Zustandsüberwachung von Boil Off Gas-Verdichtern im LNG-Prozess
Zur Sicherstellung der Sicherheit und Verfügbarkeit einer LNG-Anlage ist eine kontinuierliche Zustandsüberwachung unerläßlich. Ein wichtiger Baustein des LNG-Prozess sind die Boil Off Gas (BOG)-Kompressoren. Der Fokus der Zustandsüberwachung dieser Maschinen liegt auf der Diagnose aller wichtigen Bauteile um Fehler bereits im Frühstadium zu identifizieren und somit unplanmäßige, kostenintesive Stillstände aufgrund von Störungen zu vermeiden.
Im Prozess der LNG-Herstellung, Transport und Speicherung finden sich an mehreren Stellen Boil-Off-Gas-Kompressoren. Wie die Sensorik an diesen Verdichtern aussehen kann und welche Maschinen-Zustandsinformationen sie bietet, zeigt dieses Fallbeispiel aus Spanien.
Beschreibung der Installation an einem Burckhard Compression Laby-Verdichter
Die Mechanik beider Verdichterstufen wird mit Schwingungssensoren nahe der Kreuzkopfbahnen überwacht. Aufwändiger sind die Installationen zur Druckmessung in den Verdichtungsräumen sowie der Zylinderschwingungen. Hintergrund ist der entstehende Eispanzer auf der ersten Stufe der durch das kalte LNG (-140°C) entsteht.
Die Mediumstemperatur in der ersten Stufe verursacht eine 10cm starke Vereisung des kompletten ersten Zylinders
Aufgrund dessen müssen der Schwingungssensor und Drucktransmitter entfernt vom Zylinder installiert werden. Der Drucktransmitter wird über eine Rohrleitung mit Sperrhahn mit der Indikatorbohrung im Ventildeckel verbunden; der Schwingungssensor über einen verlängerten Ventildeckel-Bolzen.
Überwachung an der Kreuzkopfbahn
Bei jeder Kurbelumdrehung wird das Schwingungssignal der Kreuzkopfbahn in 36 Segmente zu je 10° Kurbelwinkel unterteilt und mit einzelnen Warnschwellen überwacht. Das untenstehende Wasserfall-Diagramm zeigt die RMS-Werte während einer Laständerung von 75% auf 50%.
Segmentierte Effektivwerte der Schwingungen an der Kreuzkopfbahn bei einer Betriebslast von 50%
Schwingungssignal als Wasserfall-Diagramm beider Kreuzkopfbahnen über einen Zeitraum von drei Stunden. Es wurden drei Betriebszustände gefahren: Kompressor-Start, 75% und 50% Last.
Wenn Kompressoren mit wechselnden Lastzuständen betrieben werden, kann eine Zustandsüberwachung nur dann verlässlich funktionieren, wenn die Grenzwerte individuell auf die wechselnden Betriebszustände abgestimmt werden können. Somit wurden bei dieser Maschine für jeden der drei Lastzustände 50% / 75% / 100% jeweils ein eigenes Set an Grenzwerten eingestellt.
Betriebszustandsabhängige Maschinenüberwachung
PROGNOST® identifiziert wechselnde Betriebszustände automatisch und passt die Grenzwerte - einer vorherigen Definition entsprechend - an. Dieses einzigartige Leistungsmerkmal ermöglicht Betreibern eine präzise und verlässliche Überwachung ihrer Prozessmaschinen über alle Betriebszustände hinweg, ohne die Gafahr einer falschen Alarmierung durch das System aufgrund von statischen Grenzwerten.