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Produção de GNL
Responsável pela liquefação do gás natural tratado, a unidade de refrigeração está no cerne de qualquer planta de GNL. Turbinas a gás ou vapor são tradicionalmente utilizadas para acionar os seus compressores principais de refrigeração. Contudo, há diversas anos que esquemas alternativos com compressores totalmente acionados a e-motor são um tópico de bastante debate nas conferências comerciais e feiras de exposição no mundo todo – e a Siemens tem estado na vanguarda do co-desenvolvimento do conceito eGNL. Conseqüentemente, hoje podemos oferecer uma escolha de sistemas de acionamento tradicionais e evolutivos, tendo cada um suas próprias características.
Tomar esta abrangente decisão sobre o conceito impulsionador nos próprios estágios iniciais de um projeto de GNL requer alguma dose de ousadia, mas promete ótimas recompensas. Mas qualquer que seja o esquema escolhido, este terá de comprovar sua adequabilidade para atender aos requisitos de projeto, quanto à localização geográfica, infra-estrutura, economia, tecnologias disponíveis e pessoal, bem como aos regulamentos ambientais. O desafio, para a Siemens, é engendrar a melhor solução possível para qualquer estrutura básica determinada, seja GT-GNL ou eGNL
GT-GNL — Melhores Soluções
Plantas de GNL de nova geração serão projetadas visando alcançar uma produção anual de 6 a 8 milhões de toneladas ou mais, o que requer acima de 240 MW da potência total do compressor, somente para o processo de refrigeração. Conseqüentemente, os compressores e os seus respectivos acionadores serão consideravelmente de maior escala, se comparado à atual base instalada. Contudo, as futuras plantas não serão construídas somente em torno de máquinas maiores, mas sim de melhores soluções.
A Siemens lançou suas renomadas SGT6-2000E (ex V84.2, 110 MW (ISO) a 3,600 rpm) e SGT5-2000E (ex V94.2, 160 MW (ISO) a 3,000 rpm) como turbinas a gás com acionamento mecânico por GNL. Estas unidades não apenas excedem aos produtos disponíveis atualmente na sua respectiva classe, em cerca de 20% na capacidade nominal de potência, mas também são otimizadas por períodos máximos entre inspeções e menores paralisações para manutenção, requerendo apenas quatro dias de manutenção após 16.000 horas de operação equivalentes (EOH) e 16 dias após 48.000 de EOH. Isto se deve, em parte, aos combustores de silo em cada lado da carcaça da turbina a gás, os quais podem ser acessados por uma pessoa de tamanho normal para inspeção no seu interior. Além disso, a SGT6-2000E e a SGT5-2000E podem manusear gás combustível de baixo poder calorífico e gás com um alto teor de nitrogênio.
Com registros de mais de 220 instalações, estas turbinas a gás têm comprovado sua credibilidade em aplicações de acionamento de gerador no mundo todo – aplicações que normalmente são mais exigentes do que a operação contínua de carga de GNL.
Para trens de refrigeração de pequeno porte, a Siemens oferece os acionamentos mecânicos SGT-600 e SGT-700, com potência nominal de 25,5 MW e 30 MW ISO, respectivamente.
eGNL — O Conceito Futuro
Operadoras e empresas de engenharia no mundo todo falam sobre plantas de GNL da nova geração, que envolvem acionamentos de velocidade variável por motor elétrico, devido aos convincentes benefícios econômicos e operacionais ao usuário. Contudo, por algum tempo não haverá evidência empírica disponível a partir da operação de longo prazo. Ainda assim, a Siemens pode sorver de uma experiência vasta e versátil a respeito de qualquer componente vital dos esquemas de uma planta de GNL inteiramente elétrica.
Os sistemas de acionamento de velocidade variável (VSDS) da Siemens comprovam sua confiabilidade todos os dias, há mais de 30 anos, em um amplo espectro de aplicações, e estão disponíveis em capacidades nominais de potência para acionar os maiores compressores de hoje. Como acionamentos principais para compressores de refrigeração, eles oferecem o potencial para pelo dias 15 dias por ano de maior disponibilidade da planta sobre as atuais turbinas a gás – uma grande realização, no que se refere ao conceito do projeto eGNL, que enfim pleiteia 365 dias por ano de produção ininterrupta. Somando-se às enormes vantagens operacionais, isto traduz-se em uma melhora substancial na economia da planta.
Contudo, dependendo do local e do tamanho da unidade de exportação, os 300 MW aproximados de energia elétrica requeridos para funcionar tal planta podem não estar disponíveis no local ou nem mesmo próximo do projeto. Uma usina elétrica tornar-se-ia então parte integrante da unidade de eGNL, possibilitando que esta opere no modo ilha auto-sustentada. A Siemens desenvolveu um hardware especial e algoritmos de controle que garantem a continuidade do processo de produção de GNL, mesmo durante condições e dificuldades na usina elétrica. Os efeitos colaterais sobre a operação de grande VSDS em sistemas de energia ilhados são bem conhecidos e entendidos pela Siemens. Eles podem ser simulados com precisão, e estratégias comprovadas para mitigação foram desenvolvidas para lidar com os mesmos. Tendo o serviço público operando em uma configuração n+1, o sistema global oferece 15 dias de produção extra comparado com os acionamentos para compressor de turbinas a gás convencionais. A previsão é que os custos do investimento adicional na usina elétrica sejam compensados dentro de um prazo de 5 anos.
Desde os primórdios das operações da empresa, a geração de energia elétrica tem sido uma competência central da Siemens. Hoje, a Siemens oferece usinas elétricas turnkey e soluções em energia industrial para exatamente qualquer tamanho e tipo de aplicação, inclusive típicas ilhas de energia elétrica para plantas de eGNL. As avançadas tecnologias em energia elétrica da Siemens, que são talhadas para atender a requisitos específicos de geração de energia, emissão de energia e legislação ambiental, maximizarão significativamente a eficiência total da planta.
Experiência Elétrica Plena em uma Fonte Única
Buscar soluções em compressão, acionamentos para compressão e energia elétrica em uma fonte única oferece diversos benefícios aos consumidores finais bem como às contratadas de EPC. Um ponto único de contato significa uma expressiva redução de interfaces, simplificando a gerência do projeto e as comunicações. Permitindo que as soluções padronizadas e modularizadas do fabricante possam reduzir os tempos de espera, de instalação e de comissionamento, resultando em menores custos instalados.
Conseqüentemente, o empacotamento de solução em compressão, produção, transmissão e distribuição de eletricidade, bem como automação e controle dentro de uma planta de refrigeração a eGNL, é um eficiente meio de reduzir custos e riscos, enquanto atende a prazos rígidos. Paralelamente, a capacidade de operação e a disponibilidade da planta aumentam.
Domínio de Desempenho de Trens de Máquina de Larga Escala
As instalações de leito de prova de última geração em Berlim e Duisburg, Alemanha, colocam a Siemens na vanguarda do futuro desenvolvimento de soluções em compressão em megaescala – não apenas para GNL. Devendo estar em operação em 2007, a instalação de Duisburg permitirá abrangentes testes de esticamento a plena carga de soluções em compressão para as futuras plantas de GNL de 8+MTPA, assegurando uma funcionalidade e confiabilidade inflexíveis dos trens acionados a turbina ou motor, antes de serem despachados. Pacotes completos de VSDS há muito têm sido testados quanto a desempenho de carga na Berlin Dynamowerke, da Siemens. Além do mais, com os pacotes de “energia para compressão” de eGNL da Siemens, os seus sistemas de controle combinados e superpostos também podem ter sua funcionalidade testada antes de despachar o equipamento de I&C para o local de instalação. |
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Acionamentos para Loops de Refrigeração Principal |
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Turbinas a gás de até 160 MW (ISO)
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Sistemas de acionamento de velocidade variável elétricos (VSDS) de 75 a 90 MW como acionamentos principais |
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Sistemas de acionamento de velocidade variável elétricos (VSDS) de 10 a 40 MW como motor pacotes de arranque/ auxiliar, ou motor de arranque/auxiliar modular/gerador para turbinas de gás. Sistemas elétricos refrigerados a água-ar ou água-água para todos os ambientes conhecidos.
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Compressores para Loops de Refrigeração Principal |
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Compressores a propano de até 90 MW
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Compressores de refrigeração-misto de até 90 MW, divididos horizontal ou verticalmente, bocais para cima ou para baixo, montado em estrado com sistemas de óleo lubrificante integrado ou distinto.
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Compressores de Gás End-Flash
Compressores de até 40 MW
Compressor de Gás Vaporizador
Compressores de até 15 MW, carcaça simples e em tandem
Instrumentação de Campo e Analíticos |
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Transmissores de pressão |
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Transmissores de temperatura |
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Fluxômetros |
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Instrumentos medidores de nível |
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Analisadores de gás |
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Unidades de terminal remotas |
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Medição de nível em tanques de armazenagem de GNL e para controle de bomba |
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Chaves de nível para detecção de nível mínimo e máximo nos tanques |
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Posicionador de válvula para controle desta |
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Cromatógrafo para determinação da composição e qualidade do gás; medição de valor calorífico |
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Medição da umidade e do ponto de orvalho no gás natural |
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Automação |
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Sistema de controle integrado para VSDS e automação de compressor, inclusive instrumentação associada. |
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Soluções em controle de operações avançadas |
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Software para visualização integrada de dados, que possibilita decisões informadas sobre o uso de ativos e sua eficiência operacional. |
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Sistema de gestão e controle de energia (EMCS). |
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Geração de Energia |
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Esquemas simples, combinados e de ciclo triplo com turbinas a gás e vapor, incluindo geradores e auxiliares. |
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Geradores de vapor por recuperação de calor |
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Soluções em ciclo de vapor de água |
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Elétrica e controles para equipamentos fornecidos |
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Guindastes e Aquecimento, Ventilação e Condicionamento de Ar (HVAC) para a edificação das turbinas |
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Sistemas de água de resfriamento |
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Transmissão e Distribuição de Energia |
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Serviços de consultoria e planejamento de rede, inclusive estudos de harmônicas |
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Comando elétrico de alta, média e baixa tensão (ar e isolado com SF6)
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Comando elétrico de alta corrente |
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Dutos de barramento |
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Transformadores de potência, distribuição e especiais |
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NER |
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Sistemas de proteção, controle e automação de subestações |
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Gestão de energia |
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Centro de controle de motores |
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Grupos moto-geradores de emergência (a diesel) |
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Sistemas de fonte de alimentação ininterrupta |
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Baterias de estação |
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Qualidade da energia e correção elétrica |
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Sistemas auxiliares |
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Todos os serviços para subestações |
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Related Links
 Referências |
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