2. Forbrenningsprosesser som danner NOx på sokkelen

NOx-rapport-endelig

Innhold på siden:


 

 Dette kapitlet beskriver forskjellige forbrenningsprosesser som genererer NOx og tiltak som kan redusere eller har redusert utslippene. Flere av disse tiltakene reduserer brenngassforbruket. De medfører derfor også reduserte CO2-utslipp.

NOx (= Nitrogenoksider) er en samlebetegnelse på gassene NO og NO2. De dannes i forbrenningsprosesser gjennom flere mekanismer:

  • ved oksidering av bundet nitrogen i brenselet
  • ved oksidering av nitrogen i forbrenningsluften

Mengden NOx som dannes, styres av forbrenningsprosessen. Særlig er temperaturen en viktig faktor (>1600oC). NOx-utslippene fra gassturbiner øker med økende belastningsgrad (last) fordi det dannes større mengder NOx ved høy temperatur i forbrenningskammeret enn ved lavere temperaturer. Dette er vist i Figur 1, som også viser at ved for lav temperatur vil en få betydelig økning i dannelsen av CO.

 

Figur 1 - Last ned pdf

Figur 1 CO og NOx dannelse som funksjon av temperatur.
Kilde: Kristin Alne (Alne, 2007)

 

2.1 Fakkel

Fakkelsystemer finnes på alle prosessanlegg på sokkelen. Fakkelen er en del av trykkavlastningssystemet og derfor et sikkerhetssystem. Det har fra petroleumsalderens begynnelse i Norge vært innført streng regulering av fakling på sokkelen. Dette har ført til at Norge er blant de land i verden som brenner minst gass per produsert enhet. Operatørselskapene må årlig søke om tillatelse til å brenne gass i fakkelen.

Siden 1990-tallet er det blitt vanlig å ha slukket fakkel under normal drift på nye anlegg. Også enkelte eldre anlegg har i ettertid fått implementert denne teknologien. Det foregår bare brenning av gass ved unormale forhold, som for eksempel ved prosessforstyrrelser.

 

2.2 Varmebehov

Innretningene offshore har varmebehov som varierer avhengig av en rekke faktorer. Transport av olje, gass og vann gjennom rør på havbunnen kjøler mediene ned. Dette gir behov for oppvarming for å forbedre separasjonsprosessen. Varmen kan tas fra flere kilder, hvor gassfyrte kjeler har vært en viktig teknologi. Men det dannes mye varme i forbrenningsprosesser om bord. Et varmegjennvinningsanlegg (WHRU="Waste Heat Recovery Unit") kan ta vare på mye av eksosvarmen fra for eksempel turbiner, og dette kan utelate behovet for gassfyrte kjeler. Gassfyrte kjeler er derfor mest vanlig på eldre innretninger som kom i drift før WHRU ble vanlig teknologi på sokkelen. Utslippsmessig betyr gassfyrte kjeler mindre. De sto for < 1 prosent av NOx-utslippene på sokkelen i 2012 (se Figur 6). Varmegjenvinningsanlegg er plasskrevende. Enkelte turbiner har fått ettermontert WHRU. Av de 178 turbinene som er installert på innretningene på norsk sokkel i dag, har 58 installert varmegjenvinningsanlegg.

Selv ved utbygging av nye innretninger med kraft fra land, kan det i tillegg være aktuelt med gassfyrte kjeler dersom det er et betydelig varmebehov.

 

2.3 Kraftproduksjon

Den viktigste bidragsyteren til NOx-utslipp i petroleumsindustrien er turbindrift, som bidrar med ca. 60 prosent. Disse turbinene er enten koblet direkte til en kompressor eller pumpe, eller de kan være tilkoblet en generator for produksjon av elektrisk kraft. I perioder hvor gass ikke er tilgjengelig, kan enkelte av de gassdrevne turbinene også gå på diesel (kalles "dual fuel"). NOx-tiltak for turbiner er nærmere beskrevet i kapittel 6.1.

Mobile borerigger som flyttes fra lokasjon til lokasjon, har ikke tilgang til gass eller elektrisk kraft levert via kabel. Kraftbehovet for disse dekkes normalt av motorer som drives på diesel. Utslipp fra dieselmotorer er større per brennstoffenhet enn fra gassturbiner. NOx-tiltak for motorer er nærmere beskrevet i kapittel 6.3.


Tema: Miljø

10.07.2013