使用CD实时在线测扭器进行系统状态监测

通过扭振监测的远程系统,可以保护系统过程中关键高价值的压缩机站的良性运行和整个系统过程的优化。

加入Tengizchevroil(TCO)公司开发的Future Growth项目 – 井口压力管理项目(FGP-WPMP),联合Fluor公司、GE Baker Hughes、西门子压气机和电机,旨在增加位于哈萨克斯坦的Tengiz现有油田的总日产量,并最大限度地由于生产系统的远程和关键性质,以及复杂的工厂级电气谐波干扰,安装扭矩测量系统来测量气体压缩机的扭转共振,因为运行频率随电网频率的变化而波动,从而通过生产过程的主动管理来保护这些关键资产免受过度振动造成的损害。实现资源的最终回收。由于FGP使用最先进的酸性气体注入技术来增加Tengiz每天的原油产量,因此需要大型的压缩机来压缩和注入气体回储层。

针对生产系统的远程和关键的性质,以及复杂的工厂级电气谐波干扰,安装扭矩测量系统来监测压缩机的扭振成为必要。因为运行频率随电网频率的变化而波动,从而通过生产过程的主动管理来保护这些关键资产免受过度振动造成的损害。

Tengiz油田处于一个孤立的环境,它有自己的基础设施,包括发电厂。对于这个项目,决定使用排放的尾气来驱动GE Frame 9 燃气涡轮发电机,为由设备和辅助设备构成的电网系统提供电力。由于可利用的电力容量,在该项目中选择了11个大型由电动ASD驱动的压缩机,每个都包括同步电动机、变速箱和离心压缩机。机械系统位于三个项目地点,即the 3rd Generation Injection(3GI),Wellhead Pressure Management Project(WPMP)和Future Growth Project(FGP)。所涉及的机组有:

  • 3GI Project – 4 x 35MW Sour Gas Injection compressors.
  • WPMP – 4 x 42MW Pressure Boost Facility (PBF) Compressors.
  • FGP – 3 x 35MW 2nd Stage Wet Sour Gas (WSG) Compressors.
  • 在评估这些的机械系统时,进行包括扭转振动分析在内的转子动力学研究,以确保在固有频率下的共振不会发生;或者即使它们确实发生,所产生的振动很小并且不会损坏部件。在概念
  • 阶段,可以计算得到激励频率和它们的影响,并采取设计措施来减少它们对设备寿命的影响,但是这个相对独立的电网系统运行时,电网不稳定的影响并不能精确计算。

当扭转振动分析作为转子动力学研究的一部分时,很明显,用四台大型电动压缩机轴系,计算中的不确定性是值得关注的。有可能发生的激励频率接近工作频率,只有监测任何大的接近固有频率的振动的能力才能将将消除这些担忧。经验表明,恶劣的油气环境会引起大多数扭转振动测量装置的问题,其中大部分与实验室环境的测试结果不同。有人认为,选择的仪器必须在石油和天然气领域有成功的使用记录。

与此项目相关的工程公司(Fuor)对Torquetronic扭矩测量系统的稳态扭矩有一定的了解。Torquetronic系统固有的附加能力也可以实时监测扭转振动频率和振幅并在屏幕上显示,这为它们提供了理想的解决方案。事实上,信号生成概念自从1974首次引入,在全世界安装了1500多个实时在线扭矩测量系统,就决定了TCO项目对Torquetronic系统进行验证是很容易的。

除了能够产生扭转振动振幅和频率的信号之外,还进行了进一步的工作,以向Bentley Nevada 1型监测包提供原始信号数据。最终版本的系统中通过Bentley Nevada 1型监测包能够将Torquetronic的信号连同其他系统产生的关键信号一起进行分析、制定运行规则和显示趋势,也可进行关联到其他参数的扭转振动分析。随着“数字孪生”技术的不断发展,来自Torqutronic的读数可以构成实时数据的一部分,用于对比验证研发环境和真实使用环境下的数据。