Verdichterstation Ochtrup mit Elektroantrieb und ... - GreyLogix

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den Marktgebietszusammenlegung, so wird deutlich, dass schon eine im deutschlandweiten Vergleich kleinräumige Zusammenlegung von Marktgebieten erheblichen Investitionsbedarf zur Sicherung von frei zuordenbaren Kapazitäten auslöst. Mit der Inbetriebnahme der neuen Verdichterstation konnte die Beschaff ung einer Lastfl usszusage abgelöst werden. Zur Darstellung der Wirtschaftlichkeit dieser Investition hat man nicht – wie in der Vergangenheit – steigenden Kapazitätsbedarf für neue Abnehmer herangezogen, sondern die Kosten für die nun entfallende Lastfl usszusage verwendet. Die Realisierung der Verdichterstation Ochtrup ist als Erweiterungs- bzw. Restrukturierungsinvestition bei der Bundesnetzagentur beantragt und in vollem Umfang genehmigt worden. 1. Planung 1.1 Standortwahl und Aufgaben der Verdichterstation Im Raum Ochtrup war vor der Fertigstellung der Verdichterstation der Austausch von Gasmengen zwischen den Netzen der früheren Thyssengas (PN 42) und der vormaligen RWE Gas (PN 70) nur in eine Richtung möglich. Die hierfür vorhandene Mess- und Regelstation wurde zur stärkeren Verbindung der beiden Netze erweitert. Die Einbindung der Verdichterstation in die Transportsysteme zeigt Bild 1. Die Leitung Emsbüren Hünxe (PN 42) ist eine ehemalige Ölleitung DN 1000, die Mitte der 1980iger Jahre für den Gasbetrieb umgerüstet wurde. In unmittelbarer Nähe verläuft zudem die Leitung Emden Werne (MURO) der Open Grid Europe (PN 84), aus der Thyssengas Gasmengen in das PN 70-System und in das PN 42-System übernehmen kann. Der Haupteinsatzzweck der Verdichterstation ist die Ablösung einer Lastfl usszusage. Diese Ablösung wird dadurch möglich, dass Gasmengen aus der Leitung Emsbüren Hünxe (PN 42) in die Verbindungsleitung zwischen den Speichern Epe und Kalle bzw. von dieser in den Hochdruckring (PN 70) verdichtet werden können. Die zweite Fahrweise ist die Nutzung der Verdichterstation als Transportverdichter für die Leitung Emsbüren Hünxe. Die dritte Fahrweise ist die Verdichtung von Mengen aus der OGE-Leitung (PN 84) (MURO) in das Thyssengassystem (PN 70), wenn die vorhandene Druckdiff erenz zwischen der MURO und dem Thyssengassystem zu gering ist, um die angeforderten Mengen ohne Verdichtung übernehmen zu können. Damit die Verdichterstation auch zukünftigen Anforderungen gerecht werden kann, ist die Gesamtanlage in der Druckstufe PN 84 ausgelegt worden. 1.2 Auslegung Für die verschiedenen Fahrweisen wurden zunächst die Einsatzszenarien ermittelt. Hierzu wurden Annahmen über die Höhe und die Dauer der zu verdichtenden Neue Technologien FACHBERICHTE Bild 1. Einbindung der Verdichterstation Ochtrup in die vorhandenen Transportsysteme. (Thyssengas GmbH) Ströme getroff en. Des Weiteren war die Anzahl der Einsätze sowie die Höhe der jeweiligen Betriebsstunden hierfür zu prognostizieren. Bei näherer Betrachtung der Einsatzfälle ist auch der Standort der Station zwischen Absatzmarkt auf der einen Seite und Speicher- bzw. Importpunkt auf der anderen Seite berücksichtigt worden. Wenn auch das Buchungsverhalten bzw. die Veränderung dieses Verhaltens wegen fehlender Erfahrungswerte noch nicht hinreichend genau prognostiziert werden konnte, wurde allerdings bei der Konzeption der Verdichterstation bald deutlich, dass sie auf die verschiedenen Anforderungen schnell reagieren können muss. Insbesondere wurde deutlich, dass dies zu häufi gen Starts der Maschinen führt. Die vielfältigen Anforderungen an die Verdichterstation Ochtrup gingen in eine Konzept- bzw. Maschinenauswahlstudie ein. In dieser Studie wurde die erforderliche Verdichterleistung ermittelt und die am Markt verfügbaren Verdichter auf ihre Eignung für diesen Einsatz geprüft. Ein weiterer Punkt der Studie war die Auswahl des geeigneten Antriebs mit einer Empfehlung für Gasturbine oder Elektromotor. Neben der Kalkulation der Investitionskosten wurde auch eine life cycle cost-Betrachtung durchgeführt. Das Ergebnis der Studie führte zu der Entscheidung, die Verdichterstation Ochtrup mit zwei Verdichtereinheiten mit Elektro-Motor zu realisieren und die Erweiterung für eine dritte Einheit technisch und genehmigungstechnisch zu berücksichtigen. Bei dieser Entscheidung wurde auch der Umstand berücksichtigt, dass Gasturbinenantriebe auf häufi ge Lastwechsel und insbesondere auf häufi ge Starts empfi ndlich reagieren. 2. Realisierung Mit der abschließenden Investitionsentscheidung für die Verdichterstation Ochtrup begann die Realisierungs- Juli/August 2011 gwf-Gas Erdgas 3
FACHBERICHTE Neue Technologien Bild 2. Verdichterhalle der Verdichterstation Ochtrup mit den Gaskühlern. (Thyssengas GmbH) Bild 3. Regelbares Planetengetriebe Vorecon einer Verdichtereinheit. (Thyssengas GmbH) Höchste Ausgangsdrehzahl phase. Vor dem Hintergrund der damaligen Struktur der RWE, beauftragte die Vorgängergesellschaft der Thyssengas, die RWE Transportnetz Gas GmbH, die Abteilung für Planung und Bau von gastechnischen Anlagen bei der RWE Westfalen-Weser-Ems Netzservicegesellschaft mit der Durchführung des Projekts. Bild 2 zeigt die Verdichterhalle mit den Gaskühlern. Juli/August 2011 4 gwf-Gas Erdgas Reduzierte Ausgangsdrehzahl Bild 4. Funktionsweise des Planetengetriebes. (Voith Turbo GmbH & Co. KG) Hohlrad Planetenträger Planetenrad Sonnenrad 2.1 Planung/Engineering Die Vergabe der Detailplanung erfolgte an die Firma Dorsch Anlagenbau, München. Zur Schnittstellenminimierung in der Ausführungsphase sollte ein Generalunternehmer für die Errichtung vorgesehen werden. Ausgenommen wurden hiervon die Anlagenkomponenten mit besonderer technischer Bedeutung und/oder langen Lieferzeiten, wie z. B. Verdichtereinheit mit Antrieb und Steuerung, Gaskühler, Messstrecken und Eingangsfi lter. Auf der Basis der Ergebnisse der Maschinenauswahlstudie, wurde im ersten Schritt die Detailplanung und Erstellung der Ausschreibungsunterlagen für die Verdichter durchgeführt. Bereits im frühen Planungsstadium wurde vom Ingenieur vorgeschlagen, als Alternative zur Drehzahlregelung des Elektro-Motors mittels Frequenzumrichter, den Einsatz eines regelbaren Planetengetriebes der Firma Voith zu berücksichtigen. Beim Einsatz der Frequenzumrichtertechnik wird die Drehzahl des Elektro-Motors geregelt und anschließend die Drehzahl des Motors mit einem Getriebe auf die erforderliche Drehzahl des Turboverdichters übersetzt. Bei einem hydrodynamischen Getriebe bleibt die Drehzahl des Elektromotors konstant, die Drehzahlregelung für den Verdichter erfolgt über das Getriebe. Eine wichtige Komponente des zum Einsatz gekommenen Vorecon der Firma Voith ist ein drehzahlregelbares Planetengetriebe, welches die konstante Motordrehzahl auf die Verdichterdrehzahl übersetzt und eine Drehzahlregelung zwischen 60 Prozent und 100 Prozent ermöglicht (s. nähere Beschreibung unter 2.2). Da diese Drehzahlregelung in Europa bei Erdgasverdichterstationen bisher keine Anwendung fand, folgten eingehende technische Prüfungen, Auswertungen der vorgelegten Referenzen sowie eine vergleichende life cycle cost- Betrachtung. Als Ergebnis wurde der Vorecon als gleichwertig zum Umrichter bei der Ausschreibung zugelassen. Nach der Ausschreibung und den Vergabeverhandlungen ergab sich ein deutlich technisch-wirtschaftlicher Vorteil für die Drehzahlregelung mittels Vorecon. Die beiden Verdichtereinheiten mit Vorecon und Elektromotor wurden bei MAN Turbo (heute MAN Diesel & Turbo) bestellt. Technische Daten der Verdichtereinheit: � Motorleistung: 4,8 MW � Motordrehzahl 1500/min � 4-stufi ger Radialkompressor � Verdichterdrehzahl: 8400–12 600/min Die Planungen sowie die Beschaff ung der übrigen Lieferungen und Leistungen erfolgten weitgehend konventionell, wie bei vergleichbaren Verdichterstationen. 2.2 Beschreibungen der Wirkungsweise des Vorecon Kernstück des Vorecon ist ein Überlagerungsgetriebe mit integriertem Drehmomentwandler, welches die
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