Análisis de planos P&ID de un Separador de Gas
Introducción.-
Un diagram diagrama a de tubería tubería e instrume instrumentac ntación ión es la represe representac ntación ión gráfica de la secuencia de equipos, tuberías y accesorios que conforman una sección de una planta (batería de separación, separación, de compresión, compresión, rebombeo, centro operativo, centro de proceso, etc) . Este diagrama especifica tanto la conexión de un equipo con otro en forma precisa (diámetro y longitud de cañerías o canaletas, prdidas de carga asociadas a singu singular larida idades des,, etc!) etc!) como como los apar aparat atos os que permiten permiten el mane"o mane"o concret concreto o del proceso! proceso! Estos Estos proporci proporcionan onan la informac información ión que necesit necesitan an los ingenier ingenieros os para para comen#ar a planificar la construcción de la planta! En muc$os casos se pueden indicar los requisitos de instrumentación en los propios diagramas simplificados, pero, si la instrumentación es comple"a, resulta necesario desarrollar un diagrama más detallado, destacando todos los reguladores e instrumentos! El diagrama de instrumentación, instrumentación, "unto al diagrama simplificado simplificado de equipos, recibe el nomb nombre re de Diagrama Diagrama de Instrumentaci Instrumentación ón y Proceso Proceso , referido $abitualmente $abitualmente como el %&' (lase %í and i í) represent representando ando la abreviación abreviación de Piping and Instrumentation Diagram (se verá, posteriormente, que el nombre abreviado puede result resultar ar inadec inadecua uado do ya que exist existe e un algor algoritm itmo o de cont control rol de proce procesos sos,, muy com* com*n, n, llam llamad ado o %', %', por por ser ser un algo algori ritm tmo o en que que la acci acción ón de cont contro roll es Proporcional, Integral y Derivativa respecto del error en la variables controlada)! Un %&' está definido por el 'nstituto de 'nstrumentación y +ontrol de la siguiente siguiente manera -Un diagrama que muestra la interconexión interconexión de equipos de proceso e instrumentos utili#ad utili#ados os para controlar controlar el proceso proceso!! En la industri industria a de proceso procesos, s, un con"unt con"unto o estándar de símbolos se utili#a para preparar los dibu"os de los procesos! El instrumento de símbolos utili#ados en estos dibu"os se basa generalmente en .istemas de 'nstrumentación y utomati#ación de la sociedad ('.) /orma .0!1!2 Es el principal esquema utili#ado para la colocación de un proceso de control de la instalación! Objetivo.-
plicación plicación de la normativa '. .0!1 Desarrollo.-
3a instrumentación y control, como especialidad de 'ngeniería, es aquella parte de la ingeniería que es responsable responsable de definir el nivel de automati#ación automati#ación de cualquier planta planta de proc proces eso o e instal instalaci ación ón indus industri trial, al, la instru instrumen mentac tación ión de campo campo y el siste sistema ma de contr control ol para para un buen buen func funcion ionami amien ento to del del proc proceso eso,, dentr dentro o de la seguridad para los equipos y personas, de acuerdo a la planificación y dentro de los costos establecidos y manteniendo la calidad! 4tro 4tro conc concep epto to más tcn tcnico ico,, diría diría que que la instru instrumen mentac tación ión y contr control ol son son aquellos dispositivos que permiten
5 +apturar variables de los procesos! 5 nali#ar las variables de los procesos! 5 6odificar las variables de los procesos! 5 +ontrolar los procesos! 5 7raducir los procesos a unidades de ingeniería! Clasificaciones de los Instruentos 3os instrumentos por tipo de función pueden subdividirse en los siguientes tipos !leentos Priarios .on aquellos instrumentos que están en contacto con el fluido o variable, utili#ando o absorbiendo energía del medio controlado para dar al sistema de medición una indicación en respuesta a la variación de la variable controlada! 3os e"emplos más típicos son las placas de orificio y los elementos de temperatura (termopares o termorresistencias)! +abe indicar que a los instrumentos compactos como manómetros, termómetros, transmisores de presión, etc! ya se supone que el elemento primario está incluido dentro del propio instrumento! "ransisores .on aquellos instrumentos que captan la variable de proceso, generalmente puede ser a travs de un elemento primario, y la transmiten a distancia en forma de señal neumática (8910 psi), electrónica (:9;< m), pulsos, protocolari#ada ($art) o bus de campo (=ieldbus =oundation, %rofibus, etc!)! Estos instrumentos dan una señal continua de la variable de proceso! entro de los transmisores están los ciegos (sin indicador local) y con indicador local incorporado! Indicadores #ocales .on aquellos instrumentos que captan la variable de proceso y la muestran en una escala visible localmente! 3os indicadores locales más utili#ados son los manómetros (presión), termómetros (temperatura), rotámetros (caudal), etc! /ormalmente estos instrumentos no llevan electrónica asociada, aunque tambin se consideran indicadores locales a los indicadores electrónicos conectados a los transmisores! Estos *ltimos pueden ser analógicos o digitales! Interruptores .on aquellos instrumentos que captan la variable de proceso, y para un valor establecido act*an sobre un interruptor! Es decir, cambian de estado de reposo a activado cuando el proceso llega a un valor predeterminado! Es un instrumento todo9nada! 3os instrumentos más $abituales son los presostatos (presión), termostatos (temperatura), interruptores de nivel, flu"ostatos (caudal), etc! Convertidores .on aquellos instrumentos que reciben un tipo de señal de un instrumento y la modifican a otro tipo de señal! %ueden ser convertidores de señal neumática a electrónica, de m> a m, de señal continua a tipo contacto, etc! .e usan $abitualmente por necesidades de los sistemas de control de $omogenei#ación! !leentos finales de control .on aquellos instrumentos que reciben un tipo de señal procedente de un controlador y modifica el caudal del fluido o agente de control! 3os más $abituales son las válvulas de control, servomotor o variador de frecuencia! 4tros tipos de
instrumentos cada ve# menos utili#ados son los registradores y controladores locales!
$i%ura .' Dia%raa de e(uipos siple del proceso de endul)aiento del %as natural con ainas Sección de Absorción de %as ácido En esta sección se utili#a un control en cascada, se encuentran indicadores y transmisores de presión, (%'11<1;) y (%'711<11) respectivamente, que envían una señal elctrica al controlador de presión (%'+11<18), ste comunica al controlador indicador de flu"o (='+11<11) que emite una señal elctrica al convertidor (=?11<1;) el cual envía la señal neumática a la válvula de falla cerrada en la entrada de la planta para mantener el gas de entrada en el valor establecido en el diseño! El proceso se inicia con la entrada de gas ácido al depurador, donde se encuentran indicadores de alto nivel (3'@11<18) y ba"o nivel (3'3311<1A) con sus respectivas alarmas (3@11<1; y 33311<1B)! demás se implementa un sistema de control de tipo integral, un medidor transmisor de nivel (3711<1:) emite la señal elctrica al controlador indicador de nivel (3'+11<1C) que envía la señal al convertidor (3?11<1D) y este por medio de una señal neumática acciona la válvula controladora de nivel del líquido (3+>11<11<)! >er figura 8!8
$i%ura . Controles ipleentados en el depurador de %as
el depurador, el gas pasa al contactor de mina, dentro de esta torre $ay indicadores de presión (%'11<;1) y temperatura (7'11<;1), y un sensor de presión diferencial (%711<;;) para controlar el diferencial de presión entre la amina y el gas de entrada, el cual no debe sobre pasar el valor establecido en el diseño (aproximadamente 0 psi) se utili#a tambin un sistema de control de tipo integral, donde un transmisor (3711<;1) emite una señal elctrica al indicador controlador de nivel (3'+11<;;) que regula el nivel de amina dentro de la torre, accionando una válvula de falla cerrada (3+>11<;:) por medio del convertidor (3?11<;8) que le envía una señal neumática! Esta válvula se encuentra en la corriente de amina rica a la salida de la torre contactora! >er figura 8!:
$i%ura .* Controles ipleentados en la torre contactora de aina
El gas dulce sale por el tope y fluye $acia los recuperadores de mina! En este separador se controla el nivel de solución absorbedora mediante un sistema de control integral, donde la válvula de falla cerrada (3+>11<8:) en la corriente de fondo, es accionada por medio de una señal neumática enviada desde el convertidor (3?11<88), el cual recibe la señal elctrica del controlador indicador de nivel del separador (3'+11<8;)! 3a presión máxima de operación del proceso se controla mediante una válvula de seguridad (%.>11<81)! En la corriente de gas dulce que sale del tope del separador recuperador de amina se controla la presión mediante un sistema de control integral, una válvula de control de falla cerrada (%+>11<8A) es accionada mediante una señal neumática proveniente del convertidor (%?11<80) que recibe la señal elctrica del controlador de presión (%'+11<8:) y este a su ve# es accionado por la señal elctrica enviada por el transmisor (%711<88) e indicador de presión (%'11<8;)! >er figura 8!0
$i%ura .+ Controles ipleentados en el recuperador de aina
Conclusión.-
3os %&' tambin se emplean para la formación de los operadores de planta! Una ve# que la planta está construida y está operativa, $ay unos límites claros para lo que puede $acer un operador! %ara cambiar o me"orar el rendimiento de alguna unidad de la planta, lo más que se permite es abrir, cerrar o cambiar la posición de una válvula! %arte del traba"o de formación del operador consiste en la simulación de situaciones en las que el operador debe decidir qu válvula $ay que cambiar, cuánto $ay que abrirla o cerrarla y qu variables se deben vigilar para comprobar los efectos producidos por dic$o cambio! 3os %&' tambin son especialmente *tiles en la elaboración de los procedimientos de puesta en marc$a y parada, en los cuales el sistema no está su"eto al sistema de control instalado para el funcionamiento ordinario de la instalación!
