Atmosferische condensor voor een nieuwe FPSO-ketelinstallatie

Als onderdeel van de FEED-werkzaamheden voor een nieuwe FPSO die gepland is voor implementatie in de regio Zuidoost-Azië, is een van de belangrijkste conversie-items de installatie van een nieuwe 100 T/u-ketel. In dit project zal het grootste deel van de gegenereerde stoom worden gebruikt voor verwarmingstoepassingen aan de bovenzijde, waardoor condensaatbehandeling en stoomafvoerbeheer een belangrijk onderdeel van het totale systeemontwerp worden. Onder deze omstandigheden wordt een nieuwe atmosferische condensor die in de machinekamer moet worden geïnstalleerd een noodzakelijk ondersteunend pakket, niet alleen voor de procesprestaties, maar ook voor een veilige en stabiele werking van het schip.

Bij offshore-projecten zoals FPSO-conversies gaat het bij de selectie van apparatuur zelden alleen om het voldoen aan een papieren verplichting. Ruimtebeperkingen, maritieme bedrijfsomstandigheden, onderhoudbaarheid, corrosieweerstand en integratie met de bestaande machinekameropstelling moeten allemaal vanaf de vroege ontwerpfase in aanmerking worden genomen. Daarom moet de atmosferische condensor tijdens FEED zorgvuldig worden geëvalueerd, vooral wanneer deze is aangesloten op een groot stoomsysteem dat hoort bij een nieuwe ketelinstallatie.

Voor dit project wordt verwacht dat de atmosferische condensor uitlaatstoom aan de mantelzijde kan verwerken met een snelheid van ongeveer 90.000 kg/u. De stoom wordt gecondenseerd en gekoeld tot een uitlaattemperatuur van 65 graden. Aan de buiszijde wordt het debiet van het koelmedium momenteel geschat op 1.180 m³/u, onder voorbehoud van definitieve bevestiging door de leverancier, met een werkdruk van 2,0 barg. Het koelmedium komt binnen bij een temperatuur van 27 graden en zal naar verwachting bij een temperatuur onder de 40 graden de condensor verlaten. Deze omstandigheden duiden op een substantiële warmteafvoerplicht en vereisen een condensorontwerp dat betrouwbaar kan functioneren in continu maritiem gebruik.

Een atmosferische condensor wordt in dit soort toepassingen gebruikt om lage- druk te condenseren of stoom af te voeren wanneer terugwinning naar een gesloten vacuümcondensatiesysteem niet vereist is. In een ketel-aangedreven verwarmingssysteem aan de bovenzijde dient het als een praktische oplossing voor het beheer van stoom die zijn nuttige warmte al heeft vrijgegeven, en helpt het deze op een gecontroleerde manier weer om te zetten in water. Dit vermindert de thermische belasting in de machineruimte, verbetert het condensaatbeheer en draagt ​​bij aan een schonere, efficiëntere werking van het totale stoomcircuit.

Voor een FPSO-machinekamerinstallatie moet het ontwerp van de condensor rekening houden met meer dan alleen de thermische belasting. De unit moet compact genoeg zijn voor de beschikbare ruimte, maar toch voldoende warmteoverdrachtsoppervlak bieden om de volledige stoombelasting te kunnen verwerken onder tropische omgevings- en zeewater-gerelateerde bedrijfsomstandigheden die typisch zijn voor Zuidoost-Azië. Trillingen op zee, scheepsbewegingen, toegankelijkheid voor onderhoud en weerstand tegen vochtige en corrosieve omstandigheden zijn allemaal praktische zaken. De materiaalkeuze, de ventilatievoorzieningen, het afvoerontwerp en de ondersteuningsstructuur moeten daarom worden afgestemd op de offshore-servicevereisten in plaats van op de standaardpraktijk op het land- voor nutsvoorzieningen.

Een ander belangrijk punt in FEED is de balans tussen conservatief ontwerp en projectkosten. In de budgettaire fase hebben de eigenaar en het EPC-team doorgaans voldoende technische definitie nodig om de verwachte grootte, lay-out, materiaalbenadering en nutsbehoefte van de condensor te begrijpen, zonder elk detail nog vast te leggen. In dit geval zouden zaken als het uiteindelijke medium aan de{2}}zijde van de buis, de hoeveelheid vervuiling, de voorkeursmaterialen, de oriëntatie van het mondstuk, de klassevereisten en de beperkingen voor de installatie van de machinekamer normaal gesproken worden bevestigd tijdens de volgende fase van de engineering. Toch zijn de huidige procesgegevens voldoende om te beginnen met het opstellen van een begrotingsvoorstel en een voorlopige thermische beoordeling.

Vanuit het perspectief van een leverancier is dit een typisch geval waarin custom engineering echte waarde toevoegt. Een goed ontworpen atmosferische condensor voor FPSO-gebruik moet passen bij de thermische belasting van het project en tegelijkertijd rekening houden met de normen voor maritieme bouw, transportbeperkingen en praktische installatie aan boord. Afhankelijk van de voorkeur van de klant kan de unit worden ontworpen met materialen die geschikt zijn voor offshore-atmosferen en met een configuratie die inspectie en onderhoud gedurende de levensduur van het schip vereenvoudigt.

Voor FEED-fase-evaluatie kan de volgende ontwerpbasis als uitgangspunt worden genomen: shell-uitlaatstoomstroom aan zijkant van 90.000 kg/u, shell-uitlaattemperatuur aan zijkant van 65 graden, buis-koelmediumstroom aan zijkant van 1.180 m³/u, te bevestigen door leverancier, buis-werkdruk aan zijkant van 2,0 barg, buis-inlaattemperatuur aan zijkant van 27 graden en een buis-uitlaattemperatuur aan de zijkant lager dan 40 graden. Op basis van deze parameters kan de atmosferische condensor voorlopig worden gedimensioneerd voor budgetschatting en conceptbeoordeling.

Bij offshore-energieprojecten trekt ondersteunende apparatuur zoals atmosferische condensors misschien niet zoveel aandacht als de ketel zelf, maar hun rol is van fundamenteel belang. Een goed-ontworpen condensor zorgt ervoor dat het stoomsysteem efficiënter werkt, ondersteunt een stabiele verwarming aan de bovenzijde en vermindert operationele problemen in de machinekamer. Voor een nieuwe FPSO-conversie in Zuidoost-Azië is het selecteren van de juiste atmosferische condensor tijdens FEED daarom een ​​belangrijke stap op weg naar een betrouwbaar en werkbaar ontwerp van een stoominstallatie.