COMPRESIÓN DEL GAS NATURAL Antes de utilizar el gas natural u otros gases es necesario someterlos a un proceso de compresión a fin de elevarles su nivel energético. Para realizar este proceso se utilizan compresores, los cuales son máquinas construidas que tienen como finalidad comprimir fluidos en estado gaseoso a determinadas presiones. El aumento de energía del gas se logra mediante el trabajo que se ejerce sobre el fluido en un compresor. compresor. Este incremento se manifiesta manifiesta por aumento de presión presión en la maoría de los casos por aumentos de temperatura. !a compr ompres esiión del del gas natu natura rall se pued puede e repr repres esen enttar por por un proc proces eso o termodinámico. "nicialmente, el gas se encuentra en un nivel inferior de presión en cantidades prefijadas. !uego se comprime posteriormente se descarga a los niveles de pres presió ión n supe superi riore oress reque requeri rido dos. s. Este Este proce proceso so se repi repite te de mane manera ra cont contin inua ua o permanente. !as presiones creadas por los compresores que funcionan en los esquemas tecnológicos industriales son bastantes altas. #in embargo, es mu difícil obtener una alta presión en una sola etapa de compresión$ para lograrlo, necesariamente %a que enfriar el gas lo más intenso posible en el proceso de compresión, luego, efectuar la comp compres resió ión n en las las etap etapas as suce sucesiv sivam amen ente te unid unidas, as, reali realiza zando ndo el desc descens enso o de la temperatura del gas en los interenfriadores conectados en el flujo entre las etapas. El esque esquema ma de prin princi cipi pio o del del proce proceso so de comp compres resió ión n por por etap etapas as se mues muestr tra a en la &"'()A *+ . FIGURA Nº ! E#-(EA /E! P)"*0"P"1 /E! P)10E#1 /E 01P)E#"2* P1) E3APA#
El empleo de la compresión por etapas produce un gran a%orro de energía empleada para accionar el compresor. Esto se puede ver claramente en el diagrama presión–volumen de un compresor de tres etapas de la &"'()A *+ 4.
FIGURA Nº "! /"A')AA P)E#"2* 5 61!(E* /E (* 01P)E#1) /E 3)E# E3APA#
!os compresores son ampliamente usados para comprimir grandes vol7menes de gas, mediante la aplicación de fuerzas inerciales al gas manejado. Están dise8ados para comprimir gas entre ciertos límites de presión, mediante la energía impartida al mismo. Esta compresión se efect7a en el impulsor, cuas paletas imparten energía al fluido, aumentando su energía cinética presión estática. !a corriente de gas debe estar libre de líquidos, componentes corrosivos, materiales abrasivos, partículas que puedan depositarse depositarse en el impulsor compuestos compuestos que se polimerizan polimerizan a las condiciones condiciones e9istentes dentro de la unidad. 'eneralmente estos equipos de compresión están basados en un modelo de compresión isentrópico o adiabático reversible, en el cuál se establece, que a lo largo del proceso de compresión, se debe mantener una transferencia neta de calor nula. Es por eso que surge la necesidad de segmentar el proceso global en varias etapas, donde el n7mero de etapas vendrá determinado por la relación de compresión total limitado por la temperatura má9ima de descarga permisible, con la finalidad de sustraer la energía ganada por el gas una vez comprimido.
RA#ONES PARA DISE$AR EL PROCESO DE COMPRESIÓN POR ETAPAS !os servicios de compresión de alta relación de presión com7nmente se separan en etapas de compresión m7ltiples casi siempre incluen enfriadores entre etapas a fin
de remover el calor generado en la compresión. !a compresión se lleva a cabo por etapas, por las siguientes razones: •
Para limitar la temperatura de descarga de cada etapa a niveles que sean seguros desde el punto de vista de limitaciones mecánicas o tendencia de ensuciamiento del gas.
•
Para tener disponibles corrientes laterales, en la secuencia de compresión a niveles de presión intermedia, tales como los sistemas de los procesos de refrigeración.
•
Para aumentar la eficiencia total de compresión ;a fin de obtener una reducción en potencia< manteniendo la compresión tan isotérmica como sea posible, optimizando la inversión adicional en enfriadores interetapas los costos de operación del agua de enfriamiento contra el a%orro de potencia. Esto es un factor significativo en compresiones de aire en plantas en compresiones de aire para procesos de gran capacidad.
•
Para enfriar las entradas a las etapas de esta manera reducir los requerimientos de cabezal de compresión total, suficientemente a fin de reducir el n7mero de etapas de compresión requeridas. Esto da como resultado compresores más compactos de costos de construcción más bajos.
•
Para fijar el aumento de presión por etapas a las limitaciones de presión por etapas diferencial del tipo de maquinaria: !imitaciones en carga de empuje a9ial en los compresores centrífugos, limitaciones de tensión en la varilla del pistón.
TIPOS DE COMPRESORES !a industria dispone de una gran variedad de compresores, los cuales se dividen de acuerdo a su principio de operación en dos grandes grupos ;ver &"'()A *+ =<: a< 0ompresores /inámicos o de flujo continuo b< 0ompresores de /esplazamiento Positivo o de flujo intermitente.
FIGURA Nº %. 0lasificación de los 0ompresores
COMPRESORES
DESPLAZAMIENT O POSITIVO
ROTATORIOS
RECIPROCANTES
DINÁMICOS
CENTRÍFUGOS
a& Co'()eso)es Cent)*fugos En un compresor centrífugo se produce la presión al aumentar la velocidad del gas que pasa por el impulsor luego al recuperarla en forma controlada para producir el flujo presión deseada. Estos compresores suelen ser unitarios, salvo que el flujo sea mu grande o que las necesidades del proceso e9ijan otra cosa. #e dividen en dos grupos: compresores A9iales los compresores )adiales. •
0ompresores A9iales
Estos compresores se caracterizan porque el flujo del gas es paralelo al eje o árbol del compresor no cambia de sentido como en los centrífugos. !os límites de capacidad de los compresores a9iales está a la derec%a de los centrífugos lo que indica el empleo de estos compresores para manejar flujos más grandes que los centrífugos %asta una presión de 4=> psig apro9imadamente. #u aplicación está referida a las turbinas de gas motores a reacción o en aplicaciones que requiera manejar flujos por encima de >>>>> P0# ;Pies c7bicos por minuto<. #e controla mediante un mecanismo de control de alabes variables del estator ubicado en las primeras etapas. ;6er &"'()A *+?<
FIGURA Nº +! 01P)E#1) A@"A!
6entajas: 1.
0apacidad mu alta de flujo por cada comprensor: de ?> a > m =Bs real ;=>>>>> a ?>>>>> pie=Bmin. )eal<. Por encima de los C m =Bs real ;=>>>> pie =Bmin. )eal< mas dise8o de compresores a9iales que centrífugos están disponibles.
4. !a eficiencia puede ser %asta >D maor que la de los centrífugos, resultando en menor consumo energético, al igual que el motor o turbina un sistema de suministro más peque8os. =. enor tama8o físico menor peso que los centrífugos, permitiendo menor costo de instalación. ?. #i se mueve con una turbina de gas o vapor, la maor velocidad usualmente permite acoplamiento directo ;sin caja reductora< dise8os eficientes de turbina. . aor relación de compresión por carcasa debido a maor eficiencia, seg7n la limitación de temperatura de descarga. C. ás fáciles de operar en paralelo con compresores de cualquier tipo que los centrífugos, debido a su empinada curva cabezalFcapacidad. /esventajas . )ango más estrec%o de flujo para operación estable, especialmente con impulso de velocidad constante, a menos que se use un costoso dise8o de alabes de estator de ángulo variable. 4. !os sistemas de control de flujo los controles de protección antiFoleaje son más complejos costosos que para los centrífugos. El control antiFoleaje debe ser mu confiable, pues el oleaje puede da8ar un compresor a9ial mu rápidamente.
=. El deterioro de su desempe8o debido a ensuciamiento en la ruta de gas a erosión es más severo que en los centrífugos. Esto requiere maor filtración en la succión %ace a los compresores a9iales no aptos para corridas continuas largas en severillos sujetos a ensuciamiento. ?. !os da8os por objetos e9tra8os succionados tienden a ser más e9tensos que los centrífugos. . Gasta el presente, los modelos desarrollados para la utilización en procesos tiene generalmente un límite de presión más bajo que los centrífugos ;sin embargo, los a9iales tienen el potencial para ser desarrollados a niveles de presión por lo menos tan altos como los de centrífugos<. C. !a e9periencia en servicios diferentes al de aire es mu limitada %asta la fec%a, %aciendo difícil la justificación de su utilización para un nuevo gas.
,& Co'()eso)es de Des(la-a'iento Positi.o #on de capacidad constante tienen descarga de presiones variables. !a capacidad se cambia por la velocidad o con el descargador de la válvula de succión. Además, solo %a una peque8a variación en el flujo en una amplia gama de presiones. #e dividen en dos grupos: )eciprocantes )otativos ! •
0ompresores )eciprocantes
El compresor reciprocante/ también denominado recíproco, alternativo o de desplazamiento positivo, es un tipo de compresor de gas que logra comprimir un volumen de gas en un cilindro cerrado, volumen que posteriormente es reducido mediante una acción de desplazamiento mecánico del pistón dentro del cilindro. En estos compresores la capacidad se ve afectada por la presión de trabajo. Esto significa que una menor presión de succión implica un menor caudal$ para una maor presión de descarga, también se tiene un menor caudal. 06er &"'()A *+<
FIGURA Nº 1! 01P)E#1) )E0"P)10A*3E
6entajas: . #on económicos para altos cabezales típicos de gases de servicios de bajo peso molecular. 4. /isponibles para altas presiones$ casi siempre son usadas para presiones de descarga por encima de =>> psig. =. #on muc%os menos sensitivos a la composición de los gases a sus propiedades cambiantes que los compresores dinámicos. ?. Apropiados para cambios escalonados de flujo de > a >>D, a través del espacio muerto las válvulas de descarga con un mínimo desgaste de potencia a bajo flujos. . !a eficiencia total es maor que la de los compresores centrífugos para una relación de presión maor que 4. C. Presenta una temperatura de descarga menor que los compresores centrífugos debido a su alta eficiencia a su sistema de encamisado de enfriamiento. /esventajas: . &undaciones muc%o más grande para eliminar las altas vibraciones debido a los esfuerzos reciprocantes. 4. !os costos de mantenimientos son de dos a tres veces maores que los costos para compresores centrífugos. =. El potencial de funcionamiento continuo es muc%o más corto que el de los compresores centrífugos, la frecuencia de parada es muc%o maor, debido a fallas en las válvulas. ?. !os equipos lubricados son sensitivos al arrastre del líquido, debido a la destrucción de la película lubricante. . 0omparados con otros tipos de compresores se requieren una inspección más continua, debido a la susceptibilidad a fallar en las válvulas en el sistema de lubricación.
•
0ompresores de 3ornillo !o que esencialmente constitue el compresor de tornillo, es un par de rotores que
tienen lóbulos %elicoidales de engranaje constante. !os rotores van montados en un cárter de %ierro fundido provisto de una admisión para gas en un e9tremo una salida en el otro. #eg7n giran los rotores, los espacios que %a entre los lóbulos van siendo ofrecidos al orificio de admisión el incremento de volumen e9perimentado provoca un descenso de presión, con lo que dic%os espacios empiezan a llenarse de gas. Al mismo tiempo se inecta aceite sometido a presión neumática en el gas entrante$ no %a bomba de aceite. 0uando los espacios interlobulares están completamente cargados de gas, la rotación, que prosigue, cierra el orificio de admisión comienza la compresión. El volumen de gas que %a entre los rotores en engrane continuo sufre a7n maor reducción. 0uando se alcanza la presión final a que se somete el gas, el espacio interlobular queda conectado con el orificio de salida. !a mezcla descargada de aireBaceite pasa por un separador que elimina las partículas de aceite. Entonces flue el gas limpio por la tubería neumática. ;6er &"'()A *+C<
FIGURA Nº 2! 01P)E#1) /E 31)*"!!1
/e acuerdo al tipo aplicación, los compresores se pueden clasificar como se muestra en el 0(A/)1 *+ :
CUADRO Nº 3 Co'()eso)es 4 su a(li5a5i6n 3"P1 /E 01P)E#1)
)A*'1 /E AP!"0A0"2*
Re5i()o5ante
A 5asi todos los )angos de ()esi6n 4 5audales 'ode)ados!
Cent)*fugo
A ()esiones )elati.a'ente ,a7as o 'edianas 4 5audales altos!
Des(la-a'iento )otati.o
A ()esiones ,a7as 4 5audales altos!
A8iales
A ()esiones )elati.a'ente ,a7as o 'edianas/ 5audales altos 4 dife)en5iales de ()esi6n ,a7as!
PLANTAS COMPRESORA DE GAS (na P0'* es toda instalación localizada en tierra ;baterías< o en alta mar ;plataformas marinas<, cua finalidad es comprimir el gas producido por los reservorios aleda8os para los siguientes fines: •
3ransmisión %asta las estaciones de entrega o de medición regulación, disposición en acimiento o inección en proectos de recuperación o en proectos de recuperación secundaria. !as plantas compresoras elevan la presión del gas de ?> >> psig provenientes de las estaciones de producción %asta un nivel de H>> a C>> psig para luego ser inectado a diferentes pozos asociados al complejo con
•
fines de recuperación secundaria. 'enerar el ascenso de petróleo en aquellos pozos que producen gas asociado. "nectarlo a dic%os pozos para mantener su presión. !as plantas compresoras pueden estar dise8adas para realizar la des%idratación del
•
gas natural 6enderlo a aquellas plantas procesadoras de gas para su posterior venta como
• •
combustible de uso doméstico, para procesos industriales o para generar energía •
eléctrica en centrales termoeléctricas. 0omo consumo interno en las plantas compresoras (na planta compresora, es una facilidad turbo compresora Bo motocompresora
capaz de comprimir un volumen de gas proveniente de las estaciones de flujo a una
presión comprendida entre 4> H> psig elevarla %asta las presiones establecidas seg7n los requerimientos operacionales para su distribución. !as plantas compresoras formadas por una o más unidades compresoras, accionadas cada una de estas por un motor que normalmente es de combustión interna ;diesel gas< aunque ocasionalmente se pueden encontrar eléctricas. 'eneralmente las unidades motocompresoras se instalan en el interior del edificio dise8ado para proteger las unidades de la acción del medio ambiente a la vez facilitar las tareas de operación mantenimiento de las mismas. !as plantas compresoras están constituidas por etapas de compresión, cada etapa está constituida por un compresor, un enfriador un separador. !as unidades compresoras generalmente no e9ceden normalmente las etapas. !a disposición de las unidades es tal que en caso de fallar una de ellas las otras pueden continuar trabajando, arreglo conocido como paralelo. Este arreglo en paralelo es e9plotado e9%austivamente en el dise8o de toda una planta compresora, no solamente a nivel de la planta misma sino también a nivel de las unidades mismas, así de ser necesario se puede prescindir de una misma unidad compresora sin que por eso se tenga que detener la unidad como un todo.
PAR9METROS DE CAMPO A TOMAR EN CUENTA EN LA TERMODIN9MICA DEL PROCESO DE COMPRESIÓN3 a. 0audal de gas producido. b. 0audal de gas venteado. c. Presión de salida del gas en la 7ltima etapa de compresión. d. 0audal de gas desplazado.
CONSIDERACIONES A TOMAR EN CUENTA AL MOMENTO DE SELECCIONAR UN COMPRESOR DE AIRE A continuación se mencionan, algunas ideas para la correcta selección de un compresor: a. El uso que se va a destinar aquellos otros requerimientos relativos a presión, aire e9ento de aceite, etc.
b. á9ima mínima demanda de aire, variaciones estacionales, desarrollo futuro previsto, etc. c. 0ondiciones ambientales$ los factores que %a que considerar aquí son: temperaturas e9tremas, grado de contaminación del aire, altitud, etc. d. 0lase de edificación en la que se va a instalar el compresor$ los factores a considerar son limitaciones al espacio, cargo que puede soportar el sólido, limitaciones en la vibración, etc. e. 0uál es el costo de la energía. f. -ué cantidad de calor puede recuperarse. g. -ue limite de disponibilidad de potencia e9iste. %. -ue limitaciones de ruido %a. i. 0ontinuidad o intermitencia en la necesidad de aire. j. 0onsiderar si el costo de una parada es aceptable. I. -ue e9periencia tiene tanto el usuario como el personal de mantenimiento. Estas consideraciones también pueden ser aplicado en cualquier tipo de gas a emplear como el caso del gas natural.
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO EN UNA PLANTA COMPRESORA DE :A;A < MEDIA PRESIÓN EN =ENE#UELA 0AUTOR3
+& !a Planta 0ompresora uscar es alimentada por dos fuentes de gas, en los niveles de presión de C> ?> psig provenientes de las Estaciones usipan uri, estos gases son de alta riqueza en cuanto al contenido de líquidos condensables. El objetivo de esta planta es comprimir este gas al nivel de presión de 4>> psig para ser enviado al cliente interno 7ltiple de #egregación.
P)i'e) siste'a de De(u)a5i6n del Gas Natu)al! El gas proveniente de la estación de producción usipan de los gasoductos de C> ?> psig de 4C pulgadas de diámetro ingresan al 0omplejo 1perativo uscar, inicialmente a los equipos de #eparación 'as 5 !íquidos #0F=> para el gasoducto de ?> psig al #0F=>4 para el de C> psig, estos separadores son también llamados
#!('F0A30GE) de gas de entrada, los cuales se usan para separar el gas del líquido arrastrado en forma de rocío o vaporizado en peque8as partículas de %idrocarburos líquidos a través de los gasoductos. 0on este proceso se asegura una separación gasF líquido, donde el líquido es enviado a través de una tubería de 4 pulgadas de diámetro a la fosa de quema. ;6er &"'()A *+J<
FIGURA N? @: #lug 0atc%er usipanFuscar 0#F=> 0#F=>4.
El gas durante el recorrido en el gasoducto de 4C pulgadas de diámetro presiones entre C> ?> psig, se encuentra con tres botas de separación para cada gasoducto las cuales tienen como función retener las partículas de líquidos condensados a lo largo de la tubería, estos son drenados a la fosa de quema. El gas proveniente de los separadores de C> ?>psig, llegan al tren de regulación que consiste en un arreglo de válvulas, el cual obedece a un sistema de control de presión, tiene como finalidad el paso de flujoBpresión de gas con el cual puede operar la planta en niveles de C> psig ?> psig al sistema de compresión o transferir el gas de (#0A)F01A o 01AF(#0A). Esta transferencia solo sucede cuando el gas no puede ser procesado en el 0omplejo 1perativo uscar. /espués que la alimentación de C> psig proveniente de usipan %a pasado por los trenes de regulación, esta corriente es mezclada con la corriente de C> psig proveniente uri, dic%a mezcla es enviada a los separadores de entrada. !a corriente
de ?> psig provenientes de la alimentación de usipan también es enviada a los separadores antes mencionados. El gas durante el recorrido en el gasoducto de C> ?> psig se encuentra con dos botas de separación para cada gasoducto, las cuales tienen como función retener las partículas de líquidos condensados a lo largo de la tubería, estos son drenados a la fosa de quema. #"#3EA /E 01*3)1! /E 'A# /E E@0E#1. El gas pasa por el sistema de control de gas de e9ceso si e9iste una sobre presión en el proceso, donde éste sistema consta de válvulas automáticas, las cuales mediante un sistema de control, adecuan ajustan la presión de succión de las unidades turbocompresoras en los niveles de presión de C> psig ?> psig. 1tra descripción de este sistema de control de presión es que al momento de e9istir una sobre presión en el proceso, el gas que no es comprimido por las unidades 3urbocompresoras es enviado al quemador o mec%urrio de la Planta ;&lare ><, este arreglo de válvulas de control de presión conforma el principal sistema de alivio venteo de la Planta 0ompresora uscar. !uego el gas es enviado a un proceso de depuración, en donde los líquidos, que se forman durante el recorrido de los gasoductos debido a los cambios en las condiciones de presión temperatura que son arrastrados por las corrientes de los gases, son separados en dos recipientes depuradores ;/HF44?> /HF44?>4< para el nivel de presión de ?> psig, los cuales operan en paralelo los depuradores /HF 44=> /HF44=>4, para el nivel de presión de C>psig que operan de la misma forma de los anteriores descritos. ;6er &"'()A *+H<
FIGURA Nº 3 SEPARADORES DE ENTRADA DE 2> < +1> PSI!
El líquido, que se separa en los depuradores ;/HF44?>, /HF44?>4, /HF 44=> /HF44=>4< es drenado %acia el cabezal de drenaje manual de 4 pulgadas de diámetro, que lo transporta %asta el 3FK 4C> en el cual e9iste una separación gasF líquido condensado. El gas es enviado al &lare > donde es quemado los líquidos son enviados %acia la 3FK subterránea >. Para el drenaje de los líquidos de los recipientes se dispone de cone9iones a válvulas de control de nivel con los indicadores locales de nivel ;visores< que permiten mantener un nivel mínimo ;D< en los depuradores, evitándose así el escape del gas por el fondo. "gualmente se controla con el má9imo ;C>D< para evitar el paso de líquido al cabezal de succión de los turbocompresores. !a corriente del tope de los depuradores de C> psig se envía al cabezal de succión de la primera etapa de los compresores. /e la corriente de salida del tope de los depuradores de ?> psig, que va al cabezal de succión de la tercera etapa los compresores, se deriva una línea que alimenta al sistema de gas combustible de la Planta de 0ompresión. Este sistema consta de un depurador de gas combustible el cual opera de la misma forma de los antes mencionados, el líquido que se separa en este depurador es drenado al cabezal de drenaje el gas de este sale por la parte superior, el cual es enviado al filtro de gas combustible tiene como función garantizar en un >>D el estado de depuración para el buen funcionamiento de las turbo máquinas. #"#3EA /E 01P)E#"2* /E! 'A# *A3()A!
Para e9plicar el proceso de compresión del gas natural en la planta compresora uscar, es importante separar el proceso por etapas, las cuales están conectadas de forma secuencial, con la finalidad de obtener en la descarga de cada una de las unidades de compresión un volumen de gas a 4>> psig. Este sistema está constituido por los turbocompresores con todos sus accesorios, los depuradores de gas a la succión, descarga e interFetapas, enfriadores de gas enfriadores de aceite, siendo el límite de este sistema las válvulas en la succión descarga, que forman parte del sIid de válvulas de cada uno de los turbocompresores. El grupo turbocompresor accionado por una 3urbina #olar 0entaur, comprende los siguientes elementos: • • •
(na turbina de gas industrial de dos ejes modelo #olar 0entaur, odelo 3.?J>>. (n compresor de gas 0entrifugo, odelo 0.C>. (n #istema de control 3urbotronic. !a turbina el compresor de gas constituen los elementos principales del grupo
turbocompresor es un paquete equipado con todos los accesorios necesarios para la operación normal. "nclue un complemento de sistemas au9iliares. El tren compresor consta de tres compresores centrífugos de gas alineado accionado por una turbina de gas marca 0entaur a través de una caja de engranajes multiplicadora de velocidad. !os compresores de gas son de tipo centrífugo están dise8ados para comprimir eficientemente el gas a una relación de compresión de 4.> a =.> un flujo normal de > P0#/ en la primera segunda etapa en la tercera etapa 4> P0#/ para los compresores 3, 34, 3= 3 para 3? de = P0#/. /el cabezal de succión de C> psig, se derivan cuatros corrientes que alimentan el sistema de los turbocompresores ;3, 34, 3= 3<. Esta corriente que proviene del gasoducto de succión a presión de C> psig entra a un separador interFetapas ;6F>>F B4B=B? o <, en este punto e9iste una separación bifásica ;gasFlíquidos condensados<, donde se separa el resto de líquidos que no fue retenido en la fase de depuración del gas de entrada, de esta manera se asegura que el gas que va al cabezal succión está completamente libre de líquido. " E3APA /E 01P)E#"2*.
El gas que sale por la parte superior del depurador ;6F>>FB4B=B? o < pasa por un filtro de stainer, el cual mediante su malla retiene todas las partículas corrosivas o de asfáltenos evitando que pase a los compresores, posteriormente el gas entra al 0ompresor de baja Presión ;0LP< a una presión de C> psig una temperatura de >> +& descarga el gas en esta etapa a una presión de H> psig una temperatura de 44> +&, incrementada como consecuencia de la compresión. /e allí este gas es sometido a un enfriamiento a través de un enfriador interFetapas ;EF>>FB4B=B? o <, que utiliza como medio de enfriamiento aire, esto con el fin de disminuir la temperatura a > M&, donde ésta disminución produce condensación. El gas su condensación asociada son introducidos a un separador interFetapas de H> psig ;6F4>>FB4B=B? o <, donde se separa el líquido que se pudo %aber formado del proceso anterior éste es enviado al cabezal de drenaje. !uego el gas pasa por un filtro de stainer este es enviado a la segunda etapa de compresión. "" E3APA /E 01P)E#"2*. Este gas entra al compresor de intermedia presión ;0"P< a una presión de H> psig una temperatura > +& descarga el gas en esta etapa a una presión de ?> psig una temperatura de 4?> +&. El gas que proviene del compresor de intermedia presión ;0"P< a ?> psig, es sometido a un enfriamiento a través de un enfriador interF etapas ;EF4>>F,4,=,? o < que utiliza como medio de enfriamiento aire, esto con el fin de disminuir la de temperatura a > M&. El enfriador ;EF4>>F,4,=,? o < adicional a la alimentación del gas de la segunda etapa de compresión tiene una segunda corriente de alimentación que proviene del cabezal de succión de ?> psig, después que salen del enfriador las dos corrientes antes mencionadas estas se unen en la de salida del intercambiador ;EF4>>F,4,=,? o <, ésta corriente de gas su condensación asociada pasa a un depurador interFetapa de ?> psig ;6F=>>F,4,=,? o <, donde se separa el líquido que se pudo %aber formado del proceso anterior este es enviado al cabezal de drenaje, a%ora bien el gas pasa por un filtro de stainer posteriormente es enviado a la tercera etapa de compresión. 0abe destacar que del cabezal de ?> psig se derivan cinco corrientes que alimentan el sistema de los cincos turbocompresores ;3, 34, 3= 3? 3< en los enfriadores ;EF4>>F,4,=,? o <. """ E3APA /E 01P)E#"2*
Por 7ltimo el gas que entra al 0ompresor de Alta presión ;0AP< a una presión de ?> psig una temperatura > +& descarga el gas en esta etapa a una presión de 4>> psig una temperatura de 4> +&, igual que en las etapas anteriores el gas va a un enfriador final ;EF=>>F,4,=,? o < donde disminue la temperatura apro9imadamente => M& luego va a un depurador final de 4>> psig ;6F?>>F,4,=,? o <, donde se separa el líquido que pudiera %aberse formado del proceso anterior es enviado al drenaje. (na vez en la descarga del compresor de alta el gas posee las siguientes condiciones: 4>> psig, =>P0*/ 4> +&. ;6er &"'()A *+ <
FIGURA Nº B! E#-(EA /E (* P)10E#1 /E 01P)E#"2* P1) E3APA#
/E &1)A 'E*E)A! !a operación de compresión es de naturaleza cíclica, es decir, el gas es tomado del nivel inferior de presión en cantidades fijas, es comprimido, luego descargado en el nivel superior de presión después de lo cual el mecanismo compresor admite un nuevo volumen de gas a baja presión para reiniciar el ciclo. #e %a %ablado de mecanismos compresores para indicar que la naturaleza de la operación es la misma sin importar el que este mecanismo sea un compresor de desplazamiento o dinámico. !os cuales se diferencian entre sí por sus aspectos operacionales o de construcción, pero no por la naturaleza de la operación de compresión misma.
El proceso de compresión requiere de una serie de equipos que conforman sistemas, que en conjunto realizan el trabajo de compresión. Entre los sistemas más importantes de una planta compresora se tienen: •
/epuradores: Entre estos se distinguen los generales de succión, de succión los de descarga interetapas. . /epurador general de succión: este dispositivo tiene como función e9traer los %idrocarburos condensables del gas a la entrada de las unidades motocompresoras. Para retirar así la maor cantidad de líquido posible del gas al proceso. 4. /epurador de succión: este equipo e9trae los líquidos contenidos en el gas residuo del primer depurador está justo antes de la primera etapa de motocompresor. =. /epuradores de descarga interFetapas: son depuradores cua función es acumular los %idrocarburos condensados que se generan al bajar la temperatura del gas manteniendo su presión. E9isten tantos depuradores de descarga, como etapas de compresión tenga la
•
unidad. otoFcompresor: está compuesto por un motor un compresor. E9isten dos tipos de motocompresores: los reciprocantes los centrífugos. !a diferencia entre estos radican en el movimiento que realiza el equipo al comprimir el gas. En los primeros, se utiliza un compresor reciprocante de desplazamiento positivo. En los centrífugos, el eje del compresor tiene un movimiento circular, también es
• •
llamado compresor de tornillo. Lotellas anti F pulsantes. #istema de lubricación: está compuesto por bombas de aceite tuberías que le inectan aceite a presión al motor al compresor para disminuir el roce entre las
•
partes mecánicas. #istemas de enfriamiento: son conductos bombas de agua que audan a
•
mantener en un rango la temperatura del motocompresor.. #istema de aire para instrumentos: mantiene la operación de válvulas e instrumentos de los equipos utilizando compresores de aire. #istemas de gas combustible: integrado por un depurador e intercambiadores de calor, para suministrar combustible NsecoOO a los equipos que lo requieran a una temperatura
•
aceptable. #istema de inección de químicos: inectar anticorrosivo evita el aumento de los niveles de corrosión del sistema, también se le llama proceso de endulzamiento. Este sistema tiene una división que corresponde a la inección de química
anticongelante ;etanol< al sistema de gas combustible, se realiza para evitar el congelamiento producto de la caída de presión la inección de secuestrante de • •
sulfuro de %idrogeno ;G 4#< al gas de proceso. #istema de paro de emergencia. #istema de venteo: es un sistema de seguridad cuo objeto es quemar el e9cedente de gas que en ocasiones se produce en alguna etapa del proceso de compresión. Está provisto de líneas de venteo que dirigen el gas a un despojador
•
de líquido donde libera al gas de %umedad para luego enviarlo a los mec%eros. #istema de drenaje de condensado: tiene como función drenar los condensados provenientes de la depuración del gas realizada en cada uno de lo depuradores, con el fin de ser enviados al sistema de recolección, a su vez proteger los
•
cilindro compresores de la presencia de líquido. #istema de lubricación: se emplea para disminuir la fricción en los mecanismos internos del motocompresor. ste funciona con un sistema de bomba de lubricación forzada, la cual lubrica los componentes del motocompresor tales como envases ;parIings<, pistones, barras, etc. un sistema de lubricación adicional que lubrica las bielas, cigQe8al, entre otros componentes del motocompresor. El sistema de lubricación se compone de bombas de preF lubricación, una caja o bomba de lubricación, líneas de distribución,
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intercambiador de calor para el aceite filtros. #istema de enfriamiento: !os numerosos procesos mecánicos ;dilatación, fricción, resistencia al calor del aceite, otros< los intercambios térmicos que ocurren entre las cámaras de combustión sus paredes, %acen necesarias la presencia de un sistema de refrigeración o enfriamiento de las partes internas del motocompresor. Este sistema puede ser de refrigeración directa ;por aire< de refrigeración indirecta ;por agua<.
CAUSAS DEL =ENTEO DE GAS NATURAL EN UNA PCGN &undamentalmente, la falta de capacidad de compresión de las unidades de compresión. 4 3ambién se ventea gas porque los pozos producen inesperadamente más gas de lo normalmente esperado, %abiendo así un e9ceso que desafortunadamente debe ser desfogado.
CONTAMINACIÓN ATMOSFRICA POR EL =ENTEO DE GAS NATURAL
6iene a ser un fenómeno natural o provocado, intencionalmente o no, que incide en la composición normal fisicoquímica biológica de la atmósfera, %aciéndola %ostil a las actividades %umanas en sus m7ltiples facetas a la vida misma.