Ηλεκτροκίνηση σε μια νέα εποχή για τη βιομηχανία O & G

(Αρχείο φωτογραφιών ευγενική προσφορά της BP)

Με την ανάκαμψη των τιμών του πετρελαίου, τα έργα βαθέων υδάτων και υδρογονανθράκων (O & G) σε βαθιά νερά και υπερεκμετάλλευση του νερού αποτελούν το επίκεντρο του ανανεωμένου ενδιαφέροντος. Η βιωσιμότητα του έργου θα καταλήξει σε μια συνεχή εστίαση στο κόστος αλλά και στην παραγωγικότητα μέσω περιουσιακών στοιχείων υψηλής απόδοσης. Και η ηλεκτροδότηση έχει ως στόχο να προκαλέσει δραματική επίδραση αυτών των εγκαταστάσεων παραγωγής υψηλής τεχνολογίας για αποτελεσματικότερες λειτουργίες.

Μετά από μια παρατεταμένη κάμψη των τιμών, ένα τρεμόπαιγμα της ζωής επέστρεψε στα υπεράκτια έργα παραγωγής με το πετρέλαιο να ανακάμπτει σε περίπου $ 70 / βαρέλι. Η άνοδος της τιμής του αργού έχει με τη σειρά της επηρεάσει τις επενδύσεις στην παραγωγή -το 4% το 2017 με μια περαιτέρω άνοδο 5% που αναμένεται μέχρι τα τέλη του 2018. Ως αποτέλεσμα, βλέπουμε ανάκαμψη στις υπεράκτιες δραστηριότητες και στην O & G παραγωγή.

Η δραστηριότητα αυτή περιλαμβάνει την ανάκαμψη της ζήτησης για πλοία με πλωτή αποθήκευση και εκφόρτωση (FPSO) και τα πλοία FLTG και την δυνατότητα νέων πλοίων να υιοθετήσουν τις τελευταίες τεχνολογίες.

Για την βιομηχανία O & G, η τεχνολογική καινοτομία μπορεί να έχει τεράστια οφέλη, αλλά μπορεί να θεωρηθεί ότι αυξάνει τον κίνδυνο για τα έργα και επομένως περιορίζει την υιοθέτηση νέων τεχνολογιών. Αλλά η καινοτομία δεν πρέπει να σημαίνει υψηλού κινδύνου - πρέπει απλώς να εφαρμοστεί έξυπνα και με σύνεση. Το σωρευτικό αποτέλεσμα των δοκιμασμένων τεχνολογιών, προσαρμοσμένων για υπεράκτια έργα, που επιφέρουν βελτιώσεις, μπορεί να έχει μετασχηματιστικό αντίκτυπο.

Η ηλεκτροδότηση έχει ήδη επιταχύνει την ενεργειακή υποδομή καθώς και τον τομέα των μεταφορών. Αποδεδειγμένη για να αντέξει τα σκληρά υπεράκτια περιβάλλοντα, έχει τη δυνατότητα να αλλάξει τη δυναμική των offshore FPSOs - επιτρέποντάς τους να λειτουργούν όλο και πιο αποτελεσματικά.

Για να αποδείξουμε καλύτερα την αξία της ηλεκτροκίνησης, ας δούμε πρώτα μερικές από τις μεγαλύτερες προκλήσεις που αντιμετωπίζει σήμερα η βιομηχανία:

• Βάρος και αποτύπωμα: Αυτοί οι γίγαντες της θάλασσας είναι φορτωμένοι με εξοπλισμό παραγωγής και επεξεργασίας, μαζί με την υποδομή για την υποστήριξη της καθημερινής ζωής του πληρώματος. Στην πραγματικότητα, στο υπεράκτιο περιβάλλον, για κάθε τόνο εξοπλισμού χρειάζονται σημαντικά περισσότερα υλικά για να τον υποστηρίξουν σταθερά και με ασφάλεια. Κάθε ένας από αυτούς τους γίγαντες της θάλασσας είναι σαν ένα μίνι νησί, και ο χώρος και το βάρος είναι σε ένα ασφάλιστρο. Οποιαδήποτε μείωση του βάρους μπορεί να αποφέρει σημαντική εξοικονόμηση στο σχετικό κόστος εγκατάστασης και, ενδεχομένως, επιτρέπει περισσότερο χώρο για άλλες κρίσιμες λειτουργίες.
  
  
• Συντήρηση: Το περιβάλλον της ανοικτής θάλασσας είναι δύσκολο και δαπανηρό - το απρογραμμάτιστο ημερομίσθιο μεταφράζεται άμεσα σε τεράστιο κόστος καθώς και το κόστος ευκαιρίας - έως και 38 εκατομμύρια δολάρια ετησίως κατά μέσο όρο, σύμφωνα με εσωτερική έρευνα της GE. Επομένως, η ελαχιστοποίηση της συντήρησης και η μεγιστοποίηση της διαθεσιμότητας του ενεργητικού είναι απαραίτητη για να διατηρηθεί ο έλεγχος του κόστους λειτουργίας.
  
  
• Λειτουργική αποτελεσματικότητα: το βραβείο αυξημένης αποδοτικότητας στην παραγωγή θα μπορούσε να είναι τεράστιο, βελτιώνοντας την παραγωγικότητα και τη βιωσιμότητα του έργου. Αυτά τα έξυπνα νέα συστήματα παραγωγής και οι τεχνολογίες εξαρτώνται από την ηλεκτρική ενέργεια για να λειτουργούν αποτελεσματικά. Ένα σταθερό και έξυπνο microgrid εξουσία στο σκάφος ξεκλειδώνει τις δυνατότητες που προσφέρει η ηλεκτροδότηση.

Σε αυτά τα πλαίσια, τα οφέλη της ηλεκτροκίνησης γίνονται σαφή.

Ηλεκτροφόρηση FPSO
Μια λύση οδηγού ηλεκτρικού κινητήρα, όπως ένας επαγωγικός κινητήρας, έχει λιγότερα εξαρτήματα από έναν μηχανικό οδηγό, εξασφαλίζοντας ότι το κόστος που συνδέεται με τις επισκευές και τη συντήρηση ελαχιστοποιείται. Όπου απαιτείται μεταβλητή ταχύτητα για τη διεργασία, ένας κινητήρας συνδυασμένος με μετατροπέα συχνότητας μπορεί να παράσχει το απαιτούμενο εύρος στροφών, επιτρέποντας στο σύστημα να λειτουργεί με οποιαδήποτε επιθυμητή ταχύτητα με κορυφαία απόδοση και υψηλότερη διαθεσιμότητα.

Παραδοσιακά, πρέπει να προστεθεί ένας μετασχηματιστής για να αποσυρθεί η τάση για να ευθυγραμμιστεί η στάθμη τάσης του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας του σκάφους και οι απαιτήσεις κίνησης και για να αποφευχθεί η δημιουργία αρμονικών και απώλειες ισχύος. Αντίστροφα, η τεχνολογία ηλεκτροκίνησης έχει προχωρήσει στο σημείο όπου το ηλεκτρικό σύστημα κίνησης μπορεί να λειτουργεί έως και 13,8kV, επιτρέποντάς του να συνδεθεί απευθείας στο δίκτυο πλοίων. Ταυτόχρονα, το ενεργό εμπρόσθιο άκρο του μετατροπέα μπορεί να ακυρώσει οποιαδήποτε ηλεκτρική διαταραχή εξαλείφοντας την ανάγκη για μετασχηματιστές βαθμιαίας μετατόπισης - εξοικονομώντας χώρο και βάρος στο σκάφος.

Μια άλλη καινοτομία που κερδίζει δυναμική είναι η εφαρμογή υψηλής ταχύτητας.

Για έναν ηλεκτρικό κινητήρα που εκτελείται συνήθως με σύγχρονη ταχύτητα, απαιτεί ένα κιβώτιο ταχυτήτων (πολλαπλασιαστής) για να επιτρέψει στον συμπιεστή ή στην αντλία να περιστρέφεται με τη βέλτιστη ταχύτητά του, δηλ. Μεγαλύτερη από την σύγχρονη ταχύτητα (περίπου 10.000 σ.α.λ.). Αλλά ένα κιβώτιο ταχυτήτων φέρνει ένα ολόκληρο σύνολο των δικών του ζητημάτων. Τοποθετείται κοντά στον συμπιεστή και αυτό μεγεθύνει την περιοχή κινδύνου στην πλατφόρμα. Τα κιβώτια ταχυτήτων αποικοδομούν την αποδοτικότητα και απαιτούν λιπαντικό λάδι και σύστημα ψύξης - όλα αυτά αυξάνουν την πολυπλοκότητα και το βάρος ολόκληρου του συστήματος.

Ένας ηλεκτροκινητήρας υψηλής ταχύτητας, από την άλλη πλευρά, μπορεί να περιστρέφεται με την ταχύτητα της κινητήριας μονάδας και μπορεί επομένως να κατευθύνει απευθείας τον συμπιεστή χωρίς κιβώτιο ταχυτήτων. Αυτό το καθιστά πιο αποδοτικό και μειώνει το αποτύπωμα - η τεχνολογία κινητήρων υψηλής ταχύτητας της GE (MGV) και οι προηγμένοι μετατροπείς συχνότητας MV7 με τεχνολογία πολλαπλών επιπέδων μπορούν να εξαλείψουν την ανάγκη για κιβώτιο ταχυτήτων και να μειώσουν το συνολικό αποτύπωμα της μονάδας μετάδοσης κίνησης κατά περισσότερο από 25% .

Υπάρχει επίσης ένα ακόμα πλεονέκτημα που επιφέρει η ηλεκτροδότηση που είναι μοναδικά απαραίτητη για την FPSO.

Γενικά, ένα FPSO είναι ναυλωμένο να λειτουργεί σε ένα πεδίο για περισσότερα από 15 χρόνια. Με την πάροδο του χρόνου, το περιβάλλον - πίεση αερίου, πετρέλαιο, παρουσία νερού στο πετρέλαιο - θα αλλάξει σημαντικά. Η πίεση του φρέατος θα μειωθεί επίσης. Η χρήση ενός ηλεκτροκινητήρα με μεταβλητή συχνότητα για τις αντλίες και τους συμπιεστές FPSO επιτρέπει μεγαλύτερο έλεγχο, ακρίβεια και λειτουργική ευελιξία στην παραγωγική διαδικασία, καθώς βοηθά τη μονάδα επεξεργασίας να συνεχίσει να λειτουργεί στην επιθυμητή ονομαστική ισχύ και συνεπώς το επιθυμητό επίπεδο απόδοσης.

Ο τομέας της υπεράκτιας παραγωγής πετρελαίου και φυσικού αερίου έχει ένα λαμπρό μέλλον και αναμένεται να ανακάμψει πέρα ​​από τα επίπεδα παραγωγής πριν από την κρίση των τιμών του πετρελαίου. Και οι εταιρείες που αξιολογούν ένα ευρύ φάσμα τεχνολογικών δυνατοτήτων και αγκαλιάζουν τη σωστή τεχνολογία παρά την αποδοχή της παράδοσης θα έχουν ανταγωνιστικό πλεονέκτημα κατά τη διάρκεια της ανάκαμψης της βιομηχανίας. Η ηλεκτροκίνηση, με τα πολυάριθμα και ποικίλα οφέλη της, είναι κατάλληλη για να επιτρέψει στη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου να επωφεληθεί σε αυτή τη νέα εποχή.

Ο συγγραφέας
Ο Azeez Mohammed είναι πρόεδρος και διευθύνων σύμβουλος της επιχείρησης GE Power Conversion.