Compressores para processos - PDF
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Francisco Balsemão Bergler
1 Soluções de compressão Compressores para processos Projetados para otimizar o seu negócio Use o seu smartphone para ler o código QR com a respectiva aplicação. siemens.com / energy / compression
3 Turbocompressores da Siemens uma linha exclusiva para todas as indústrias A Siemens oferece uma gama completa de turbocompressores para responder às necessidades das indústrias de gás, petróleo e de processos: centrífugos, axiais ou axiais-radiais, os compressores com caixas redutoras integradas podem ser combinados com todos os tipos de unidades mecânicas motoras turbinas a vapor, turbinas a gás, sistemas VSDS ou motores elétricos com uma solução única para todas as necessidades específicas de cada cliente. Uma ampla gama de produtos e uma vasta experiência Com a nossa competência inigualável em soluções integradas, a linha de produtos da Siemens oferece uma vasta gama de soluções de compressão tanto padronizadas como sob medida (Siemens Turbo Compressors STC TM ). As nossas unidades padrão, com opções predefinidas, asseguram baixos custos de investimento e curtos prazos de entrega. Para os processos mais complexos, como por exemplo Gás ou Carvão para Líquidos (G/CTL), produção de ácido tereftálico purificado (PTA), Gás Natural Liquefeito (LNG), gás ácido ou centrais de ciclo combinado com gaseificação integrada (IGCC), oferecemos soluções individuais, feitas sob medida. Entre as aplicações mais comuns para as nossas soluções de compressão podemos encontrar as centrais para extração de gás a partir de depósitos de carvão e gás de xisto, separação de ar para diversos processos, indústrias petroquímicas bem como refinarias, regenerações catalíticas e produção de fibras sintéticas. Ao serviço das aplicações em grande escala. Como tecnologia do futuro e com mérito próprio, devemos mencionar a CTL. Este processo complexo exige uma variedade considerável de máquinas rotativas de grandes dimensões. A Siemens oferece soluções de compressão de ar e produção de energia para processos de separação de ar, gás de síntese e refinarias com as suas próprias turbinas a vapor, turbinas a gás ou acionamentos através de motores elétricos. A Siemens tem fornecido com sucesso os maiores compressores de ar e as maiores turbinas a vapor com acionamento mecânico até hoje fabricadas. Esta experiência faz da Siemens o parceiro ideal para todas as necessidades de compressão em todas as fases do processo CTL, inclusive a produção de energia elétrica de forma totalmente independente (produção em ilha). Uma das últimas inovações é o moto-compressor STC-ECO, que é 100% livre de emissões. Ao contrário de um compressor convencional, ele é hermeticamente fechado e blindado. Blindado significa que os gases contaminados não podem entrar em contato com os componentes elétricos. Como consequência, os requisitos de serviço deste produto são menores e o operador tem o benefício de longos intervalos de manutenção. As aplicações para o setor do Oil & Gas sofreram principalmente devido ou aos baixos niveis de selagem nos equipamentos nomeadamente a montante do desidratador de glicol ou por utilizarem gases perigosos e tóxicos, contendo H 2 S, mercúrio, CO 2, etc. O STC-ECO foi especificamente projetado para responder aos requisitos mais rigorosos! Com nossa ampla experiência e gama de compressores e acionamentos, podemos recomendar a melhor configuração possível para responder adequadamente às suas necessidades do projeto. 3
4 STC-GC A solução compacta para separação de ar O STC-GC é um turbocompressor compacto com caixa redutora totalmente integrada, disponível em nove tamanhos de chassis e com uma vasta gama de opções embalada como uma unidade compacta possivel de ser movimentada como um todo. A linha de produtos STC-GC é a versão compacta e padronizada do compressor produzido sob medida da série STC-GV, com caixa redutora totalmente integrada, o incansavel colaborador para as indústrias de separação de ar e de processos. Essa linha de compressores compactos com caixa redutora totalmente integrada também está disponível na versão de alta pressão STC-GC (H). STC-GC (pre-engineered) A mais elevada eficiência com pré-conceção A gama existente de compressores STC-GC foi ampliada com a introdução de uma nova série pré-concebida, que abrange capacidades de m 3 /h, com cinco tamanhos de carcaça. 80% da máquina é pré-concebida para consistência e repetitividade: 20% da máquina pode ser adaptada sob medida para as necessidades específicas do processo do cliente. Este projeto significa processos optimizados, minimiza o tempo de entrega, e apresenta custos reduzidos do sistema de compressão com o mais alto nivel de eficiência disponivel nos nossos dias garante o uso de componentes com provas dadas, aumentando a solidez e disponibilidade da instalação. Turbocompressor centrífugo compacto com caixa redutora totalmente integrada Turbocompressor compacto pré-concebido, com caixa redutora totalmente integrada Fluxos de a m³/h (2.120 a cfm) Ratio de compressão até 20 Acionamento por motor elétrico (velocidade fixa) Separação de ar Compressão para ar de processo Compressão de azoto Unidade compacta de possivel de ser movimentada como um todo Máximo desempenho graças a caixas redutoras pré-concebidas, impulsores com eficiência elevada, aerodinâmica sob medida e sistemas auxiliares pré-definidos Até quatro estágios do compressor Fluxos de a m³/h ( a cfm) Quociente de pressão até 6,5 Acionamento por motor eletrico (velocidade fixa, síncrona / assíncrona) Separação de ar (compressor de ar principal) Maior eficiência devido ao uso de componentes com provas dadas Iguala a eficiência obtida com os compressores sob medida da série STC-GV Flexibilidade elevada devido à utilização de um grande numero de opções fixas. 4
5 STC-GV / STC-GVT O multitalento robusto Os compressores centrífugos STC-GV com caixa redutora totalmente integrada apresentam uma disposição de multi-eixos com velocidades diferentes e até oito fases de compressor à volta de uma engrenagem principal, formando uma unidade compacta para a compressão de vários estágios de uma grande variedade de gases. Estes conjuntos motrizes normalmente são fornecidos em pacotes completos, incluindo todos os equipamentos rotativos, arrefecedores intermédios e unidades de lubrificação. O STC-GVT é um compressor multi-estágio com caixa redutora totalmente integrada, contemplando as fases de expansão, projetadas em conformidade com API 617 e API 672. STC-GT Conceito comprovado para a recuperação direta de energia O STC-GT é uma turbina radial para gases de processo com caixa redutora totalmente integrada, que melhora a produção de energia em processos com gases de exaustão ou gases de processo como subprodutos. Os gases de alta ou média temperatura podem ser utilizados diretamente para acionar um compressor ou gerador elétrico sem equipamentos adicionais para permutação de calor ou geração de vapor. O projeto do STC-GT está em conformidade com API 617 e API 672. Para uma operação económica em cargas parciais, o STC-GT pode ser equipado com uma unidade de pás e nozzle ajustável. Esta unidade é normalmente localizada antes do primeiro estágio oferecendo eficiências muito boas em cargas parciais. Turbocompressor centrífugo com caixa redutora totalmente integrada Turbina radial de gás de processo com caixa redutora totalmente integrada Fluxos de 800 a m³/h (471 a cfm) Pressão de descarga até 200 bar (2.901 psi) Acionamento à escolha do cliente Separação de ar Captura e armazenamento de Carbono Óxido de Etileno Refinarias STC-GV Amónia Fibras Sintéticas Petroquímicas Fabricação de metais Eficiência elevada devido à aerodinâmica feita sob medida Ampla utilização operacioanl devido ás pás variaveis que ajustam a entrada de fluxo Possivel de ser usado em várias aplicações devido a componentes padronizados Desenho da embalagem reduz significativamente o tempo de instalação no local STC-GVT Pás ajustaveis antes de de cada estágio Inter-aquecimento entre cada estágio Volume de descarga de a m³/h (1.766 a cfm) Relação de Expansão 4 Recuperação de energia até kw Temperatura de entrada de gás até 550 C (1.022 F) Fibras sintéticas, especialmente Ácido Tereftálico Puro (PTA) Dimetil Tereftalato (DMT) Ácido Nítrico Pás de entrada de fluxo ajustáveis para uma operação económica a cargas parciais Usa muitos dos componentes com provas dadas a partir do conceito de compressor centrífugo com caixa redutora totalmente integrada Entrada radial para cada estágio Ciclo de vida elevado devido a utilização de materiais com processos otimizados 5
6 STC-ECO Hermeticamente fechados e blindados Baseado na tecnologia hermeticamente selada da Siemens e testada em campo, o STC-ECO é um motocompressor compacto móvel, com caixa redutora totalmente integrada, sem vedantes, de baixa complexidade. Ele foi projetado especificamente para responder aos requisitos mais exigentes das aplicações a montante. Motocompressor hermeticamente selado e integrado Fluxos de 250 a m³/h (147 a cfm) Pressão de projeto até 220 bar (3.191 psi) Acionamento por motor elétrico (blindado, velocidade variável) Utilizado em unidades offshore, onshore e subaquáticas para matérias primárias Recuperação total da reserva Separação de gás e óleo Reunião de gás Elevação de gás Armazenamento de gás Transporte de gás Cilco de vida aumentado devido à ausência de selagens, e a um numero mínimo de subsistemas Ambientalmente aceitavel devido ao baixo nível de ruído e zero emissões Permite redução na construção do edificio do compressor devido a diminução em mais de 40% no tamanho, quando comparado com um compressor acionado electricamente e com caixa de redução intermédia. Fácil de instalar como solução integrada Manutenção reduzida devido ao número reduzido de sistemas auxiliares Ampla zona de operação com velocidade variaveis entre 30 a 105%
7 STC-SH Robusto e confiável O STC-SH é um compressor centrífugo com uma carcaça dividida horizontalmente. Todas as partes internas do compressor são de fácil acesso simplesmente erguendo a carcaça superior. Os compressores sob medida STC-SH com eixo único são projetados de acordo com API 617 e podem ser usados para a maioria das aplicações em processos industriais e uma vasta gama de gases de qualquer peso molecular, inclusive aplicações tóxicas e perigosas, mas com um teor limitado de hidrogénio. STC-SV O multifuncional O STC-SV é um compressor centrífugo de eixo único com uma carcaça do tipo barril dividida verticalmente para abranger pressões mais elevadas, projetada de acordo com API 617. Todas as peças internas do compressor são montadas num conjunto de fácil instalação e manutenção. O STC-SV permite a adequação perfeita entre desempenho do compressor e dinâmica dos rotores, sendo a solução perfeita para comprimir gases de qualquer peso molecular. O compressor centrífugo com eixo único e carcaça dividida horizontalmente Fluxos de 500 a m³/h (294 a 282 cfm) Pressão de descarga de oxigénio e gás inerte até 100 bar (1.451 psi) pressão de descarga para outros gases de processo até 50 bar (726 psi) Acionamento à escolha do cliente Oil & Gas on/offshore Petroquímicos Fertilizantes Olefinas Refinarias Químicos em geral Secagem de cloro gasoso Assente no conceito de projeto flexivel, fluxos secundário e extrações são possiveis de integrar Ampla variedade de sistemas de selagem Pode ser operado com qualquer tipo de acionamento Eficiência elevada para cargas parciais Pode ser projetado para um máximo de 4 estágios de processo e até 10 impulsores O compressor centrífugo com eixo único e carcaça dividida verticalmente Fluxos de 250 a m³/h (147 a cfm) Pressão de descarga até bar ( psi) Acionamento à escolha do cliente Oil & Gas em on/offshore Refinarias Petroquímicos Fertilizantes Metanol FPSO Distribuição e armazenamento de gás natural Ampla variedade de sistemas de selagem Pode ser operado com qualquer tipo de acionamento Eficiencia elevada a cargas parciais Apropriado para gases leves e altas pressões Pode ser projetado para um máximo de 4 estágios de processo e até 10 impulsores 7
8 STC-SX A solução ideial para ar proveniente de fornalhas A série STC-SX apresenta compressores com fluxo axial projetados para lidar com grandes volumes de ar e outros gases limpos dentro de carcaças relativamente pequenas. Este turbocompressor com fluxo axial é tipicamente um compressor não não refrigerado com passagem direta, projetado para temperaturas de descarga até 350 C/662 F. Pás tecnologicamente evoluidas, com utilização de materiais unicos e processos otimizados, permitem desempenhos elevados. STC-SR A combinação perfeita para elevados volumes e fluxos de ar Os turbocompressores STC-SR axiais radiais isotérmicos são a solução perfeita para lidar com os elevados volumes e fluxos de ar, mantendo uma excelente eficiência. A série STC-SR é ideal para aplicações que exigem quocientes de pressão mais elevados e arrefecimento intermédio. O projeto contempla um estágio axial, seguido de um ou mais estágios centrifugos. Os compressores STC-SR combinam a excelente eficiência com a mais alta qualidade, devido a componentes testados em conformidade com as normas API. Compressor com fluxo axial Compressor com fluxo axial-radial Fluxos de a m³/h ( a cfm) Quociente de pressão entre 1,9 e 7,0 Acionamento à escolha do cliente Ar proveniente de fornalhas Ar FCC (Fluid Catalytic Cracking) PDH (Propane Dehydrogenation) Eficiência elevada Projeto assente no principio modular Campo de aplicação ampliado Padrões elevados Carcaças com entradas axiais Até 19 estágios de compressão axials Fluxos de a m³/h ( a cfm) Quociente de pressão entre 5,8 e 16 Acionamento à escolha do cliente Centrais de separação de ar que processam grandes volumes como por exemplo: GTL (Gás para Líquidos) CTL (Carvão para Líquidos) Metanol A eficiência mais elevada Projeto assente no principio modular Também disponível com desenho radial Até 10 estágios axiais e 3 estágios radiais de compressão 8
9 Turbinas a vapor industriais - o acionamento ideal para a industria de processos As turbinas a vapor da Siemens (SST ) são o acionamento ideal para indústrias com processos exotérmicos, onde o calor pode ser utilizado para gerar vapor. As turbinas a vapor podem ser utilizadas em inumeras aplicações, para produzir energia elétrica, acionar compressores, ventiladores ou mesmo bombas. Cerca de cinquenta por cento dos compressores utilizados nos processos de cracking e refining são acionados por turbinas a vapor. Como fornecedor de soluções para a indústria petroquímica, a Siemens satisfaz mais clientes de turbinas a vapor acionadas mecanicamente e de potência elevada do que qualquer outro fabricante. Oferecemos não apenas a turbina a vapor, mas também todos produtos testados e de alta tecnologia, incluindo instrumentação, bem como controlos e diversos sistemas auxiliares. Turbinas a gás industriais acionamentos de confiança e flexiveis para gasodutos As turbinas a gás Siemens (SGT ) são a escolha óbvia para o acionamento onde o gás natural está disponível para alimentar a turbina. A turbina a gás é, assim, o acionamento ideal para bombagem e compressão durante o transporte de gás através de gasodutos. Tem ainda a vantagem de ser compacta e leve para instalação em plataformas offshore. As turbinas a gás também podem ser utilizadas para produzir energia elétrica, para por exemplo alimentar motores eletricos, como é frequente acontecer no caso da produção estruturas flutuantes, de armazenamento e descarga (FPSO) em embarcações. Motores elétricos A solução para acionamento individual Onde a energia tem de ser comprada ou seja, não há nenhuma fonte de gás natural ou de vapor resultante do processo os motores elétricos são uma alternativa limpa e económica. A importância crescente da poupança de energia, exigências ambientais e do necessidade de uma abrangente faixa de velocidades variáveis levaram à aplicação de motores elétricos. Isso resultou na nossa solução de acionamento individual para as necessidades específicas dos clientes no setor industrial. Uma das aplicações importantes para este tipo de acionamento com de velocidade variável destina-se aos compressores para o arrefecimento do processo utilizado em centrais de Gás Natural Liquefeito (GNL), sendo que o primeiro sistema de acionamento totalmente elétrico foi construído e testado com sucesso em Os sistemas com acionamento elétrico desta classe são sempre projetados para a aplicação específica do cliente, permitindo que o compressor seja otimizado em capacidade e velocidade para o processo apresentado. A partir da nossa abrangente gama de compressores e unidades acionadoras, podemos recomendar a configuração exata que melhor se adapta às especificações de seu projeto. 9
10 Referências Ihla Melkøya, ante Hammerfest, Noruega A primeira central de GNL totalmente elétrica do mundo. Concebido para um funcionamento perfeito a temperaturas árticas e condições operacionais muito dinâmicas. Os maiores sistemas de acionamento a velocidade variável do mundo (VSDS) com 65 MW a rpm nominais para compressores de pré-refrigeração e sub-refrigeração Sequência de compressores acionados por VSDS para o sistema de mistura de metano VSDS de 32 MW para o compressor de liquefação Compressor de re-injeção de CO 2 Estudo harmónico Unidades conversoras de frequência com comutação de carga (LCI), sistemas de controlo para o acionamento e para o diagnóstico de falhas Transformadores Filtros harmônicos em contentores Sistemas de refrigeração para os conversores e equipamentos auxiliares Groningen Longterm (GLT), Países Baixos O projeto GLT inclui a renovação e manutenção de 29 locais para produção de NAM no norte dos Países Baixos. A Siemens oferece ao cliente uma disponibilidade maior através da aplicação de chumaceiras magnéticas para compressores e motores, dando-lhes uma vantagem competitiva. 22x conjuntos de compressores STC-SV (12-5/8-A) de alta velocidade acionados por VSD A primeira unidade de acionamento elétrico de alta velocidade, variavel do mundo Sistema rotativo completo, com chumaceira magnéticas ativas; equipamento de filtragem de harmónicos e todos os seus auxiliais; ventilador. Motores para os sistemas de refrigeração; Sistemas integrados, engenharia detalhada e conceptual Análise de redes e estudos de vibração Leuna 2000 A maior refinaria da Europa confia nas tecnologias da Siemens. Doze compressores de ar acionados por motores elétricos, três compressores de oginénio, três compressores de gás rico em hidrogénio, um conjunto de compressores para mistura de hidrocarbonetos Vários sistemas de acionamento Comutadores isolados a gás para 110 kv; transformadores de potência; aparelhagem de média tensão Paines de controlo locais para os comutadores de alta tensão, com automação local, incluindo sistemas de proteção e controlo para a subestação e um sistema redundante de baterias Sengkang LNG Os quatro conjuntos de 0.5 MTPA de liquefação fornecerão GNL para atender à crescente procura no Sudeste da Ásia, principalmente na Indonésia e nas Filipinas. Os conjuntos para produção de energia produzirão eletricidade para a central de GNL e para a rede local. 4 conjuntos de refrigeração para 4x0,5 MTPA VSDs, redutores e STC-SV (14-7-B) Grupo gerador, sendo unidade 1 com 60 MW e unidade 2 com 120 MW e STG Distribuição de energia integrada: Subestação externa de 150/11 kv Solução integrada de compressão, geração e distribuição de energia, automação e telecomunicações Engenharia para toda a instalação. Custo reduzido para o ciclo de vida total 10
12 Publicação e direitos de autor 2014: Siemens AG Energy Sector Freyeslebenstrasse Erlangen, Alemanha Siemens AG Energy Sector Oil & Gas Division Wolfgang-Reuter-Platz Duisburg, Alemanha Siemens Energy Inc Telge Road Houston, Texas 77095, USA Para obter mais informações, entre em contato com nossa Centro de Atendimento ao Cliente. Telefone Fax: (Taxas variam com o operador) Oil & Gas Division Pedido nº E50001-D420-A109-X-7900 Impresso na Alemanha Dispo 21614, c4bs 7489 K , WÜ WS 0114 Impresso em papel papel branqueado sem cloro elementar. Todos os direitos reservados. As marcas comerciais mencionadas neste documento são de propriedade da Siemens AG, suas afiliadas ou seus respectivos proprietários. Sujeito a alterações sem aviso prévio. As informações contidas neste documento contêm descrições gerais das opções técnicas disponíveis, as quais talvez não sejam aplicáveis em todos os casos. As opções técnicas necessárias devem, portanto, ser especificadas no contrato.
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www.opraturbines.com Turbinas a gás Compactas, eficientes, confiáveis TURBINES Sobre a OPRA Turbines Rei Olav V da Noruega com Jan Mowill e a primeira turbina a gás radial para uso industrial, em 1969