Abstract In deepwaters offshore oil-gas rigs, centrifugal compressor trains are major power consumers, requiring intercoolers conventionally designed assuming surface seawater for primary cooling, limiting compressor inlet gas temperatures to 40 °C at tropical sites. On the other hand, at tropical deepwaters the available deep seawater at 4 °C can be exploited to reduce compression power – nearly proportional to inlet gas absolute temperature – entailing energy, economic and environmental benefits. This work considers a new primary cooling for deepwaters offshore platforms based on deep seawater (DSW) intake at 4 °C from depths around 900 m, reducing the outlet temperature of intercoolers to 12 °C. DSW intake alternative is assessed in terms of power consumption, CO2 emissions and economy employing detailed equipment sizing and cost estimation. Depending on gas flow rate, it is shown that DSW intake lowers compressors power up to 9.2%, besides several indirect benefits: elimination of one CO2 compressor; 30% less heat transfer areas; 4.5% less fuel gas consumption; 4% less gas turbines power; 9.5% (15 MMUS$) less investment; 14.4% (226 t) less topside weight, while making refrigeration unnecessary for dew point adjustment. DSW intake also entails 5% more efficient energy usage and 9327 tCO2/y less emissions, boosting economic performance under carbon taxation.

中文翻译：

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高二氧化碳含量天然气热带海上加工过程中用于初级冷却的深海水吸入：能源、排放和经济评估

摘要 在深水海上油气钻井平台中，离心压缩机组是主要的电力消耗者，需要传统设计的中间冷却器假设地表海水进行初级冷却，在热带地区将压缩机入口气体温度限制在 40 °C。另一方面，在热带深海，可利用 4 °C 的可用深海水来降低压缩功率——几乎与入口气体绝对温度成正比——从而带来能源、经济和环境效益。这项工作考虑了基于深海水 (DSW) 从 900 m 深度吸入 4 °C 的深水海上平台的新一次冷却，将中间冷却器的出口温度降低到 12 °C。DSW 进气替代方案根据功耗、二氧化碳排放量和经济性进行评估，采用详细的设备尺寸和成本估算。研究表明，根据气体流速，DSW 进气可将压缩机功率降低高达 9.2%，此外还有几个间接好处：消除一台 CO2 压缩机；传热面积减少 30%；燃气消耗减少4.5%；燃气轮机功率减少 4%；投资减少 9.5%（15 MMUS$）；上部重量减少 14.4%（226 吨），同时无需为露点调整进行制冷。DSW 的摄入还需要提高 5% 的能源使用效率和 9327 吨二氧化碳/年的排放量，从而提高碳税下的经济绩效。同时使露点调整无需冷藏。DSW 的摄入还需要提高 5% 的能源使用效率和 9327 吨二氧化碳/年的排放量，从而提高碳税下的经济绩效。同时使露点调整无需冷藏。DSW 的摄入还需要提高 5% 的能源使用效率和 9327 吨二氧化碳/年的排放量，从而提高碳税下的经济绩效。