Optimaalisen kuljetuksen ja puristuksen räätälöidyt konseptit prosessikaasu- ja kylmäalan teollisuudessa ovat mahdollisia vain, kun tapauskohtaiset vaatimukset vastaavat valittua konekonseptia sataprosenttisesti. Siksi yksittäisiä vaatimuksia on aina ennen ostopäätöksen tekemistä tarkasteltava erittäin yksityiskohtaisesti kahdesta eri näkökulmasta: Laitteiston loppukäyttäjä haluaa prosessin vaatimukset täyttävän laitteiston. Laitteiston toimittajan näkökulmasta nämä vaatimukset on toteutettava valitsemalla optimaalinen ja kattava konekonsepti.
Nämä edellytykset voi täyttää ainoastaan valmistaja, jolla on vaadittava erikoisasiantuntemus sekä vaatimukset täyttävä tuotevalikoima. AERZEN Maschinenfabrik on vuodesta 1868 lähtien valmistanut kiertomäntäkompressoreita ja vuodesta 1943 ruuvikompressoreita. Yli 60 vuoden ajan AERZEN on toimittanut kompressoreita myös prosessikaasu- ja kylmäalan teollisuuden kaasunpuristukseen. Tämä aikana AERZEN on kehittynyt tämän erikoisalan maailmanlaajuisesti menestyneeksi laitteistotarjoajaksi, jolla on vaikuttavat referenssit mm. kemian- ja petrokemianteollisuuden alalla, teräs- ja soodateollisuudessa sekä biometaanikaasun tuotannossa. ”Esisuunnittelun lähtökohtana on asiakkaan luona tehtävä nykytilanteen yksityiskohtainen analysointi. Merkittäviä kriteereitä ovat mm. puristettavan kaasun koostumus, sisääntulopaine ja -lämpötila, haluttu ulostulopaine ja -lämpötila, ympäristölämpötila, odotettavat kuljetusmäärät ja jäähdytystä varten käytettävissä olevat jäähdytysvesimäärät. Nämä ja muut parametrit ovat ehdottomia edellytyksiä räätälöidylle tarjoukselle, jossa voidaan ottaa huomioon myös erikoistoivomukset, kuten erikoismoottorit, taajuusmuuttaja, ääntä vaimentavat toimenpiteet tms.”, kertoo AERZEN.
Kaasujen puristukseen käytettävien laitteistojen on kaikissa käyttötilanteissa täytettävä erittäin korkeat erityisvaatimukset. Osittain syttyvien tai myrkyllisten kaasujen vuoksi niiden on oltava teknisesti erittäin tiiviitä. Niiden on täytettävä myös asiakkaan määrittelemät käyttötilanteen mukaiset vaatimukset (esim. ATEX-määräykset ja Ex-sertifiointi). Lisäksi käytettävät materiaalit riippuvat puhallettavasta aineesta ja paikan prosessivaatimuksista. Siten käytössä on aina konetyypin mukaan esimerkiksi pallografiittivaluraudasta, valuteräksestä tai ruostumattomasta teräksestä valmistettuja komponentteja.
Vaikka yrityksemme on maailmanlaajuinen tekijä omalla alallaan, ovat etujamme matala organisaatio ja joustava palveluasenne. Prosessikaasu- ja kylmäalan teollisuuden kaasunpuristuksen räätälöityä ratkaisua varten AERZEN tarjoaa laajan tuotevalikoiman öljyttömästi puristavia kiertomäntäkompressoreita sekä öljyruiskutuksella varustettuja tai öljyttömästi puristavia ruuvikompressoreita seuraavina rakennesarjoina:
Rakennesarja GRPaine-erot enintään 1,5 barImutilavuusvirrat 100 – 50'000 m³/hRakennesarja GQPaine-erot enintään 1,5 bar Imutilavuusvirrat 15'000 – 100'000 m³/h
Öljyvoideltu puristusRakennesarja VMY 36 (kylmä- ja prosessikaasu)Yksivaiheinen paine-ero enintään n. 20 bar,Imutilavuusvirrat 500 – 8'900 m³/h Rakennesarja VMY 25 (kylmä- ja prosessikaasu)Paine-ero enintään 25 bar; imutilavuusvirrat n. 300 – 2'700 m³/h
Öljytön puristus Rakennesarja VRPaine-ero enintään 52 barImutilavuusvirrat n. 650 – 120'000 m³/h
Projekti-, tarjous- ja suunnitteluvaiheiden huolellisen valmistelutyön sekä kompleksisuudestaan huolimatta erittäin lyhyen käyttöönottovaiheen jälkeen asiakas saa aina vastaanottaa yksilöllisen, edistyksellisen ja vakaan ratkaisun. AERZEN-kaasukompressorit tarjoavat käyttäjälle viimeisintä teknistä osaamista edustavan korkean vakiolaadun, suuren energiatehokkuuden ja pitkän käyttöiän, joka voi ylittää jopa 30 vuotta.
Kaksisiipinen, öljyttömästi puristava GR-rakennesarja käsittää prosessikaasukompressorit enintään paine-eroille 1'500 mbar ja imutilavuusvirroille 100 – 50'000 m³/h. Syrjäytysperiaatteella toimivat laitteistot mukautuvat vaihteleviin käyttöolosuhteisiin automaattisesti. Niitä käytetään esimerkiksi koksausuuni- ja masuunikaasupuhaltimina terästeollisuudessa sekä H2-, CH- ja CO-seoskaasun, vesihöyryn ja erityisten kriittisten ja myrkyllisten kaasujen puristukseen. Näissä öljyttömästi puristavissa laitteistoissa AERZEN voi aina prosessin vaatimusten mukaan käyttää erilaisia materiaaleja, kuten pallografiittivalurautaa, valuterästä tai ruostumatonta terästä roottoreissa tai toteuttaa puhallustilan tiivistyksen yksilöllisillä tiivistevaihtoehdoilla. Öljy- ja puhallustilat on tällöin eristetty täydellisesti neutraaleilla tiloilla. Erityisen tukevan rakenteensa ansiosta laitteistot eivät ole herkkiä kaasun sisältämille epäpuhtauksille, kuten pölylle, terva- ja likapartikkeleille tai nesteille. Puhdistusta ja jäähdytystä varten voidaan ruiskuttaa vettä tai liuotteita sekä puhdistus- tai jäähdytysaineita.
Enintään paine-eroille 1,2 bar (erikoismalleissa yksivaiheisesti enintään 1,5 bar, kaksivaiheiset aggregaatit enintään 3,0 bar) käytettävissä ovat niin ikään öljyttömästi tiivistävät, samaa tuoteperhettä edustavat GQ-sarjan kiertomäntäkompressorit imutilavuusvirroille 15'000 – 100'000 m³/h. Enintään noin 2,0 barin paine-eroille esimerkiksi terästeollisuuden Midrex-prosesseissa käytetään useita laitteistoja sekä rinnakkain että kaksivaiheisesti. Myös GQ-rakennesarjan laitteistot toimivat syrjäytysperiaatteella. Nekin pystyvät mukautumaan vaihteleviin käyttöolosuhteisiin automaattisesti. GQ-rakennesarjan koneita käytetään pääasiassa terästeollisuudessa prosessi- ja kylmäkaasun puristukseen, ja näitä käyttötarkoituksia varten ne varustetaan erityisillä puhallustilan yhdistelmätiivisteillä. Äärimmäisenä haasteena ja esimerkkinä AERZENin vahvasta osaamisesta ovat ydinvoimalaitosten turvallisuutta koskevien KTA-määräysten mukaisesti sertifioidut öljyttömästi tiivistävät GR-rakennesarjan kiertomäntäkompressorit, joita käytetään ydinvoimalaitosten sekundääripiirin vesihöyryn puristuksessa. Nämä kompressorit asettavat erittäin korkeat vaatimukset valmistukselle, hyväksynnälle ja dokumentaatiolle. Jo pelkästään tällaisten tilausten valmistelutyöt, testaukset ja raaka-aineen hankinta ennen valmistuksen aloittamista voivat kestää kolmekin vuotta. Kaikki GQ-laitteistot kestävät suhteellisen hyvin kaasun sisältämiä epäpuhtauksia (esim. pöly, likapartikkelit tai neste). Kaasun jäähdytystä ja puhallustilan puhdistusta varten voidaan jatkuvasti ruiskuttaa vettä.
Aluksi AERZEN kehitti ja valmisti useiden vuosien ajan suurella menestyksellä vain kompressorilohkoja öljyruiskutuksella varustettuja ruuvikompressoreita varten. Ulkoiset laitteistorakentajat täydensivät ne sen jälkeen toimintakykyisiksi kylmälaitteistoiksi ja hoitivat myynnin. Vuodesta 2012 lähtien myynnistä, suunnittelusta ja pakettimallien kokoonpanosta on huolehtinut kylmälaitteisiin erikoistunut tytäryhtiö. AERZEN HUNGÁRIA KFT. Unkarin Esztergomissa toimii osaamiskeskuksena ja tarjoaa VMY-rakennesarjan ruuvikompressoreita kylmätekniikan alalle kaikkialla maailmassa. Integroidut öljynerotusjärjestelmät vähentävät öljyjäämät tasolle 1–5 mg/m³. VMY-rakennesarjan öljyruiskutuksella varustetut AERZEN-kylmälaitteistot mahdollistavat integroidulla tilavuusvirran säätelyllään tehon mukautuksen 100–20 prosenttiin, mikä tekee maakaasun, suojakaasujen, ammoniakin, heliumin, hiilivetyjen, kloorivedyn, hiilidioksidin, sekoitus- ja prosessikaasujen puristuksesta erityisen taloudellista. Öljyruiskutus saa kompressorit kestämään hyvin vaihtelevia tilavuuksia, lämpötiloja ja paineita. VMY-rakennesarjan AERZEN-ruuvikompressoreita käytetään suljetuissa jäähdytyspiireissä (ammoniakki, freonit, helium).
VMY-rakennesarjan öljyruiskutuksella varustetut AERZEN-ruuvikompressorit on räätälöity prosessikaasuteollisuuden mitä erilaisimpiin vaatimuksiin. Niitä käytetään mm. maakaasun, suojakaasujen, hiilivetyjen ja muiden prosessikaasusekoitusten puristukseen. Käyttöalueita ovat kemianteollisuus, petrokemianteollisuus, voimalaitokset jne. Öljyruiskutus saa kompressorin kestämään hyvin vaihtelevia tilavuuksia, lämpötiloja ja paineita. Integroitujen öljynerotusjärjestelmien ansiosta on mahdollista saavuttaa öljyjäämäarvot 5–1 ppm toimitusrajalla.
Täysin öljyttömän toimintansa sekä vesiruiskutusmahdollisuuden ansiosta VR-rakennesarjan AERZEN-ruuvikompressorit soveltuvat kaasuille, joiden molekyylipainot vaihtelevat, jotka sisältävät epäpuhtauksia ja jotka ovat taipuvaisia polymeroitumaan, tai prosesseihin, joissa ei saa esiintyä öljyä. Kompressoreissa kaasu tulee sisään ylhäältä ja poistuu alhaalta. Laitteistojen käyttörajat määräytyvät kompressoreiden paine- ja lämpötila-alueiden sekä sallittujen kierroslukujen mukaan. Kompressoreita voidaan mekaanisesti kuormittaa enintään paine-erolla 12 bar (suurpainealueella enintään 25 bar) suurimman sallitun puristusloppulämpötilan ollessa 250 °C (160 °C, kun kompressorilohko on valmistettu jaloteräksestä). Käytettävissä on välijäähdytyksellä varustettuja yksi- ja monivaiheisia prosessikaasuruuvikompressoreita. Kompressoriaggregaattien tilavuusvirrat ovat 600 m³/h – 120'000 m³/h ja pääroottorin kierrosluvut 2'000 – 20'000 1/min. Öljyttömästi puristavissa AERZEN-prosessikaasuruuvikompressoreissa on asymmetrinen 4+6-roottoriprofiili (4-hampainen pääroottori, 6-hampainen sivuroottori). Profiiliyhdistelmän tuloksena on suhteellisen vahva roottoriytimen halkaisija sallituille paine-eroille. Kansainväliset sääntelymääräykset, kuten API 619613614671, 613, 614, 671 jne., hapankaasumääräykset (NACE) ja asiakkaan spesifikaatiot voidaan ottaa huomioon kompressoriaggregaatissa. VR-rakennesarjan öljyttömästi puristavia ruuvikompressoreita käytetään kemian- ja petrokemianteollisuudessa eli jalostamoissa, koksaamoissa, soodatehtaissa ja terästehtaissa soihdutuskaasun, koksauskaasun, kalkkiuunikaasun, kaasusekoitusten ja rikkivetypitoisten kaasujen (hapankaasun) kuljetukseen. Kaasujen siirrossa vesiruiskutusta käytetään lämpötilan alentamiseksi sallittuun käyttölämpötilaan polymerisoitumisen välttämiseksi, kuten esim. puristettaessa butadieenia, jota tarvitaan styreeni-butadieeni-kautsun valmistukseen. Myös liuotteiden väliaikainen ruiskutus puhdistusta varten on mahdollista. Ruiskutus- ja sulkuvesivuotojen puhdistavaa vaikutusta pidetään öljyttömän VR-kompressorityypin erityisenä etuna kaikkialla, missä kaasun epäpuhtauksien muodostamat kerrostumat, kuten esimerkiksi terva, naftaleeni ja polymerisaatiojäämät, ovat mahdollisia roottoreissa ja kotelon seinämissä.
Prosessikaasu- ja kylmäalan teollisuuden kaasunpuristusta varten ei ole saatavilla vakioratkaisuja. Lähes jokaisessa käyttösovelluksessa tarvitaan yksilöllisiä ratkaisuja, jotka on määritettävä jo suunnitteluvaiheessa toimittajan ja käyttäjän tiiviinä yhteistyönä. AERZENin laaja ja runsaasti vaihtoehtoja sisältävä ohjelma tarjoaa optimaaliset edellytykset prosessikaasu- ja kylmäalan teollisuuden kaasunpuristuksen räätälöidyille ratkaisuille. Kuuden vuosikymmenen aikana eri käyttöalueilla kaikkialla maailmassa hankitun, kattavan kokemuksensa pohjalta AERZEN tarjoaa laajaa osaamista ja asiakaskohtaisia ratkaisumalleja prosessikaasu- ja kylmäalan teollisuuden erittäin taloudellisia, pitkäikäisiä ja optimaalisella energiatehokkuudella toimivia kaasuntiivistyskonsepteja varten.
Teksti: Norbert Barlmeyer, paineilmatekniikkaan erikoistunut toimittaja, Bielefeld
