case history: analisi rotordinamica predittiva e ... · in seguito all’analisidei dati acquisiti,...
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Case History: Analisi rotordinamica
predittiva e bilanciamento su treni di
compressione gas
Salvatore Duca Pisa, 24 Febbraio 2017
Project Team Leader
28 February 2017 | 5
Dietsmann’s business is maintaining energy
Dietsmann is the leading independent specialist in Operation &
Maintenance services for continuous-production plant in the oil & gas,
power and mining industries with over 40 years of accumulated know-
how of plant and equipment.
Major international energy companies entrust Dietsmann with the O&M
of their production facilities.
DIETSMANN’S MISSION
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Our core business is planning and managing:
The Operation & Maintenance
The Maintenance, Engineering and Inspection (MEI)
Pre-commissioning, commissioning & de-commissioning
Technical Support
Training and transfer of know-how
The Company employs a total workforce of 5,500 people who
represent 57 nationalities
DIETSMANN’S CORE BUSINESS
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Major Oil Companies
CLIENTS
Locations
West Africa
North Central Africa
East Africa
Central Asia
South America
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Full or partial Operation & Maintenance
Oil & Gas utilities and power plant operation, Maintenance Engineering
& Inspection, Spare Parts Management
Specific Services
Training & Technology transfer, Start-Up & Commissioning,
Discipline Maintenance contracts, Technical Assistance
SERVICES
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MAINTAINING THE WORLD’S ENERGY
RUSSIA Reftinskaya
RUSSIA Sredneuralskaya
KAZAKHSTAN Aksai
KAZAKHSTAN Atyrau
RUSSIA Nevinnomysskaya
IRAQ BasrahLIBYA Tripoli
SOUTH SUDAN Juba
MOZAMBIQUE Maputo
REPUBLIC OF THE CONGO Pointe-Noire
ANGOLA Luanda
GABON Port-Gentil
NIGERIA Port Harcourt
NIGERIA Abuja
RUSSIA Moscow
RUSSIA Konakovskaya
SWITZERLAND Geneve
ITALY Rome
MONACO(Support & Coordination Office)FRANCE Salies-du-Salat
FRANCE Toulouse
THE NETHERLANDS Breda(Corporate Seat)
BOLIVIA Santa Cruz
IVORY COAST Abidjan
RUSSIA Yamal
GHANA Accra
UAE Dubai
PERU Lima
CYPRUS, Nicosia
Field Overview
32.5%
32.5%
20%
15%
One of the world’s largest oil & gas
condensate fields;
Discovered in 1979;
Gross reserves – over 2.4 billion barrels of
condensate and 16 tcf of gas.
Reservoir Fluid and Recovery 3500m
4450m
4950m Gas Oil Contact
5150m Oil Water Contact
Cross
Section
Vertical Wells – pre-Phase 2Horizontal Wells – Phase 2
Apply new technology
Optimise Field Development
Carboniferous Oil
Carboniferous
Gas Condensate
Pre-Visean
Gas re-injection to increase
ultimate recoveryPermian
Gas Condensate
KPC
Unit 2
Unit 3
Unstabilised Oil
Sour Gas to Re-injection
Unstabilised Oil
Sour GasOrenburg
Stabilised Oil
CPC
Mini
RefineryUnstabilised Oil
Injection
Wells
Production
from Wells
Fuel Gas
2.1MSm3/d
2009 Actual 139.5 MBOE
CPC 68
Orenburg 15
Mini Refinery 4
Total 87
Orenburg 49
Re-Injection 39
Community/Fuel 4
Condensate
(MBOE):
Gas (MBOE):
Power (MW): Generation 915
Export 400
Total 92
Karachaganak Facilities Overview
Sour Gas
Production
from Wells
Orenburg
Production
from Wells
195,000
boepd
24MSm3/d
12,000 boepd
65,000 boepd
21 MSm3/d
50 MW
Power
Community
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I treni di compressione non sono perfettamente allineati in quanto le
tubazioni di processo spingono sui compressori e tirano sui bulloni di
fondazione; questo per mancanza dei giunti di espansione e per un non
corretto allineamento durante la fase della construction.
Per questo motivo, nelle precedenti revisioni generali si erano verificati
puntualmente dei valori di vibrazione tali che avevano mandato in trip il
compressore non appena avviato.
Forti dell’esperienza della precedente societa’ di manutenzione, abbiamo
ritenuto necessario in via precauzionale chiamare in anticipo dei
professionisti di analisi delle vibrazioni e del Trim Balance, che hanno
effettuato una prima analisi a monte dell’intervento e successivamente
hanno ridotto le vibrazioni che erano oltre la soglia di allarme.
Aspetti generali
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Compressore
XE-100A
XE-100B
Motore
elettrico
XE-101A
XE-101B
XE-102A
XE-102B
XE-103A
XE-103B
Moltiplicatore
SONDE DI VIBRAZIONE INSTALLATE NEL TRENO
UNITA' SONDA ALLARME BLOCCO
XE-100A
XE-100B
XE-101A
XE-101B
MOLTIPLICATORE
ALBERO LENTO
MOLTIPLICATORE
ALBERO VELOCE
93 µm 138 µm
43 µm 63 µm
UNITA' SONDA ALLARME BLOCCO
XE-102A
XE-102B
XE-103A
XE-103B
COMPRESSORE
CENTRIFUGO 35 µm 46 µm
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IL BILANCIAMENTO
Perchè il Bilanciamento?
Il fenomeno di sbilanciamento può essere
causato da una non perfetta distribuzione delle
masse rotanti o da un’usura irregolare dei
componenti (cuscini, tenute, rotismi ecc.)
oppure, come nel nostro caso da un eccessivo
stress delle tubazioni di processo che portano
ad un non perfetto allineamento del
compressore.
Il bilanciamento consente di correggere questo
fenomeno tramite l’istallazione di un massa
aggiuntiva sulla flangia di accoppiamento
evitando così interventi di manutenzione più
invasivi.
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Dopo un’attività di manutenzione generale, sono stati rilevati valori di vibrazione nel compressore vicino all’allarme.
In seguito all’analisi dei dati acquisiti, si è passati ad effettuare un bilanciamento per ridurre il livello di vibrazione e poter
operare l’unità senza limitazioni future ed evitare successive fermate durante la normale produzione.
RILIEVO DI VIBRAZIONE COMPRESSORE
Allarme alte vibrazioni
Allarme alte vibrazioni
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L’analisi spettrale mostra come componente pricipale quella relativa alla velocità di rotazione, indice di uno sbilanciamento
del rotore. E’ stato quindi deciso di effettuare un bilanciamento in impianto in modo da ridurre l’ampiezza di tale vibrazione
così da abbassare il livello totale di vibrazione.
ANALISI DATI ACQUISITI
Frequenza generata dalla
rotazione dell’albero
SPETTRO IN FREQUENZA
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ESECUZIONE DEL BILANCIAMENTO
STEP 1:
- Individuazione dello sbilanciamento
iniziale
STEP 2:
- Installazione massa prova sulla flangia
di accoppiamento al fine di valutare
l’influenza sui livelli di vibrazione
STEP 3:
- Rimozione massa prova. Calcolo ed
installazione massa di bilanciamento
STEP 4:
- Successiva affinazione della massa di
bilanciamento
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RISULTATI OTTENUTI CON IL TRIM BALANCE
0
5
10
15
20
25
30
35
Run 0 Run 1 Run 2
102A Probe vibration level 102B Probe vibration levelSonda XE 102A Sonda XE 102B
Il grafico ci mostra come l’attività di bilanciamento ha permesso una riduzione del 60% del livello di vibrazione iniziale nel
compressore centrifugo e del 45% nel moltiplicatore dell’unità 1.
0
5
10
15
20
25
30
35
Run 0 Run 1 Run 2
101A Probe vibration level 101B Probe vibration levelSonda XE 101A Sonda XE 101B
COMPRESSORE CENTRIFUGO MOLTIPLICATORE
µm µm