Verdichterstation

Eine Verdichterstation (auch Kompressorstation) ist eine Anlage in einer Transport-Erdgasleitung, bei der ein Kompressor das Erdgas wieder komprimiert, um Rohr-Druckverluste auszugleichen und den Volumenstrom zu regeln.

Das Erdgas wird von den Erdgasfeldern nach Aufbereitung über Fern-Pipelines zu den Verbrauchern geleitet. Eingespeist wird es mit hohem Druck und bedingt durch den Strömungsverlust reduziert sich der Druck in der Pipeline. Deshalb ist es notwendig, in Verdichterstationen das Erdgas zu verdichten, um den optimalen Transportdruck wieder zu erreichen.

Aufbau

• Antriebsmaschine; diese treibt den Kompressor an, hat als Energieträger zumeist Erdgas. Fast immer sind zwei oder mehrere Antriebsmaschinen mit zugehörigem Verdichter in einer Verdichterstation installiert (siehe N+1-Redundanz).
  • Bei kleineren Stationen wird meistens der Kolben-Gasmotor (unter 1 MW Antriebsleistung) eingesetzt.
  • Bei größeren Stationen findet man fast nur Gasturbinen (GT) (mit 1 bis 30 MW Antriebsleistung- inkl. benötigtem GT-Ansaugfilterhaus, Abgaskamin, Rückkühlanlage, Lagerölversorgung, Hydrauliksystem sowie der Turbinensteuerung zur Überwachung, Regelung und Schutz nebst Niederspannungs-Schaltanlage)
  • Je nach Versorgungssicherheit werden mittlerweile auch Elektromotoren eingesetzt. Problem ist die Abhängigkeit vom Stromnetz. Durch die gegenseitige Abhängigkeit von Gasnetz und Stromnetz (Gaskraftwerke) könnte der Schwarzstart nicht gegeben sein. Vorteil ist der Wegfall des Getriebes, dessen Schmieröls und Antriebskühlung, sowie geringere Lautstärke und geringere Wartung.
    • Seit 2010 bzw. 2011 laufen Zentrifugal-Verdichter mit Elektromotorantrieb in Neustift/Oberkappel (WAG West-Austria-Gasleitung) und Baumgarten (Niederösterreich, drei je 6 MW).
• Abwärme-Rückgewinnung der Antriebsmaschine. Heute ist diese noch nicht bei jeder Kompressorstation vorgesehen, jedoch ist bei der TAG-Verdichterstation in Weitendorf eine solche Anlage der OMV Gas & Power in Betrieb, bei der die Abwärme genutzt und daraus bis zu 16 MW elektrische Leistung erzeugt wird, ohne zusätzliches CO₂ zu produzieren.
• ggf. Getriebeeinheit (zwischen Antriebsmaschine und Verdichter; je nach Anforderung)
• Flüssigkeitsabscheider; trennen freie Flüssigkeiten (Wasser, Kohlenwasserstoffe) und Staubteilchen ab.
• Kompressor; dieser saugt das Erdgas aus der Pipeline an und speist es verdichtet wieder ein.
• Kühler; bei der Verdichtung erwärmt sich das Erdgas und muss nun gekühlt werden, da einerseits heißes Gas eine niedrigere Dichte und damit einen höheren Druckverlust hat, andererseits die hohe Temperatur die Feuchtigkeitsisolierung der Pipeline beschädigt.
• Verdichter-Einheiten-Piping mit Saug- und Druckschiebern und Umpump-Ventil (verhindert das Pumpen des Verdichters) einschließlich Instrumentierung und Messungen
• Stations-Piping mit Saug- und Druckschiebern
• ggf. Mess-Strecken, sofern verschiedene Gase zur Einhaltung eines kalorischen Wertes gemischt werden
• Not-Abschaltsysteme

Kleine Anlagen haben in Gebäuden von der Größe einer Fertiggarage Platz, Großanlagen beanspruchen eine Anlage von der Größe einer Fabrikhalle.

Energieaufwand und Gasverbrauch

Die Verdichterstationen, so z. B. an der Trans Austria Gasleitung, sind etwa alle 100 km angeordnet. Der Energiebedarf für den Antrieb der Verdichterstationen ist stark vom Betriebszustand und von der Auslegung des Pipelinesystems abhängig, da der Druckverlust quadratisch von der Strömungsgeschwindigkeit abhängt. Im Überlastbetriebszustand der Pipeline beträgt dieser bis zu 1 % der transportierten Menge je 100 km; im Volllastzustand rund 1 % je 250 km, dagegen im 10-%-Teillastzustand nur 1 % für rund 10.000 km (typische Zahlen).

Gaspipelines über große Distanzen haben typisch 700 bis 1400 mm Durchmesser und werden bei Drücken bis zu etwa 100 bar betrieben. Der Höchstdruck, der ab der Verdichterstation auftritt, fällt durch Wandreibung und Turbulenz auf etwa 2/3 bis die Hälfte ab, bevor an der nächsten Station das Gas wieder verdichtet wird.

Für eine Modellrechnung wird der Abstand von Verdichterstationen Offshore (im Meer) alle 800 km und Onshore alle 400 km angenommen. Durch späteres Halbieren dieser Distanzen durch Einbau je einer weiteren Verdichterstation zwischen zwei bisherige kann die Durchsatz-Kapazität der Pipeline relativ kostengünstig um etwa 30 % gesteigert werden.

Der Durchsatz von Gas durch Pipelines lässt sich mit modernen Methoden mit ±0,15 Prozent Fehler messen, unterschiedliche Verfahren können einige Zehntelprozent Abweichung ergeben. Für den Pumpaufwand fallen je nach Durchsatzrate bei gasbetriebenen Verdichterstationen bis zu 1 % Gasverbrauch pro 100 km Pipeline an. Auch Undichtheiten können Verluste verursachen.

Standorte

Weblinks

• Technik von Verdichterstationen. TERRAGAS.
• Verdichtertechnik. MAN.
• Verdichterstation Wardenburg (PDF; 379 kB) pipelinesystems.com
• Bau von Kompressorstationen für eine Erdgaspipeline in der Sowjetunion durch die AEG (Firmenvideo aus den 1970er Jahren) youtube.
• Christoph Edler: Das österreichische Gasnetz. (PDF) TU Wien, Bachelorarbeit, Juli 2013.
• Verdichterstationen gasconnect.at

Einzelnachweise

1. ↑ Beschreibung des TAG Pipelinesystems. Trans Austria Gasleitung GmbH, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 15. September 2012; abgerufen am 15. September 2012. 
2. ↑ INGAA Website – Compressor Stations. 8. April 2013, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 8. April 2013; abgerufen am 3. März 2020. 
3. ↑ Burcin Cakir Erdener, Kwabena Addo Pambour, Ricardo Bolado-Lavin: An integrated simulation model for analysing electricity and gas systems. In: International Journal of Electrical Power and Energy Systems. Band 61, Oktober 2014, ISSN 0142-0615, S. 410–420, doi:10.1016/j.ijepes.2014.03.052 (rug.nl [PDF; abgerufen am 3. März 2020]): „This study deals with identifying the physical interactions between electricity and gas systems in short term interval. […] when a failure occurs in the electricity network this will eventually have an effect on the gas system as well. […] we can say that in case of pipeline failures, the gas system operator also has to consider the electricity system to identify all type of contingencies in the gas system, however, for the electricity system operator, it is not necessary to analyse both systems together in case of transmission line failures in short term.“ 
4. ↑ GE Energy press room GERMANY (Memento vom 19. März 2013 im Internet Archive) OMV setzt erneut ICL-Technologie von GE Oil & Gas ein 10. November 2009 GE Energy press, abgerufen am 18. Dezember 2011.
5. ↑ Beschreibung des TAG Pipelinesystems (Memento vom 15. September 2012 im Webarchiv archive.today) Stand 31. Mai 2009.
6. ↑ Jens Perner: Die langfristige Erdgasversorgung Europas: Analysen und Simulationen mit dem Angebotsmodell EUGAS, S. 143 f. Oldenbourg Industrieverlag, 2002. Schriften des Energiewirtschaftlichen Instituts, 60. Online books.google.at, abgerufen am 2. November 2016.
7. ↑ Netzbetreiber des GASPOOL Marktgebiets. Abgerufen am 11. Mai 2018. 
8. ↑ wingas-transport.de
9. ↑ mysolar.cat.com (PDF)
10. ↑ Verdichterstationen gascade.de, abgerufen am 2. November 2016.

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