Strom redundant und autark erzeugen

Bis zum Beginn der Modernisierungsmaßnahmen am Standort Nakhla im Jahr 2009 legten Lkw-Fahrer tausende Kilometer pro Jahr zurück, um das Dieselkraftwerk in Hamid, 26 km von der GOSP-Anlage entfernt, mit Treibstoff zu versorgen. Rund 300 Mal im Jahr fuhren sie hierfür die Strecke von Marsa al-Burayqah an der libyschen Küste bis ins 300 km weiter südlich gelegene Hamid. Nur so ließ sich der Diesel-Durst des dortigen Kraftwerks von rund 40.000 Liter pro Woche stillen. Die Lkw-Lösung war kostenintensiv und barg ein gewisses Unfallrisiko. Durch das mögliche Ausbleiben eines Versorgungs-Trucks bestand die Gefahr eines Stromausfalls und damit eines Produktionsstopps. All dem setzt die Lösung mit Gasturbine und WEG Synchrongenerator nun ein Ende.

Doch die Umgebungsbedingungen sind alles andere als einfach. Denn große Hitze, regelmäßige Sandstürme und aufwendige Instandhaltung stellen auch an elektrische Maschinen höchste Anforderungen. So muss man etwa die Bildung von Sandablagerungen im Generator verhindern. Es gilt, den feinen Sand, der selbst durch kleinste Ritzen eindringen kann, umgehend wieder abzuführen, um Schäden vorzubeugen. Die schwierige Beschaffung von Ersatzteilen und die Notwendigkeit, selbst Baumaterial zum Standort transportieren zu müssen verlangen eine optimale Projektplanung sowie eine hohe Robustheit und Zuverlässigkeit der Generatoren.

Durch die Einführung des Wasserinjektionsverfahrens stieg der Energiebedarf an den Standorten Nakhla und Hamid an. Statt das alte, abgelegene Dieselkraftwerk in Hamid aufzurüsten, entschied Wintershall, die Stromerzeugung an der GOSP in Nakhla zu zentralisieren, um das dort anfallende Begleitgas zur lokalen Stromerzeugung zu nutzen. Zu diesem Zweck installierte das Unternehmen eine neue Hochleistungs-Gasturbine mit einer Nennleistung von 7 MW in Kombination mit einem Generator des Antriebsspezialisten. Der eingesetzte Synchrongenerator läuft im Inselbetrieb und hat eine Leistung von 10,2 MVA. Er verfügt über eine integrierte bürstenlose Permanentmagnet-Erregermaschine und ist bereits über 20.000 h im Dauerbetrieb gelaufen. Der vierpolige Generator ist für eine Spannung von 6000 V bei einer Frequenz von 50 Hz und für Umgebungstemperaturen bis 55°C ausgelegt. Bei dem Generator handelt es sich um eine kundenspezifische Anfertigung, dessen Bauzeit etwa ein Jahr betrug. Speziell ist z.B. die Luftkühlung mit oben montiertem Luft-/Luft-Wärmetauscher und Fremdlüftern. Der Luftfilter ist so konzipiert, dass sich kein Sand festsetzen kann, sondern dieser über Schlitze direkt wieder herausgeführt wird. Die weiße Lackierung trägt dazu bei, dass der Generator möglichst wenig Hitze aufnimmt. Durch die Errichtung einer 30 kV-Freileitung von Nakhla zum 26 km entfernten Dieselkraftwerk in Hamid besteht nun ein redundantes Stromerzeugungssystem: die GOSP lässt sich entweder über die Gasturbine in Kombination mit dem Generator oder im Notfall über das herkömmliche Dieselkraftwerk betreiben. Auch die fünf Heißwasser-Boiler, die bislang genutzt wurden, um das geförderte Öl künstlich auf 70°C zu erhitzen, sind jetzt redundant, da man hierfür nun die 14 MW Abwärme der Gasturbine verwenden kann. Die Erwärmung des Öls über Tage ist notwendig, da das Öl in Nakhla, das mit etwa 70-80°C aus der Erde kommt, unterhalb von 42°C zähflüssig wie Wachs wird, was die Förderung bzw. den Weitertransport erschwert. "Sehr hohe Betriebssicherheit und Verfügbarkeit hatten bei der Wahl des Generators oberste Priorität für uns. Denn zum einen ist die Stromerzeugung überlebenswichtig für den durchgehenden Betrieb unserer GOSP - jeder Tag Stillstand kann uns Millionen Euro kosten. Und zum anderen dauert es von Planung bis Inbetriebnahme eines solchen, individuell gefertigten Generators bis zu 18 Monate und externe Monteure benötigen mindestens zwei bis drei Tage, bis sie im Reparaturfall vor Ort sein können", erklärt Rainer Bleich, Projektverantwortlicher bei Wintershall. Die Umstellung auf die Lösung mit Gasturbine und Synchrongenerator lohnt sich für den Erdöl- und Erdgasproduzenten in mehrerer Hinsicht. Der wichtigste Aspekt ist hier mit Sicherheit die gesteigerte Betriebssicherheit durch die Errichtung einer zuverlässigen, autarken und redundanten Stromerzeugung. Das neue Stromerzeugungssystem ist wesentlich wartungsärmer als die bisherige Dieselkraftanlage.

"Dieses Projekt ist nicht die einzige gelungene Zusammenarbeit mit Wintershall in Libyen: Am Standort Jakhira sind ebenfalls zwei Synchrongeneratoren ähnlicher Bauart von uns im Einsatz. Einer davon ist ebenfalls in die Stromerzeugung mithilfe einer Gasturbine eingebunden, und der andere dient als Ersatzgenerator", erklärt Andreas Schulte Mesum, Leiter Energiegeschäft bei WEG Germany. jg