Sağlam pompa teknolojisi sayesinde kondens karışımların pompalanmasında oluşabilecek sızıntı riskleri minimize edilir
(Hazırlayan Thomas Neuman, LEWA GmbH)
Ham petrol ve doğal gazlar, kum ve su çökeltilerinin neden olduğu kirlenmenin yanı sıra, hidrojen sülfür ve klor gibi satışı yapılamayan ve istenmeyen sayısız bileşen içerir. Bu bileşenlerin parçalanarak işlenmesi maliyet bakımından mümkün değildir. Bu nedenle pompalanan akışkan, yoğuşmalı bir sistemde bu ürünlerden arındırılır. Zehirli ve kullanılmayan artık karışımlar yakılmak üzere diyaframlı proses pompaları ile offshore tesislerindeki gaz yakma bacalarına pompalanır ya da imha edilmek üzere karaya taşınır. Personel ve çevreye karşı olası tehlikelerin önüne geçmek adına bu süreçte kullanılacak pompa sistemi dayanıklı ve sızdırmaz olmalıdır.
Sülfür kaynaklı korozyon ve çatlamalardan kaçınmak amacıyla doğru malzeme seçimi ve düşük NPSH gereksinimine sahip pompa seçimi büyük bir öneme sahiptir.
Uluslararası Enerji Ajansı’na (IEA) göre ham petrol pompalama oranı tüm dünyada sürekli olarak artış göstermektedir. 1990 yılında çıkarılan ham petrol 3.1 milyon metrik ton iken, bu miktar 2006 yılında 4 milyon metrik tona yükselmiştir.
Şu anda ise ham petrol pompalama oranı en yüksek seviyededir ve 4.5 milyon metrik tonu aşmaktadır. IEA verilerine göre bu trend doğal gaz sektöründe de gözlenmektedir:
Bu sektörde pompalanan gaz miktarı 50 yıldan az bir sürede dört misli artarak 3.6 milyon metrik ton gibi rekor bir sayıya ulaşmıştır.
Ham madde pazarındaki bu yüksek talebi, kimyasal sentez proseslerinde temel ürünleri oluşturan benzin, mazot, kalorifer yakıtı veya biyogazda fosil yakıt olarak bulunan hidrokarbonlara bağlamak mümkündür. Pompalanan ham petrol ve doğal gazda hidrokarbonlar, su ve kum çökeltileri gibi kirler ve kullanılmayan bazı başka atıklar mevcuttur. Bunlar klor ve hidrojen sülfür kimyasallarını da içerir. Bu bileşenlerin sonrasında işlenmesi maliyet açısından anlamlı olmaz.
Malzeme seçimi ve tasarım belirleyicidir
Akış, ham petrol, doğal gaz ve su olarak ayrılırken, istenmeyen bileşenler ayrıştırılır. Arındırılan ham maddeler boru hattı veya gemi yolu ile bir sonraki işlem için taşınır. Ayrıştırılan maddeler ise reaktörde birikerek ham maddelerin ayrışmasına alan bırakmayacağından, bağlantılı bir tanka akıtılır.
Zehirli karışım, uygun pompa sistemleri ile içinde bulunduğu varilden yakılmak üzere tesisin yakmabacalarına aktarılır.
Ayrıştırılan ürünü yakma noktasına pompalarken, personel ve çevre için tehlike oluşturulmadığından emin olmak amacıyla hermetik sızdırmazlık teknolojisine sahip ürünlerin kullanılması gerekmektedir.
Düşük alaşımlı veya en fazla korozif olmayan ss316 çelikten üretilmiş, tehlikeli madde transferine uygun olmayan, dinamik salmastra içeren standart tasarımlı pompalar bu gereksinimleri karşılayamamaktadır.
Ayrıca malzemeler yeterli dayanıklılığa sahip olmadığından hidrojen sülfüre karşı hassasiyet gösterirler ve H2S ile klor içeren bu akışkanları pompalarken sülfüre dayalı gerilme çatlakları oluşabilir. LEWA GmbH gibi deneyimli pompa üreticileri, bu tarz uygulamalarda korozyona daha dayanıklı olan ve sülfür ile hidrojen sülfürün sebep olabileceği hasarlara karşı daha düşük hassasiyet gösteren duplex, süper-duplex veya nikel bazlı malzemeler kullanırlar.
Bu sayede sızıntılar uzun süreli olarak ortadan kaldırılır, verimli ve sürekli çalışma sağlanır.
Optimize emme özellikleri
Güvenli akışkan transferinde doğru malzeme seçimi kadar doğru tasarım da büyük önem taşır.
Sisteme dayalı sızıntı olasılığı bulunduğundan, akışkan ile ortam arasında hareket eden sızdırmazlık yüzeylerinin olmaması azami öneme sahiptir. Sıklıkla kullanılan API674 pompa tasarımı, piston ve sızdırmazlık ringlerinin sıvıyla temas ettiğinden ve hermetik sızdırmazlığa sahip olmadığından bu gereksinimi karşılayamaz.
Sızdırmazlık sistemine sahip bir salmastra tasarımı olası sızıntıları tespit edip engelleyebilse dahi, kesintisiz kum ve partikül kirliliği hızlı aşınmaya sebep olacağından ek kurulum ve bakım maliyetleri artacaktır. Böyle bir durumda sistemde periyodik bakım gerçekleştirilmeli ve ek ekipmanlarla sürekli olarak denetlenmelidir.
LEWA tarafından tasarlanan pompalar ise yanıcı veya zehirli akışkanların transferinde, katı partikül barındıran veya viskozitesi yüksek akışanların transferinde güvenliği garanti eder.
LEWA pompalarında hareketli sızdırmazlık yüzeyleri bulunmadığından akışkan sızıntısı imkansızdır.
Yay destekli geri hareketiyle emişi güçlendiren M9 pompa kafası avantaj oluşturmaktadır:
LEWA M9 pompa kafaları, tasarımları sayesinde eşsiz bir emiş özelliğine sahiptirler ve düşük NPSH değerlerinde dahi kavitasyonsuz çalışabilmektedirler.
Tanklar genellikle pompayla aynı seviyede konumlandığından ve sıvıların daha düşük buhar basıncına sahip olmasından dolayı bu özellik çok önemlidir. LEWA M9 pompa kafasının mükemmel emiş özelliği olmadığında, NPSH değerini yükseltmek için tankın yapısı, konumu tamamiyle değiştirilmesi gerekir, bu da maliyetleri ciddi anlamda yükseltir.
Tüm sistemin değerlendirmesine yönelik simülasyonlar
Pompa ve tesis tarafındaki borulama sistemleri birbiriyle uyumlu şekilde koordine etmek için boru sisteminin pompa titreşimine verdiği tepkiyi hesaplamak önemlidir.
Bu tarz vibrasyon analizleri, sistemin karmaşıklığı, pompa silindir sayısı, akışkan özellikleri dikkate alınarak gerekli olabilecek sönümleyici ve benzeri donanım ve işlem önerileri sunabilir. Örneğin emme tarafında sönümleyiciler ve rezonatörler için boru hattı boyutları hesaplanır.
Bu analizler, aynı anda çok sayıda pompa çalışırken, basınç valfinin farklı hızlardaki tepki durumunda pompa sisteminin çalışmasını ve tepkisini kapsar.
Bu hesaplama programlarını hem kendi bünyesinde hem de sahalarda kullanan ve doğruluğunu kanıtlayan tek pompa üreticisi LEWA’dır. LEWA firmasının bu alandaki uzun yıllara dayanan tecrübesi sayesinde optimal bileşen pozisyonlandırması ve ölçeklendirmesine yönelik gereksinimler planlama aşaması tamamlanmadan karşılanır. Böylece pompanın sorunsuz ve istenildiği şekilde çalışması sağlanır. Bu, aynı zamanda ek modifikasyonlara gerek kalınmayacağı anlamına gelir.
Özetle
Hidrojenin ham petrol ve doğal gaz bileşeni olarak pompalandığı uygulamalarda, pompalanan akışkan offshore pompasından çıkmadan önce farklı bileşenlere ayrıştırılır.
Bu sayede satışı yapılamayan maddelerin ana pompa akışından gereksiz transferi ortadan kalkar. Klor ve hidrojen sülfür içeren bu istenmeyen kirler yoğuşma yöntemiyle ayrıştırılır ve yakılmak için offshore tesisinde yakma bacasına yönlendirilir veya bertaraf edilmesi için karaya yönlendirilir.
Bu işlemi gerçekleştirirken LEWA GmbH firmasının ürettiği türden hermetik sızdırmazlık teknolojisine sahip diyaframlı pompaların kullanılması gerekmektedir. Bunun sebebi ise zehirli karışımları transfer ederken sızıntı olmadan maksimum güvenlik koşullarının gerekliliğidir.
Pompalar düşük maliyetle sisteme dahil edilebileceğinden düşük NPSH gereksinimi bu tarz ünitelerde bir avantaj oluşturmaktadır. LEWA tarafından üretilen diyafram proses pompaları bu özelliği sunmaktadırlar.
Ayrıca LEWA’nın hem simülasyonlarla kendi bünyesinde hem de sahada gerçek koşullar altında sağladığı vibrasyon analizleri sayesinde ekipmanların ölçeklendirilmesi ve konumlandırılması sayesinde sistemin dayanıklılığını ve güvenilirliğini garanti eder.
