最新のコークス切断システムを駆動する方法

Wolfgang Paul 博士と Jay Jones は、2000 年以降に実装されたホイストおよびドリル ステム ドライブ (ロータリー ジョイント) 用の最新の切断システム ドライブの機能について説明します。

2000 年以降、ディレードコーキング装置の技術は大幅に変化しました。 それ以前にもいくつかの開発が実施されましたが、安全性、性能、信頼性に関しては小さな進歩しか達成されていませんでした。

最近では、自動上下バルブの開発と組み合わせて、自動穴あけ/切断ツールやホイストドライバーの高性能切断システムが導入され、安全性、性能、信頼性が大幅に向上しました。

基本的に、プロセスパラメータはコークスユニットとデコーキングシステムの性質を決定します。 これについては調査されず、システムの機械的側面のみが取り上げられます。

2000 年までのプロジェクトと注文は、直径が最大 29 フィート (8.8 m)、高さ (フランジ間 (FF)) が最大 130 フィート (39.0 m) のコークス ドラムに基づいていました。

現在、直径 32 フィート (9.80 m)、FF 高さ 150 フィート (46.0 m) のデコーキング ユニットが建設中です。 これは、長さが 15 パーセント、直径が 10 パーセント増加したことを反映しています。 体積は直径の二乗に比例して高さに比例して増加するため、FF 高さよりも直径を大きくした方がより大きなパフォーマンス (スループット) が達成されます。

構造の全高、コークスドラムの強度、部位固有の条件など、プロセスパラメータ以外の他の要因も重要な役割を果たす可能性がありますが、これらの問題はここでは考慮されません。

2000 年頃、ジェット ポンプの流量と圧力は 1200 gpm@4400psi (272 m3/h@300bar) でした。 コークスドラムのサイズが大きくなるにつれて、ジェットポンプの油圧も 5000 psi で 1400gpm (350bar で 320m3/h) まで増加しました。

しばらくの間、ホイストとドリルステムドライブのドライバーのみが一定のままでした。

1980 年から 2008 年までのコークス ドラムとジェット ポンプの流量と圧力の発展を示す図を参照してください。データは、時間の経過に伴う成長を反映するパーセントとして示されています。 異なるサイズのポンプとドラムが製造されるたびに、図は傾向を示しています。 計算に必要な基礎データを以下に示します。

数十年にわたり、ホイストとロータリー ジョイントは空気圧モーターを備えた圧縮空気によって駆動されてきました。 性能はホイストで約 30HP (22 kW)、ロータリー ジョイント (ドリル ステム ドライブ、DSD とも呼ばれる) で 13HP (10kW) でした。

1990 年代に油圧駆動コンポーネントが設置された施設がいくつかありますが、設置されたユニットの大部分は依然として空気駆動のままでした。

より高いパフォーマンスの要件と並行して、騒音レベルの低減や環境汚染など、他の問題にも対処する必要がありました。 エアモーターは騒音レベルが高く、潤滑エアによる油の飛散が発生します。

ドラム缶とジェットポンプのサイズがさらに大きくなったため、ホイストドライブとドリルステムドライブの全体的な変更が必要になりました。

油圧駆動コンポーネント

ホイストとドリルステムドライブは、コンポーネントのサイズを大きくすることなく、はるかに高い出力レベルで動作する必要がありました。

2000 年にルールポンプンは、特にコーカー内でこれらのコンポーネントを操作するために設計された、油圧パワー ユニットを動力源とする、ホイストとドリル ステム ドライブの近代化された油圧駆動システムを開発しました。 利点は次のとおりです。

- ホイストの引っ張り力は最大 9900 lbf (45kN)。

- DSD のトルクは最大 5500 lbft (7500Nm) です。

- モーターポンプドライバーは密閉されたシェルター内に冗長的に設置されます。

・操作・制御はPLCを介して操作盤から行います。 これは、リモートまたは自動切断の基本要件の 1 つです。

それにもかかわらず、切断デッキとデリックにさらに多くの配管と油圧コンポーネントの設置が必要でした。

電気駆動コンポーネント

2004 年、ルールポンプンはホイストとドリル ステム ドライブ用の電気駆動システムを開発しました。 ホイストと DSD モーターは、冗長 VFD が取り付けられた可変周波数ドライブ (VFD) によって駆動されます。 ユニットは安全な場所にも危険な場所にも設置できます。

より高い引張力と引張速度に加えて、次の追加の利点も達成されました。取り付け時間とコストの削減。 カッティングデッキから作動油を排除する。 地域分類 (ATEX、UL、CSA、GOST) に完全準拠。 設計温度は -49°F ～ 113°F (-45°C ～ 45°C) の範囲です。

コンポーネントのサイズ設定は、次の考慮事項に関連します。

- ホイストの所要電力はドラム缶の容積に関係します。

- 切断装置の重量はドラムの高さに応じて増加します。

- 切断装置の重量は、圧力が高くなるためドラム直径とともに増加します。

- ホイストの所要動力はジェットポンプの動力と一致します。

- 重量は流量と圧力とともに増加します。

新しいドライブ システムにより、次のパフォーマンスが得られます。

- ホイスト: 牽引速度。

- 第 1 層: 197 フィート/分 (60 m/分) @ 引張力 10000 ポンド (44kN) 油圧/11 500 ポンド電気

- 第 4 層: 229 フィート/分 (70 m/分) @ 引っ張り力 9400 ポンド (42 kN) 油圧/9980 ポンド

- DSD: 最大 RPM 15@7500Nm。

コークスドラムのサイズが大きくなり、それに伴うジェットポンプの油圧力の増加、ホイストの所要電力、および牽引速度と牽引力の性能の向上が必要でした。

油圧駆動のドリルステムドライブとホイストは、数年前からすでに上記の条件を満たす性能を発揮していました。 新しいステップは、すべての要件を満たし、それを超える電気バージョンの開発でした。

結論

コークドラムのサイズが大きくなるにつれて、ジェットポンプの出力も増加しました。 最近 (2000 年) まで、切断装置の出力は増加していませんでした。 ルールポンプンは、油圧または電気で駆動されるデコーキングホイストおよびドリルステムドライブ用の駆動システムを開発しました。

これらのコンポーネントの出力は、最新のコークス切断システムの実際の要件を満たすコークス ドラムの容積とジェット ポンプの出力の傾向に従いました。

切断システムの新機能により、作業時間が短縮されるだけでなく、より安全で信頼性の高いサービスが実現します。

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ヴォルフガング・ポール博士はドイツ、ヴィッテン、ルールプンペンのデコキングBUの社長であり、ジェイ・ジョーンズは米国オクラホマ州タルサ、ルールプンペンのデコキングの北米BUの副社長です。 www.ruhrpumpen.com