabe die unterschiedlichen Anforderungen in Bezug auf Leistungsbedarf und Temperaturniveau erfüllen.
KÄLTEMITTEL
Bei der im Folgenden vorgestellten Anlage kommt das natürliche Kältemittel Propen (R1270) zum Einsatz. Da die Ausführung der Kälteanlagen auf einem Gasfeld gemäß dem Ex-Zonenplan des Betreibers erfolgt, müssen für den Einsatz des brennbaren Kältemittels keine weiteren Maßnahmen getroffen werden.
Bei der Propen-Kälteanlage erfordert die Gaskühlung eine Verdampfungstemperatur der Kälteanlage von ca. -10° C bis -30° C.
Eine einstufige R1270-Kälteanlage ist für diesen Temperaturbereich ausreichend. Für tiefere Temperaturen sind 2-stufige Anlagen notwendig, die ebenfalls bereits von ARCTOS ausgeführt wurden.ARCTOS die Anlagensteuerung in Siemens S7 oder integriert die Steuerung der Kälteanlage im Leitsystem des Kunden.
| Kältemittel | R1270 (Propen) |
|---|---|
| Kältemittelmenge | 210 kg |
| Kälteleistung Q0 | 30 kW |
| COP-Wert | 1,94 |
| Höchstzulässiger Betriebsdruck | 25/ 25 bar (ND/ HD) |
| Verdampfungstemperatur | -24 ° C |
| Kondensationstemperatur | +40° C |
| Verdichterfabrikat | Sabroe HPO W4 |
| Verdichtertyp | Kolbenzylinder, vier Zylinder inkl. FU-Betrieb |
| Kondensator | Luftgekühlter Verflüssiger mit vier drehzahlgeregelten Ventilatoren in V-Form |
E-RAUM
Bei der Kälteanlage wurde der E-Raum kundenseitig ausgeführt. Lösungen, bei denen der E-Raum im Container integriert wird, können von der ARCTOS ebenso realisiert werden. Je nach Bedarf programmiert.
CONTAINERBAUWEISE
Ausgeführt ist die Anlage in zwei Teilen: Ein Spezialcontainer beinhaltet den Verdichter, den Hochdrucksammler und den Kondensator. Der Verdichter selber befindet sich im Maschinenraum des Containers.
Die Verdichtung erfolgt über einen frequenzgeregelten 4-Zylinder-Kolbenverdichter. Bei einer Verdampfungstemperatur von -24° C und einer Kondensationstemperatur von +40° C kann der Verdichter eine Kälteleistung von 30 kW erbringen.
Der eingesetzte Verdichtertyp des Herstellers SABROE kann in gleicher Größe auch mit acht Zylindern und damit mit doppelter Leistung geliefert werden, bzw. in einer anderen Baugröße mit 4-fachem Hubvolumen.
Die gesamte Containeranlage wurde im Werk in Sörup gefertigt. Die Endmontage und Verkabelung der restlichen Teile der Kälteanlage wurde auf dem Gasfeld vorgenommen.
Hierzu gehören, wie auf dem vereinfachten R&I-Schema dargestellt, die beiden Expansionsventile und die Verdampfer (Chiller) der Kälteanlage.
Bei den Verdampfern handelt es sich um vollverschweißte Plattenwärmeübertrager, die einen zulässigen Betriebsdruck von 84 Bar besitzen. Durch das in den Plattenwärmetauschern verdampfende Kältemittel wird dem Erdgas Energie entzogen und damit gekühlt
