Estaciones de Compresion

ESTACIONES DE COMPRESION INDICE

INTRODUCCION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Metas del Módulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 SECTION 1 – GAS FLOW THROUGH THE COMPRESSOR STATION

Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Flujo de de Gas a Traves Traves de de Una Estación Estación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Componentes de la Estación de Compresión Compresión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Válvulas de Control de Presion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Papel de Controlador. Controlador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Revision Revis ion 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 SECCION 2 - UNIDAD DE COMPRESION

Introduccion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Gas a Traves de la Unidad de Compresión. Compresión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Compresores de Linea Principal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Turbina Tur bina de Gas Gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Motor Eléctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Dispositivo de Frecuencia Variable Variable (VFD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Configurac Confi guraciones iones de de Compresores Compresores en Seriey Seriey en Paralelo Paralelo . . . . . . . . . . . . . . . 24 Revision Revis ion 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 SECCION 3 - SISTEMAS AUXILIARES AUXILIARES DE SEGURIDAD

Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Sistema de Sumidero. Sumidero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Suministro Sumin istro Electr Electrico ico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Detectores Detec tores de Incendi Incendioo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Detectores de Gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Revision Revis ion 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 SECCION 4 - SISTEMA DE CONTROL CONTROL

Introduccion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Sistema Siste ma SCADA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Componente Compo nentess Majores Majores SCADA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Llevar Acabo un Comando . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Limites Seguros de Presión. Presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Revision Revis ion 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 RESUMEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 GLOSARIO.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 GLOSARIO RESPUESTAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

NOTA

El personal de operaciones utiliza una combinación de habilidades, conocimiento, y tecnología para alcanzar metas específicas. específicas. El objetivo clave del Programa de Entrenamiento para Controladores de Gas Natural, es mejorar el entendimiento de las bases teóricas para decisiones decisiones operacionales que se toman en el trabajo todos los días. Este programa de entrenamiento mejora las habilidades relacionadas con el trabajo mediante el suministro de información relevante y actual que tiene una aplicación inmediata para los empleados. La información contenida en los capítulos es teórica. La descripción de información básica facilita el entendimiento de la tecnología y su aplicación. Se han hecho todos los esfuerzos para reflejar principios científicos puros en este programa de entrenamiento. Sin embargo, en algunos casos, la teoría pura presenta conflictos con la realidad práctica de las operaciones diarias. Nuestra más importante prioridad durante el desarrollo del material en el Programa de Entrenamiento para Controladores de Gas Natural, fue su utilidad para el empleado.

ESTACIONES EST ACIONES DE COMPRESIÓN PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO ENTRENAMIENTO PAR PARA A CONTROLADO CONTROLADORES RES DE GAS NATURAL

© 2003 ENBRIDGE TECHNOLOGY INC. Reproduction Prohibited

ENBRIDGE TECHNOLOGY ENBRIDGE TECHNOLOGY INC. Suite 601, PO Box 398 10201 Jasper Avenue Edmonton, Alberta Canada T5J 2J9 Tel elep epho hone ne Fax

+1 - 78 7800-41 4122-64 6469 69 +1 - 780-412-6460

Reference: G0204 COMPRESSOR STATIONS_es STATIONS_es 2003

NOTA

El personal de operaciones utiliza una combinación de habilidades, conocimiento, y tecnología para alcanzar metas específicas. específicas. El objetivo clave del Programa de Entrenamiento para Controladores de Gas Natural, es mejorar el entendimiento de las bases teóricas para decisiones decisiones operacionales que se toman en el trabajo todos los días. Este programa de entrenamiento mejora las habilidades relacionadas con el trabajo mediante el suministro de información relevante y actual que tiene una aplicación inmediata para los empleados. La información contenida en los capítulos es teórica. La descripción de información básica facilita el entendimiento de la tecnología y su aplicación. Se han hecho todos los esfuerzos para reflejar principios científicos puros en este programa de entrenamiento. Sin embargo, en algunos casos, la teoría pura presenta conflictos con la realidad práctica de las operaciones diarias. Nuestra más importante prioridad durante el desarrollo del material en el Programa de Entrenamiento para Controladores de Gas Natural, fue su utilidad para el empleado.

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METODOS DE ESTUDIO Para que el aprendizaje de los módulos sea más efectivo, se sugiere tener en cuenta las siguientes recomendaciones. 1. Trate de que cada periodo de estudio sea corto pero productivo (de 10 a 45 minutos). Si usted ha establecido que estudiará durante los cinco días de la semana un total de dos horas por día, separe los tiempos de estudio con periodos de descanso de dos a cinco minutos entre cada sesion. Recuerde que generalmente una semana de auto-estudio reemplaza 10 de horas de asistencia a clases. Por ejemplo, si usted tiene un periodo de tres semanas de auto-estudio, deberá contabilizar treinta horas de estudio si quiere mantener el mismo ritmo que la mayoría de los programas de aprendizaje. 2. Cuando esté usted estudiando, establezca conexiones entre capítulos y tareas. Entre más relaciones logre hacer le será más fácil recordar la información. 3. Hay cuestionarios de auto-evaluación al final de cada sección del módulo. Responder habitualmente estos cuestionarios incrementará su habilidad para recordar la información. 4. Cuando esté leyendo una sección o un módulo, primero de un vistazo rápido a todo el material antes de comenzar la lectura detallada. Lea la introducción, conclusiones y preguntas al final de cada sección. A continuación, y como una tarea separada, separada, estudie los encabezados, gráficos, figuras y títulos. Al terminar con esta excelente técnica de revisión previa usted estará familiarizado con la forma en que está organizado el material. Después de la lectura rápida continue con la lectura detallada, ésta le refuerza lo que usted ya ha estudiado y además le clarifica el tema. Mientras usted este realizando esta lectura deténgase al final de cada sub-sección y pregúntese "¿Que es lo que he acabado de leer?" 5. Otra técnica de estudio útil es escribir sus propias preguntas basadas en sus notas de estudio y/o en los títulos y subtítulos de los módulos. 6. Cuando esté tomando notas en el salón de clases considere la siguiente técnica. Si usa un cuaderno de argollas escriba solo en las página de la derecha. Reserve las página de la izquierda para

sus propias observaciones, ideas o áreas en las que necesite aclaraciones. Importante: escriba las preguntas que su instructor hace, es posible que usted las encuentre en el custionario final. 7. Revise. Revise. Revise. El revisar el material aumentará enormemente su capacidad de recordar. 8. El uso de tarjetas para notas le ayudará a identificar rápidamente áreas en las cuales usted necesita repasar antes de un exámen. Comience por ordenar a conciencia las tarjetas después de cada sesión de lectura. Cuando aparezca una nueva palabra, escríbala en una cara de la tarjeta y en el reverso escriba la definición. Esto es aplicable para todos los módulos. Por ejemplo, simbolos químicos/que representan; estación terminal/definción; una sigla (acronismo)/que significa. Una vez que haya compilado sus tarjetas y se este preaparando para una prueba, ordénelas con el lado que contiene las palabras hacia arriba; pase una tras otra para verificar si usted sabe que hay en el reverso. ¿Se ha preguntado usted por qué gastar tiempo innecesario en significados o conceptos? Porque las tarjetas que no pudo identificar le indican las áreas en las cuales necesita reforzar su estudio. 9. Adicionalmente estos módulos contienen métodos de enseñanza específica para ayudar a la comprensión del tema y su revisión. En el texto, los términos nuevos aparecen en negrilla con su definición en cursillas. Estos términos aparecen también en el Glosario. Para hacer relaciones cruzadas entre los términos y su significado, el número de página donde el término apareció por primera vez en el texto aparece en las definiciones del Glosario. Las definiciones que en el Glosario no tienen ningún número de página es importante de igual manera entenderlas, pero están completamente explicadas en otro módulo.

ESTACIONES DE COMPRESION

INTRODUCCION

Este módulo describe el flujo de gas a través de una estación de compresión al mostrar el cómo las diferentes partes de una estación de compresión trabajan en conjunto para mantener en movimiento de manera segura al gas hacia el ducto en la tasa deseada. El gas que viaja desde la estación de origen hacia abajo del ducto pierde presión debido a la fricción entre la pared de la tubería y del gas. Mientras más alta sea la tasa del gas, es más afectada por la fricción y la pérdida de presión es más alta. Las estaciones de compresión junto con los ductos minimizan o eliminan las consecuencias de pérdida de presión por medio de la adición de energía al gas. Al adicionar energía se incrementa la presión del gas en el ducto. La Sección 1 del módulo presenta una vista general de una estación de compresión típica con su equipo, instrumentos e instalaciones. La Sección 2 describe a detalle los instrumentos, válvulas y unidades del compresor centrífugo. También examina las configuraciones del compresor en serie y paralelo y sus implicaciones. La Sección 3 examina los sistemas auxiliares, de sumidero y el suministro eléctrico de la estación de compresión. Además, la Sección 3 da un vistazo a algunos de los sistemas de seguridad en la estación de compresión, tales como detectores de incendio, detectores de tóxicos y de gas combustible, y las válvulas de alivio de presión. La Sección 4 explica brevemente como el sistema de control de la estación de compresión se adapta a la jerarquía del SCADA. Debido a que este módulo es una vista general, los detalles específicos de muchos componentes no se desarrollan completamente. Se proveen referencias a módulos específicos, de manera que usted pueda encontrar fácil y rápidamente más información acerca de cada tema.

1

PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA CONTROLADORES DE GAS NATURAL

METAS DEL MODULO

Este módulo presenta información acerca de las siguientes metas. • Describe la trayectoria del gas a través de una estación de compresión de línea principal. • Describe el propósito, importancia y función de cada uno de los componentes principales de una estación de compresión de línea principal. • Describe cómo el diseño de una estación de compresión influye en la operación del ducto.

PRERREQUISITOS FASE 1 - Comportamiento Básico del Gas

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SECCION 1

FLUJO DE GAS A TRAVES DE UNA ESTACION DE COMPRESION

La presión generada por las unidades de compresión, es necesaria para asegurar el flujo de gas a través del ducto. Las estaciones de compresión están estratégicamente colocadas a lo largo del ducto para proveer la presión para hacer fluir el gas a la capacidad de diseño del ducto. El número y el tamaño de los compresores requeridos en una estación de compresión dependen en cuanta presión se requiere para superar las pérdidas de presión entre las estaciones. A continuación se muestran los factores principales que determinan la pérdida de presión y de manera consecuente los requerimientos de la unidad de compresión: • distancia • presión, y • volumen.

INTRODUCTION

Se transporta al gas natural en un sistema subterráneo de tubería de diferentes diámetros. La fuerza que impulsa al gas es la presión, la cual se disipa de manera gradual conforme viaja a través del ducto. Se colocan una serie de estaciones de compresión a lo largo de la trayectoria del ducto. Cada estación tiene un número de compresores grandes que aumentan la presión del gas para empujarlo a la siguiente estación a lo largo de la línea. Después de esta sección, usted será capaz de completar los siguientes objetivos. • Trazar el flujo de gas a través de la estación de compresión. • Indicar la función de cada uno de los componentes clave de la estación de compresión. • Reconocer el papel de vinculación del controlador en la operación de la estación de compresión.

OBJECTIVOS

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FLUJO DE GAS A TRAVES DE UNA ESTACION

El gas no puede continuar directamente hacia abajo del ducto y debe entrar a la estación de compresión si las válvulas de descarga y succión de la estación están abiertas y la válvula de alivio (bypass) está cerrada. Esta es la configuración normal para las estaciones de compresión. Las válvulas de aislamiento de la estación se dejan en la posición de abierto incluso si todos los compresores no están trabajando. Bajo condiciones normales de operación, la válvula de alivio (bypass) de la estación está cerrada y las válvulas de descarga y succión de la estación están abiertas. El gas fluye dentro de la estación incluso cuando los compresores no están operando. En algunos casos, la válvula de alivio (bypass) es una válvula check que se mantiene apagada por la presión más alta en al lado de descarga de la estación. El gas fluye dentro de la estación si uno o más compresores están operando. Las dos razones principales para aliviar (bypass) una estación son el permitir el paro para el mantenimiento de la estación y en una situación de emergencia. Las válvulas de descarga y succión de la estación y la válvula de alivio (bypass) de la estación se controlan de manera remota por medio del Sistema SCADA y el Controlador de Gas. Las válvulas de descarga y de succión de la estación se cierran automáticamente y la válvula de alivio (bypass) se abre en el caso de una emergencia. Una vez que el gas empieza a fluir a través de la estación de compresión, su trayectoria exacta depende de la configuración de las válvulas de la estación y cuyos compresores están encendidos. En una estación de compresión típica el flujo de gas: • fluye a través de la válvula de succión de la estación • puede pasar una línea de punto de toma a un dispositivo de muestreo • puede pasar una línea de punto de toma a una ventilación de purga • fluye a través de o por los compresores, dependiendo de la configuración de la estación • fluye a través de una válvula de control de presión (PCV, por sus siglas en Inglés) • fluye a través de una válvula check, y • fluye a través de la válvula de descarga de la estación.

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Existen tres válvulas que permiten el flujo de gas ya sea para hacerlo fluir a través de la estación de compresión o continuar más allá de la estación. Típicamente la válvula de compuerta se usa para las aplicaciones (ver Figura 1). Estas son la válvula de succión de la estación, la válvula de descarga de la estación y la válvula de alivio (bypass) de la estación. Las tres válvulas trabajan en conjunto para dirigir el flujo dentro o alrededor de la estación. Cuando las válvulas de descarga y de succión de la estación están abiertas y la válvula de alivio (bypass) está cerrada, el flujo de gas será a través de la estación de compresión, como se muestra en la Figura 3. Y a la inversa, cuando las válvulas de descarga y succión de la estación están cerradas y la válvula de alivio (bypass) está abierta, el gas fluirá más allá de la estación de compresión, como se muestra en la Figura 4.

COMPONENTES DE LA ESTACION DE COMPRESION

Vástago Glándula de Empaque

Sello de Vástago (Empaque)

Compuerta

Anillo de Asiento y Sello de Metal a Metal

Flu jo

Chasis de la Válvula Cavidad del Chasis

Abierto Figura 1 Válvula de Compuerta Se puede usar una válvula de compuerta para la succión, descarga y alivio (bypass) de la estación.

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Figura 2 Dispositivo de Cierre de la Válvula de Compuerta Cerrada

Abierta

MO

MO

MO

Válvula de Alivio (Bypass)

Abierta

Válvula de Succión de la Estación

Abierta

Válvula de Descarga de la Estación

MO

Abierta MO D

Cerrada Desfogue de la Estación Abierta

Abierta

Cerrada

Cerrada

Cerrada

Cerrada

MO

MO

MO

MO

APAGADO /OFF

Abierta Abierta

APAGADO /OFF

Figura 3 Distribución de la Válvula de Gas que Entra a una Estación de Compresión Típica

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Abierta

Abierta

MO

MO

MO

Válvula de Alivio (Bypass)

Cerrada

Válvula de Succión de la Estación

Válvula de Descarga de la Estación

CerradaMO

AbiertaMO D

Cerrada Desfogue de la Estación Abierta

Abierta

Abierta

Abierta

Cerrada

Cerrada

Cerrada

Cerrada

MO

MO

MO

MO

Figura 4 Distribución de la Válvula de Gas que Alivia (Bypass) a una Estación de Compresión Típica Cuando las válvulas de descarga y succión de la estación están cerradas y las válvulas de alivio (bypass) están abiertas, el gas no puede entrar a la estación de compresión y debe continuar hacia abajo del ducto. Normalmente se aíslan las estaciones para reparación y mantenimiento.

Las estaciones de compresión están equipadas con un número de dispositivos automatizados usados para monitorear la calidad de gas DISPOSITIVOS DE y para optimizar las operaciones de ductos. Los cromatógrafos de gas MUESTREO y los sistemas de muestreo de gas son ejemplos de diferentes AUTOMATICOS dispositivos de muestreo automatizados. Un cromatógrafo adecuado a la tubería de la estación de la línea principal aguas abajo de la válvula de succión de la estación puede medir la temperatura, presión, contenido de humedad y contenido de la unidad térmica de gas. Los puntos de toma de muestreo de gas pueden colocarse para obtener manualmente muestras de gas para su análisis en un laboratorio.

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Se mide la temperatura de gas en las estaciones de compresión porque la temperatura de descarga del compresor se debe conocer para asegurar que este dentro del rango de diseño para prevenir el daño hacia abajo de la corriente de la tubería o del revestimiento. El gas de descarga pasa a través de los enfriadores de gas antes de entrar nuevamente a la línea principal con un control de enfriamiento basándose en la temperatura de descarga. Las mediciones de temperatura se toman electrónicamente, usando un MEDICION DE LA dispositivo térmico resistivo. Un detector termométrico de TEMPERATURA DE GAS resistencia (RTD, por sus siglas en Inglés) es una banda delgada de acero insertada dentro de un tubo de acero o termopozo instalado dentro del tubo (ver la Figura 4). El termopozo se llena con un gas

que toma la temperatura del gas que fluye a través de la tubería. Los cambios de temperatura en el gas causan un cambio en la resistencia eléctrica del RTD. Un trasmisor en el RTD transmite la resistencia a una computadora que convierte la señal en grados Centígrados o grados Fahrenheit. Luego la temperatura se transmite a la computadora del centro de Control donde se utiliza para los cálculos.

2,3 or 4 Alambres a RTD

Termo Pozo (puede no ser requerido en todas las instalaciones de motor)

Alojamiento a Prueba de Explosión de Hierro Fundido

Unidad Electrónica Señal de Salida 4-20 mA Conducto 2 Conductores Par Protegido Retorcidos

Figura 5 Dispositivo Detector Termométrico de Resistencia (RTD) La temperatura se transmite a la computadora del centro de Control, donde se usa para corregir la temperatura de gas de descarga.

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La condensación en las líneas de transmisión depende de la cantidad de humedad en el aire contenido, expresada como punto de condensación o humedad relativa, y la temperatura de aire de ambiente exterior. El punto de condensación es la temperatura en la cual las gotas de agua o cristales de hielo se condensan en una superficie más fría. En otras palabras, cuando la presión parcial del vapor de agua iguala la presión parcial de saturación del agua, la humedad se condensa. La humedad relativa es la razón de la presión actual de vapor a la presión de vapor saturada.

PRUEBA DE PUNTO DE CONDENSACION

Se lleva acabo una prueba de punto de condensación en la corriente de gas para determinar el contenido de humedad del gas. En ciertos sistemas de ductos se usan deshidratadores de gas para remover la humedad retenido de la corriente de gas. Otra opción es un depurador de humedad de ducto. Es necesario tener un medio seguro para despresurizar gas de la tubería de la estación en caso de un trastorno de unidad o si la estación requiere mantenimiento. El método usado es direccionar el flujo de corriente de gas a la ventilación de purga. Una ventilación de purga es un tubo vertical, abierto a la atmósfera, conectado a una descarga del compresor por medio de una válvula.

VENTILACION DE PURGA

Figura 6 Ventilación de Purga

En una situación de emergencia las válvulas de descarga y la entrada de la unidad y la estación se cierran, la válvula de ventilación de emergencia se abre y se libera el gas a la atmósfera, reduciendo la presión de línea.

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Cuando se lleva acabo el mantenimiento en las unidades de compresión o a la tubería de la estación, el personal de mantenimiento aísla la estación de compresión, manteniendo presurizado al gas dentro de la estación de compresión entre la válvula de succión de la estación y la válvula de descarga de la estación. Antes de comenzar los trabajos de mantenimiento, se abre la válvula de ventilación de purga para liberar de manera segura la presión y eliminación de gas. El gas que fluye a la ventilación de purga pasa a través de dos válvulas de seguridad de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF), tales como válvulas de bola o globo. Las dos válvulas de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) aseguran que el gas dentro de la tubería de la estación no alcance accidentalmente la ventilación de purga si una de las válvulas falla. El gas viaja de las válvulas a través del tubo a la atmósfera. Cada estación de compresión está equipada con su propia ventilación de purga. Esto permite la despresurización aislada para su mantenimiento o durante un trastorno menor de la unidad o rápida despresurización durante un trastorno mayor de la unidad.

VALVULAS DE CONTROL DE PRESION

El gas que se mueve a través de la estación de compresión fluye a través del compresor y la válvula de entrada del compresor. Una vez que el gas pasa a través del compresor, se descarga de nuevo a la línea principal. La línea de descarga del compresor a la línea principal contiene: • válvula de control de presión (PCV) • alivio (bypass) de la PCV, y • válvula check de descarga . El gas que sale de la unidad de compresión ha sido presurizado a la presión requerida de la estación por motores de velocidad fija, significando que la cantidad de presión añadida al gas por cada compresor no puede ser variada. Para un flujo de gas más preciso y regulación de presión que entra a la línea principal, el ducto usa las válvulas de control de presión (PCV) , las cuales regulan la presión por medio del cambio de tamaño de la apertura a través de la cual pasa el gas (ver la Figura 7).

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Abierta

Cerrada

MO

MO

MO

Abierta

MO

Abierta

MO

Abierta

D

Línea de Quemado Abierta Abierta

Abierta Abierta

Abierta Abierta

Cerrada Cerrada

MO

MO

Apagado /Off

MO

MO

Apagado /Off

Figura 7 Válvulas de Control de Presión (PCV) Existen varios tipos principales de válvulas de control de presión. Aquí se muestra la válvula de bola de estrangulación (o tipo bola). Estas válvulas estrangulan la presión de descarga de la estación al operar parcialmente abiertas o parcialmente cerradas.

Al reducir la apertura de la válvula se restringe al flujo, se aumenta la velocidad del gas y se disminuye la presión de descarga. Al aumentar la apertura de la válvula se aumenta el flujo y la presión, y se disminuye la velocidad del gas. Cada PCV tiene un alivio (bypass) de manera que la PCV puede repararse o reemplazarse sin interrumpir el flujo de gas a la línea principal (Figura 7). La válvula de alivio (bypass) es una válvula de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) que permite al gas aliviar (bypass) una estación de compresión cuando abra, y fuerza al gas a entrar a una estación de compresión cuando se cierra.

ALIVIO (BYPASS) DE LA VALVULA DE CONTROL DE PRESION

La válvula de alivio (bypass) opera junto con la válvula de entrada. El alivio de la PCV consiste en lo siguiente: • un tubo que se deriva alrededor de la PCV • una válvula de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) manual en cualquier lado de la PCV • una válvula de estrangulamiento manual en el extremo de entrada del tubo de alivio (bypass), y • una válvula check en el lazo de alivio (bypass).

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Cuando la PCV debe ser aliviada (bypass), el personal en sitio abre manualmente la válvula de estrangulación en el extremo de entrada del tubo de alivio (bypass), luego cierran las válvulas de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) en cualquier extremo de la PCV. Cuando las válvulas en cualquier lado de la PCV están cerradas, el gas que sale del compresor no puede fluir a través de la PCV. En cambio, el gas entra al tubo de alivio (bypass) y viaja alrededor de la PCV. La válvula de estrangulamiento manual de alivio (bypass) se ajusta manualmente para proveer un nivel apropiado de estrangulamiento. Compresor de la Línea Principal Válvula PC (Control de Presión)

Flujo

Válvula de Alivio (Bypass ) Figura 8 PCV y Alivio (Bypass) Cada válvula de control de presión tiene un alivio (bypass) de manera que la PCV puede repararse o reemplazarse sin la interrupción del flujo de gas a la línea principal.

VALVULA CHECK DE Después de la PCV, el gas fluye a través de una válvula check y de DESCARGA nuevo dentro de la línea principal. Una válvula check es una válvula de una vía. El gas puede fluir a través de la válvula check solo en una dirección . Cuando la presión del gas en el lado de aguas abajo de

la válvula check se eleva sobre la presión aguas arriba de las válvulas, la válvula se cierra. No puede fluir el gas de nuevo a través de la válvula cuando está cerrada como se muestra en la Figura 9. La válvula check previene que la alta presión aguas abajo se invierta a través de la estación.

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Abierta

Cerrada

MO

MO

MO

Abierta

MO

Abierta

MO

Abierta

D


Abierta Abierta

Abierta Abierta

Cerrada Cerrada

MO

MO

Apagado /Off

MO

MO

Apagado /Off

Figura 9 Válvula Check El gas solo puede fluir en una dirección a través de una válvula check de aguas arriba a aguas abajo. La válvula check se cierra para prevenir que el flujo de gas se invierta.

Ahora el gas ha pasado por un ciclo a través de la estación de compresión. El gas fluye a través de la válvula de aislamiento de descarga a la línea principal. El gas fluye hacia el ducto con la energía añadida de presión y es capaz de mantener el volumen requerido. Las estaciones de compresión pueden tener una variedad de configuraciones del compresor, dependiendo del diseño del ducto. Estos pueden incluir diferentes tañamos de compresores para diferentes requerimientos. Los requerimientos de presión también se pueden alcanzar por uno o más compresores de igual tamaño en una configuración en paralelo o en serie. La presión generada de una estación de compresión está regulada por el Controlador odor de Gas a través de un proceso de selección individual de compresores o combinaciones de compresores que produzcan la presión requerida. La presión también está regulada por el uso de una válvula de control

DESCARGA

PAPEL DEL CONTROLADOR

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de presión (PCV), o un dispositivo de frecuencia variable (VFD, por sus siglas en Inglés). La PCV o el VFD restringen la cantidad de presión descargada de los compresores a un valor de punto de ajuste seleccionado por el controlador. El reto para el Controlador de Gas es mantener el volumen y las presiones requeridas mientras se minimiza la cantidad de energía usada. El Centro de Control es ubicado remotamente de las estaciones de compresión. Cuando un controlador arranca o para los compresores, o cierra y abre las válvulas, estas acciones se llevan acabo de manera remota a través de un sistema Control de Supervisión y Adquisición de Datos (SCADA, por sus siglas en Inglés). El controlador monitorea las pantallas de computadora, y usa la información desplegada para decidir las acciones a llevar acabo. Cuando se requieren cambios del punto de ajuste, tales como un punto de ajuste de descarga de la estación, el Controlador de Gas iniciará el comando apropiado para cambiar el ajuste de presión. Una vez que el Controlador haya ingresado el cambio, los sistemas locales de la computadora de la estación tomarán control para desempeñar realmente el cambio del punto de ajuste, por medio de la verificación y ajuste de la posición de la PCV, o cambiando la salida del VFD, hasta que se logre el nuevo punto de ajuste.

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1. El propósito principal de una estación de compresión es ________.

a) b) c) d)

REVISION 1

monitorear la presión del ducto medir el flujo en el ducto compensar por las pérdidas de presión probar la densidad del gas en el ducto

2. El gas viaja más allá de una estación de compresión sin entrar cuando ________.

a) la válvula de succión de la estación de compresión está abierta y la válvula de alivio (bypass) está cerrada b) las válvulas de descarga y succión de la estación están cerradas y la válvula de alivio (bypass) está abierta c) ambas válvulas de alivio (bypass) y la de succión de la estación de compresión están abiertas d) ambas válvulas de alivio (bypass) y la de succión de la estación de compresión están cerradas 3. El dispositivo usado para medir la temperatura del gas se llama _____.

a) b) c) d)

densitómetro termopozo detector termométrico de resistencia (RTD) transductor

4. ____________ son ejemplos de diferentes dispositivos de muestreo automatizado

a) b) c) d)

los sistemas de muestreo de gas los cromatógrafos de gas ayb ninguno de los anteriores

5. La condensación en las líneas de transmisión depende de la cantidad de humedad en el aire contenido, expresada como punto de condensación o humedad relativa, y la temperatura de aire de ambiente exterior.

a) verdadero b) falso

15


6. El propósito de una ventilación de purga es _______.

a) permitir la remoción de gas de una estación de compresión y eliminarlo de manera segura b) almacenar gas hasta que pueda regresarse a la línea principal c) probar la inflamabilidad de un gas d) proveer una ubicación donde se prueben los métodos de extinción de fuego 7.Una presión de descarga de la estación de compresión se instala por medio del ajuste de __________.

a) b) c) d)

la válvula de control de presión (PCV) la válvula de alivio de presión la válvula de descarga la válvula de succión

8. Una válvula check ______.

a) permite al gas viajar libremente en ambas direcciones a través de un tubo b) solo permite al gas viajar en una dirección a través de un tubo c) cierra cuando la presión de línea es muy alta d) verifica la línea de temperaturas sobre los límites seguros de operación 9. Una válvula de control de presión puede ser aliviada (bypass) si es necesario a través de ________.

a) cerrar manualmente las válvulas de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) en cualquier extremo de la PCV y abriendo la línea de alivio (bypass) b) cerrar manualmente la válvula de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) en el extremo de entrada de la línea de alivio (bypass) c) cerrar remotamente la válvula de control de presión d) cerrar remotamente las válvulas de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) en cualquier extremo del a PCV Las respuestas se encuentran al final de este módulo.

16


SECCION 2

UNIDAD DE COMPRESION

El propósito de una estación de compresión es añadir energía a la corriente de gas y compensar las pérdidas de presión debido a la distancia entre las estaciones de compresión. La energía se convierte en presión y se transfiere al gas por medio de la unidad de compresión. Esta sección provee una introducción general a los compresores centrífugos y explica como están configurados.

INTRODUCCION

Los componentes principales de una unidad de compresión típica son: • las válvulas de succión y descarga • el compresor centrífugo • el motor para energizar al compresor, y • el dispositivo de frecuencia variable (VFD, por sus siglas en Inglés) y otros motores. Después de esta sección, usted podrá completar los siguientes objetivos. • rastrear el flujo de gas dentro y fuera de las unidades de compresión de la línea principal. • Identificar la secuencia de operación de un compresor centrífugo. • Identificar los motores usados para energizar los compresores del ducto. • Diferenciar entre la operación de las válvulas de succión y descarga de la unidad de compresión. • Identificar las características de operación de las unidades de compresión con configuración en serie. • Identificar las características de operación de las unidades de compresión con configuración en paralelo.

OBJETIVOS

17


GAS A TRAVES DE LA UNIDAD DE COMPRESION

La mayoría de las estaciones de compresión de turbina de gas tienen más de una unidad de turbina, normalmente entre dos y cuatro, operando en modo paralelo o en serie. Estos compresores interactúan unos con otros para mantener un flujo y presión específica usando un esquema compartido de carga. A menudo se usan las unidades de compresión de repuesto para proveer una disponibilidad adicional, en lugar de una habilidad de control extra de la presión y el flujo del gas. La trayectoria que tome el gas a través de una instalación de estación de compresión depende de los requerimientos totales de demanda y entrega que determinan los requerimientos de presión y flujo. Durante la demanda máxima todas las unidades de compresión normalmente están operando y la corriente de gas fluye a través de la configuración entera de tubería de la estación. Durante periodos de baja demanda, se puede sacar la compresión de la línea si no se requiere. Las unidades de compresión se despresurizan si se sacan de la línea y se alivian (bypass) hasta que se requieran nuevamente. Las válvulas de succión y descarga permanecen cerradas cuando la unidad de compresión no está operando. Siempre se enciende a la unidad de compresión en recirculación cuando se vuelva a poner nuevamente en línea al compresor. Esto permite un tiempo al equipo para levantarse a la velocidad meta y a la presión de salida. El ciclo de arranque es también el momento cuando el compresor es más susceptible a un golpe de ariete (la página 25 paramas informacida). A una condición de golpe de ariete se controla de mejor mientras está en modo de recirculación. El flujo de gas a través del compresor es el mismo sin importar el servicio cuando la unidad se ponga en línea. El gas fluye a través de las válvulas de aislamiento de compresión al compresor, donde su presión se aumenta. El gas descargado fluye a través de la válvula de aislamiento de descarga (ver Figura 10). No puede fluir nada de gas a través de la válvula check entre los lados de succión y descarga de la unidad, debido a que la más alta presión en el lado de descarga mantiene cerrada a la válvula check.

18


Abierta

Cerrada

MO

MO

MO

Abierta

MO

Abierta

MO

Abierta

D

Cerrada

Desfogue de la Estación Cerrada

Cerrada

Abierta

Abierta

Cerrada

Cerrada

Abierta

Abierta

MO

MO

MO

APAGADO /OFF

MO

ENCENDIDO /ON

Figura 10 Flujo a través de la Estación con Compresor en Línea El gas fluye a través de las válvulas de succión del compresor, donde su presión se aumenta. El gas descargado entonces fluye a través de la válvula de descarga. No puede fluir nada de gas a través de la válvula check entre los lados de succión y descarga de la unidad, debido a que la más alta presión en el lado de descarga mantiene cerrada la válvula check.

El gas fluye a través de la válvula de succión al compresor. El compresor provee presión añadida al gas para asegurar que el gas viaje hacia abajo del ducto a la presión adecuada. La mayoría de los gasoductos usan compresores centrífugos para las unidades de la línea principal. Un compresor centrífugo es un dispositivo mecánico

COMPRESORES DE LINEA PRINCIPAL

giratorio que usa fuerza centrífuga para convertir la energía mecánica en presión y flujo (ver la figura 11).

El gas entra al compresor en la admisión y viaja al impulsor. El impulsor giratorio causa que el gas gire con él y la fuerza centrífuga empuja hacia afuera al gas, lejos del ojo del impulsor. Conforme el

gas viaja hacia afuera la punta de las aletas del impulsor, su velocidad aumenta. La fuerza centrífuga finalmente empuja el gas lejos de la punta del impulsor a altas velocidades.

19


El gas entra a una parte especial en forma de cuerno de la carcasa del compresor llamada la voluta. Conforme el gas viaje a través de la voluta, el diámetro en aumento de la voluta causa que el gas

pierda velocidad. La disminución de la velocidad significa un aumento proporcional en la energía potencial que corresponde a la presión. El gas sale de la voluta con energía añadida en forma de presión, pero con una velocidad mucho más baja. Para información más detallada acerca de los compresores de línea principal ver el módulo de COMPRESOR DE GAS NATURAL.

Figura 11 Compresor Centrífugo CB

TURBINA DE GAS

La turbina de gas es el motor impulsor por selección de muchos controladores de ductos. La conveniencia de bajo mantenimiento, abastecimiento económico de gas combustible desde la corriente del ducto, bajas emisiones y disponibilidad de energía pura lo hacen muy atractivo para la industria. La turbina de gas es capaz de operar a velocidades mucho más altas que el motor de combustión interna o el motor electrónico. Velocidades mayores a 24,000 rpm no son poco comunes. La entrega de energía de la turbina de gas depende de la velocidad y el torque. Si la energía requerida de un motor es constante, el torque disminuye conforme la velocidad aumenta. Se requieren partes más fuertes y grandes cuando el torque es mayor. Por lo tanto los motores de altas rpm son mucho más pequeños. La turbina de gas requiere menos espacio físico que un motor de combustión interna de mucho menos energía. Existen varias variaciones de turbina de gas. Las más comunes son de configuraciones de dos ejes y de eje sencillo, que tienen sus propias características y aplicaciones particulares. Un diseño de dos ejes es muy común para compresores de gas, (como se muestra en la

20


Figura 12). En este diseño, existen dos turbinas. Una turbina da energía al compresor del motor y la otra turbina impulsa al compresor externo con un eje externo. Combustible de Gas

Cámara de Combustión

Escape Descarga Gas Caliente

Succión

Entrada de Aire Compresor de Aire

Turbinas Eléctricas

Rotor

Figura 12 Diagrama Conceptual del Motor de Compresor de Turbina de Gas de Dos Ejes Se descarga aire desde el compresor dentro de la cámara de combustión, o combustor, donde se inyecta combustible y se enciende la mezcla. Se expanden los gases de combustión a lo largo de una turbina para impulsar el primer eje y para impulsar las turbinas de energía. Las turbinas de energía impulsan el compresor de gas a través del segundo eje.

La derivativa de aeronaves es una configuración común de dos ejes (ver la Figura 13). El gas caliente de escape usado para propulsar una aeronave hacia delante se usa para impulsar una turbina separada de energía conectada a un compresor externo de gas.

Figura 13 La Turbina de Gas Coberra®

21


MOTOR ELECTRICO

Existen muchos tipos diferentes de compresores y motores usados en la industria de ductos. Los motores eléctricos son un método deseable para dar energía a las unidades de compresión si la electricidad está disponible a un costo razonable. Los motores eléctricos producen energía mecánica sin contaminar y tienen un mantenimiento relativamente bajo (ver la Figura 14) . Rotor de Acero Laminado

Estator

Centro del Estator

Bobinaje del Estator

Ventilador Externo

Encerramiento

Eje Chumaceras Broquel Final

Encuadre de Hierro Fundido

Figura 14 Motor Eléctrico Los componentes principales de un motor eléctrico típico de AC(corriente alterna) de tres fases.

DISPOSITIVO DE FRECUENCIA VARIABLE (VFD)

En estaciones de compresión equipadas con motores de impulso eléctrico, la presión de descarga se ajusta por medio del control de la velocidad del motor eléctrico que impulsa la unidad de compresión usando un motor de frecuencia variable. Un impulsor de frecuencia variable (VFD) controla la velocidad del motor por medio del ajuste de la frecuencia de la energía de corriente alterna (AC) que ingresa al motor.

La presión de descarga del compresor se controla por la válvula de control de presión (PCV) en estaciones equipadas con compresores impulsados por turbina de gas o alternativa.

22


Algunos de los beneficios de usar los dispositivos de frecuencia variable son: • mayor vida del motor debido a que se controla la corriente de arranque, creando un "encendido suave" • reducir el desgaste del sello y de la chumacera en el compresor y el motor (es decir, mientras más baja es la velocidad, más larga es la vida), y • se recuden posibles golpes de ariete de variaciones temporales debido al arranque controlado. Una válvula de control desperdicia energía hidráulica. Un dispositivo de frecuencia variable regula la cantidad generada de energía hidráulica. La diferencia entre una PCV y un VFD puede compararse a la de un automóvil, si usted lo opera de manera continua a estrangulación completa mientras intenta controlar la velocidad del automóvil con el freno es como la operación de la PCV. Al otrolado, al operar un automóvil con los frenos completamente liberados, usando la velocidad del motor para controlar la velocidad del vehículo es como la operación del VFD. Para una revisión más detallada del VFD, referirse al módulo de DISPOSITIVOS DE FRECUENCIA VARIABLE - ELECTRICO en el Programa de Capacitación de Operación de Ductos. Abierta

Cerrada

MO

MO MO

Abierta

MO

Abierta

MO

Abierta

D


Abierta Abierta

Abierta Abierta

Cerrada Cerrada

MO

MO

Apagado /Off

MO

MO

Apagado /Off

Figura 15 Válvulas de Descarga de la Unidad de Compresión

23


El gas que entra a la unidad de compresión a través de la válvula de succión. La válvula de succión es una válvula de compuerta o una válvula de bola de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) de una sola vía. Si la válvula está abierta, el gas fluye dentro de la unidad de

compresión. Si la válvula está cerrada, no puede entrar nada de gas al compresor. En una secuencia estándar de arranque las válvulas de succión y descarga siempre están abiertas, y se cierran conforme se para la unidad. El gas sale de la unidad de compresión a través de la válvula de descarga. La válvula de descarga es una válvula de bola o de compuerta de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF). Las válvulas de succión y descarga deben estar abiertas para todos los arranques del compresor. Se introduce el gas al compresor por medio del circuito de recirculación. Conforme la velocidad del compresor aumente se introduce más gas. Este proceso se conoce como rampeo de presión. Se usa para prevenir topes o severos cambios de presión antes de introducir el gas dentro de la línea principal.

CONFIGURACIONES DE COMPRESORES EN SERIE Y EN PARALELO

La configuración del compresor en una estación es típicamente un compresor por cada línea principal. En algunas circunstancias, un compresor puede dar servicio a más de una línea dependiendo de los requerimientos de demanda. Otros escenarios de configuración de compresores incluyen la operación en serie y en paralelo. Cuando una estación de compresión tiene más de un compresor, se usan las configuraciones en serie y en paralelo.

CONFIGURACION EN La configuración en serie significa que el gas fluye desde la descarga de una unidad de compresión a la succión de la siguiente SERIE unidad de compresión en una corriente sencilla . Los ductos usan series de configuraciones de compresión de una manera que aumenten la presión de descarga del gas que sale de la estación sin aumentar mucho la descarga de succión requerida de aguas arriba. Esto evita el golpe de ariete en estaciones de compresión donde la presión del gas entrante tiende a ser más bajo.

24


Los golpes de ariete ocurren cuando la presión de salida del compresor es demasiado alta en relación con el flujo a través del compresor. El flujo puede cambiar rápidamente donde haya un

GOLPES DE ARIETE

cambio repentino en la carga del que el compresor espera entregar. Si no se controla el golpe de ariete se puede destruir al compresor. Se diseña una estrategia de control contra los golpes de ariete, para proteger un compresor de estos golpes de ariete. Los métodos típicos para lograr el control de golpes de ariete son ya sea un desfogue a la atmósfera o un circuito de recirculación desde la salida a la entrada del compresor. La estrategia de control contra el golpe de ariete está estrechamente integrada con la estrategia de control de carga del compresor. Los compresores múltiples ordenados en una configuración en serie crean más presión de descarga y menos presión de succión requerida que en un compresor grande sencillo. La baja presión de succión de una configuración en serie relativa a la presión de descarga ayuda a prevenir el golpe de ariete en el compresor. En configuraciones en serie, los compresores están vinculados en conjunto, de manera que la descarga de un compresor entra a la succión del siguiente, como se muestra en la Figura 16. Tal combinación tiene un efecto acumulativo en las presiones generadas. Compresor 1

Compresor 2

Compresor 3

Figura 16 Flujo de Gas a través de una Configuración en Serie del Compresor Cuando los compresores están ordenados en una configuración en serie, la salida de presión es acumulativa. Para encontrar la presión total, añadir la presión de entrada de la salida del Compresor 1 a las salidas del Compresor 2 y 3 como se requiera.

25


En la configuración en serie, como se muestra en la Figura 17, el gas CONFIGURACION EN fluye a través de un compresor, luego al siguiente. En la PARALELO configuración en paralelo del compresor , el gas se divide en dos o más corrientes. Cada corriente fluye a través de sólo un compresor. Después de haberse descargado desde sus respectivos compresores, las dos corrientes fluyen dentro de un cabezal donde son reúnen.

Figura 17 Configuración Simple en Paralelo El efecto del gas comprimido es muy diferente para una configuración en paralelo de lo que es para una configuración en serie. En una configuración en serie, las presiones son acumulativas. En una configuración en paralelo, la salida total de presión es igual a la de un compresor, y las capacidades son acumulativas.

26


1. La función de una válvula de succión del compresor de línea principal es la de _____.

REVISION 2

a) permitir al gas entrar dentro o aliviar (bypass) una fosa de quemado b) permitir al gas ya sea entrar o aliviar (bypass) al compresor c) liberar el exceso de presión en un sistema de ductos cerrado d) mantener libre al gas de contra flujo 2. La mayoría de los ductos usan compresores _______ para las unidades de línea principal.

a) b) c) d)

centrífugos de desplazamiento positivo giratorios émbolo

3. El propósito del impulsor es _______.

a) b) c) d)

determinar el tipo de producto en el ducto aumentar la velocidad del gas por medio de su rotación medir la temperatura del gas medir la densidad del gas

4. Después de salir del impulsor, el gas viaja a través de la voluta donde su _____.

a) b) c) d)

velocidad y presión aumentan velocidad disminuye y la presión aumenta velocidad y presión reducen velocidad aumenta y la presión disminuye

5. Después de pasar a través de la voluta, el gas sale de la unidad de compresión a través de _______.

a) b) c) d)

la válvula de control de presión la válvula check la válvula de succión la válvula de descarga

27


6. Un dispositivo de frecuencia variable (VFD) ______.

a) controla la presión de descarga de la unidad de compresión por medio de la disipación de la energía hidráulica b) varia la frecuencia de tiras de metal de vibración en un densitómetro c) controla la presión de descarga de la unidad de compresión por medio de la variación de la velocidad del compresor y el motor d) ajusta la válvula de control de presión por medio de una ligera apertura y cierre de la misma 7. Los golpes de ariete ocurren cuando la presión de salida del compresor es demasiado alta con relación al flujo a través del compresor.

a) Verdadero b) Falso 8. En una configuración en serie del compresor _______.

a) los compresores están vinculados en conjunto y se añade velocidad al gas en etapas b) los compresores están vinculados en conjunto y el rendimiento del compresor se aumenta en etapas c) el gas fluye desde la descarga de un compresor a la succión del siguiente d) TANTO el rendimiento como la presión del compresor se aumentan en etapas Las respuestas se encuentran al final de este módulo.

28


SECCION 3

SISTEMAS AUXILIARES DE SEGURIDAD

Las unidades de compresión usadas para sostener el flujo y la presión de un ducto tienen sistemas extensos de soporte que mantienen un ambiente aceptable de operación. Esta sección habla de dos sistemas auxiliares: el sistema de sumidero y el sistema eléctrico de la estación de compresión. El sistema de sumidero se usa para recolectar los líquidos que se drenan o fugan de la estación de compresión. El sistema eléctrico abastece a la estación de compresión una gran cantidad de energía requerida para operar la estación.

INTRODUCCION

Esta sección habla de los sistemas principales de seguridad de la estación, incluyendo las válvulas de alivio de presión y los sistemas de detección de incendio y gas.

Después de esta sección, usted será capaz de completar los siguientes objetivos. • Identificar la función de los componentes principales de la estación de compresión tales como: – tanque de sumidero - subestación eléctrica - transformadores de bajo voltaje, e - interruptores automáticos. • Reconocer las características principales de seguridad de una estación de compresión: - válvulas de alivio de presión - detectores de incendio, y - detectores de gas.

OBJETIVOS

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SISTEMA DE SUMIDERO

Los productos líquidos y las fugas de humedad del equipo de procesos y recolección requerida. Estos productos pueden venir de una variedad de fuentes, incluyendo: • drenaje de trampas, manifolds (peines), y medidores • drenaje de la tubería y equipo • descarga de válvula de alivio de presión • fuga del sello del compresor • fuga de la válvula de la unidad de compresión (durante el mantenimiento del compresor). Cada estación de compresión tiene un sistema de sumidero para recolectar los líquidos de cualquiera de las fuentes antes mencionadas. El sistema de sumidero consiste de drenajes y un tanque de sumidero ventilado. Los drenajes son tubos ubicados alrededor del equipo del ducto para

DRENAJES capturar a los líquidos. Los líquidos viajan hacia abajo de los drenajes dentro del sumidero. El tanque de sumidero es una instalación temporal de

TANQUE DE SUMIDERO almacenamiento para los líquidos fugados o drenados. Cualquier gas Y COMPRESOR acumulado en el sumidero es ventilado a la atmósfera. Se debe limpiar regularmente el sumidero usando un camión de vacío con producto tratado y dispuesto de acuerdo a la legislación de manejo de desechos. El equipo y los requerimientos eléctricos típicos de una estación de

SUMINISTRO compresión incluyen lo siguientes: ELECTRICO • líneas de servicios de energía • • • •

una subestación eléctrica líneas internas de energía transformadores de bajo voltaje, e interruptores automáticos de circuito.

La electricidad viene a la estación directamente desde las líneas de servicios en altos voltajes entre 72,000 V ó 230,000V, dependiendo de los requerimientos y la ubicación de la estación de compresión. Un gran transformador en la subestación eléctrica disminuye el voltaje o en otras palabras, lo transforma para alcanzar los requerimientos de la estación (ver la Figura 18). Algunos motores eléctricos que dan energía a los compresores de línea principal requieren 4160V. La mayoría de los otros equipos en la estación requieren ya sea entre 120V ó 480V de energía.

30


72 000V o 230 000V

Cables Elevados Transformador

4160V

Edificio de Mecanismo de Cambio Eléctrico

Figura 18 Sistema Eléctrico La corriente entra a la estación directamente desde las líneas de servicio típicamente a 72 000V ó 230 000V, dependiendo de la ubicación y los requerimientos de la estación de compresión. En la subestación eléctrica, un gran transformador disminuye parte de esta para alcanzar los varios niveles requeridos a lo largo de la estación.

Los motores eléctricos consumen grandes cantidades de energía debido al enorme volumen de gas que estos mueven entre las estaciones. El arrastre de corriente durante los primeros segundos del arranque es extremadamente alto debido al tamaño del motor del compresor y todas las partes removibles. Los motores eléctricos del compresor de la línea principal nunca se arrancan de manera innecesaria debido al consumo de energía y al costo prohibitivo. Esta es una de las razones principales de las compañías de ductos por la cual han elegido el uso de turbinas de gas como transportadores principales del compresor. Los transformadores de bajo voltaje disminuyen la energía desde la subestación para bajar los voltajes para usarse por varios sistemas electrónicos de control en la estación de compresión, tales como la instrumentación de la estación, y detectores de gas e incendio. Los interruptores automáticos de circuito son interruptores de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) que monitorean la cantidad de corriente que fluye a través de un circuito electrónico . Cuando fluye

demasiada corriente a través del circuito, el interruptor automático automáticamente desconecta el circuito. Los interruptores automáticos protegen al equipo eléctrico de ser dañado debido a la alta corriente. Los interruptores automáticos también protegen a la estación de compresión de incendios causados por una corriente excesiva que sobrecaliente un circuito.

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La estación de compresión está protegida por docenas de sistemas de seguridad, arreglos de "falla segura" y sistemas redundantes. Esta sección revisa los sistemas de seguridad que protegen al público, empleados, edificios y equipos de peligros de explosión e incendio, incluyendo: • válvulas de alivio de presión • sistema de detección de incendio, y • sistema de detección de gas. Se puede aislar al gas en una sección cerrada de tubo en varios VALVULAS DE ALIVIO lugares en la estación de compresión. Si se aísla al gas en una línea DE PRESION cerrada y la temperatura aumenta, también puede aumentar la presión. Se instalan las válvulas de alivio de presión como una precaución de seguridad en ubicaciones estratégicas en la tubería de una estación de compresión. Una válvula de alivio de presión es una válvula que abre automáticamente para aliviar la presión en un sistema cerrado de tubería cuando se exceda la presión de diseño (ver la Figura 19). Las

válvulas de alivio de presión ayudan a garantizar la seguridad del personal y la integridad del equipo, por medio de la ventilación del gas presurizado a la atmósfera en caso de que la presión aumente más allá de los límites permisibles. Las válvulas de alivio de presión responden automáticamente a la línea de presión sobre los límites permisibles de operación. La válvula abre, liberando la presión desde la línea hasta que la presión este dentro de los límites permisibles, luego cierra automáticamente. Puerto de Escape

Puerto de Presión

Figura 19 Válvula de Alivio de Presión

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El punto de ajuste de la válvula de alivio de presión se ajusta al límite máximo superior sobre la presión normal de operación, de manera que la válvula de alivio de presión sólo abra si ocurre una verdadera emergencia. Para una mayor información acerca de las válvulas de alivio de presión ver el módulo de VÁLVULAS DE ASIAMIENTO Y BLOQUEO.


Usualmente las válvulas de alivio de presión tienen resorte integrado. Cuando la presión en la línea es lo suficientemente alta, comprime al resorte y la válvula se abre para liberar gas a la atmósfera (ver la Figura 20). Cuando se haya liberado suficiente gas para reducir la presión por debajo del punto de ajuste de la válvula, el resorte empuja la pieza de cierre a su lugar para cerrar la válvula. Disco de Ruptura

Opcional C.S.O.

Válvula de Alivio de Presión

Al Almacenamiento NGL

Monitor de Flujo

C.S.O. ( = CAR-SEALED OPEN)

Línea Principal

Figura 20 Sistema de Alivio de Presión Cuando las válvulas de alivio de presión abren, estas deben ventilar a la atmósfera.

Se instala la detección de incendio en cualquier edificio donde haya la posibilidad de que una mezcla de aire-gas pueda incendiarse y causar un incendio. Todos los edificios de las estaciones de compresión tienen la detección de incendio debido al peligro que representa el gas natural. La detección de incendio está conectada al Controlador Lógico Programable (PLC, por sus siglas en Inglés) de la estación, el cual toma una acción inmediata en una emergencia. Si se detecta un incendio, el PLC apaga los compresores, hace un paro asegurado y aísla la estación de compresión, y manda una alarma al Centro de Control.

DETECTORES DE INCENDIO

Existen varios tipos diferentes de detectores de incendio: • detectores de calor • detectores de humo • ojos ultravioleta de incendio, y • detectores infrarrojos.

33


Los detectores de calor monitorean al edificio de temperaturas que excedan los límites seguros de operación . Los detectores de calor

también monitorean al edificio de tasas de aumentos de temperatura que excedan los límites seguros de operación. Esto significa que aún si la temperatura en el edificio está por debajo de la máxima operación segura, pero está elevándose rápidamente, se activa la alarma. Los detectores de humo son un método común de detección de incendio. Los detectores de humo a menudo pueden detectar los

incendios antes que otro detector de incendio debido a que activan una alarma antes de que las flamas o las altas temperaturas activen las otras alarmas. Los ojos ultravioleta de incendio y los detectores infrarrojos monitorean el área de flamas que puedan ser invisibles para el ojo humano.

DETECTORES DE GAS

Los detectores de gas monitorean las concentraciones de gas combustible dentro de los cubículos eléctricos y los edificios del compresor para detectar fugas de la tubería y otros equipos. Los detectores de gas aseguran la seguridad de la gente y del equipo al activar una alarma si la concentración del gas combustible dentro del edificio alcanza los límites no seguros. Los detectores de gas típicamente pueden detectar gases tanto más ligeros o más pesados que el aire, de manera que ningún gas puede pasar por desapercibido. Los detectores de gas se conectan al PLC, el cual activa una secuencia de alarma y lleva a cabo otras acciones apropiadas. Cuando el nivel de gas alcanza el 20% del Límite Explosivo Más Bajo (LEL, por sus siglas en Inglés), el PLC arranca los ventiladores de ventilación, si están instalados, y activan una luz estrobo para llamar la atención a la situación . Cuando el gas alcanza

el 40% del LEL, el PLC para todas las unidades en la estación de compresión. Los detectores de gas también pueden monitorear el área por concentraciones peligrosas de gases tóxico tales como sulfuro de hidrógeno H2S. Cuando la concentración de gas tóxico alcanza los límites inseguros, tal como 10 ppm de H 2S, se manda una señal al PLC. El PLC arranca los ventiladores de ventilación, si están instalados y activan una luz estrobo para llamar la atención a la situación, y detiene la estación de compresión si es necesario.

34


1. Un sistema de sumidero es un componente necesario en una estación en caso de___.

a) b) c) d)

REVISION 3

que ocurra un incendio en la estación de compresión que se detecte gas en la estación de compresión que ocurra una fuga en la estación de compresión que no haya espacio en los tanques de almacenamiento

2. Cualquier gas en el tanque de sumidero ______.

a) b) c) d)

está contaminado y debe desecharse de manera segura va a un tanque de contaminados va a la línea principal aguas abajo de los compresores se ventila a la atmósfera

3. Una subestación eléctrica _______.

a) contiene el hardware del Sistema de Control de Ductos (PCS, por sus siglas en Inglés) b) disminuye la energía eléctrica desde las líneas de servicios a 4160V y baja la energía de voltaje c) aumenta la energía desde las líneas de servicios a 230 000V d) mantiene la energía de las líneas de servicios a una constante 4. Los interruptores automáticos _____.

a) disminuyen la energía desde la subestación a un voltaje muy pequeño b) son interruptores de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) que disminuyen la energía desde las líneas de servicios c) regulan la cantidad de corriente que fluye a través de un circuito d) son interruptores de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) que monitorean y protegen la cantidad de corriente que fluye a través de un circuito eléctrico.

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5. El dispositivo de detección de incendio que activan una alarma antes de que las flamas o las altas temperaturas activen otras alarmas es _____.

a) b) c) d)

detectores infrarrojos detectores de calor detectores de humo ojos ultravioleta de incendio

6. Los ventiladores de ventilación y las luces estrobo están activadas, y todas las unidades de compresión se paran cuando el LEL (límite explosivo más bajo) alcanza el _____.

a) b) c) d)

10% 20% 30% 40%

Las respuestas se encuentran al final de este módulo.

36


SECCION 4

SISTEMA DE CONTROL

Los Controladores de Gas operan las estaciones de compresión desde una ubicación remota usando un sistema de control de ductos. Esta sección describe el sistema de control y sus componentes en un Centro de Control y en la estación de compresión. También describe las trayectorias que siguen los comandos y los datos en el sistema, al igual que las ventajas de usar un sistema de control de ductos.

Después de esta sección, usted será capaz de completar los siguientes objetivos. • Identificar el término de sistema SCADA. • Reconocer la función y la importancia de los siguientes componentes del sistema de control: - Unidad Terminal Remota (UTR) - Controlador Lógico Programable (PLC) - Instrumentos, y - bloque Proporcional Integrada Derivativa (PID). • Resaltar los pasos para llevar a cabo un comando. • Reconocer el propósito de los límites seguros de presión.

INTRODUCCION

OBJETIVOS

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La mayoría de las estaciones de compresión son sitios sin personal.

SISTEMA SCADA Las operaciones de la estación de compresión son controladas por el Controlador de Gas desde una ubicación remota usando el sistema SCADA. El sistema de Control de Supervisión y Adquisición de Datos (SCADA) es un sistema complejo de hardware de computadora, software, medios de comunicaciones, dispositivos e instrumentos que reúnen y analizan los datos operativos y manda los reportes de vuelta al Centro de Control. Además, el sistema SCADA lleva acabo comandos emitidos por el controlador en el Centro de Control. Se describe y se explica a detalle al sistema SCADA en el

módulo - I NTRODUCCIÓN AL SISTEMA SCADA. Los comandos jerárquicos del sistema SCADA se mueven desde la parte superior de la jerarquía a la parte inferior, mientras que los Estación de Trabajo datos fluyen desde la parte inferior de la jerarquía hacia la parte Contro de superior, como se muestra en la Contral Figura 21 . Los procesadores de Nivel del Host comunicaciones (centros de envío y recepción de información) y la terminal de computadora Central CFE del Centro de Control están ubicados en el Centro de Control. Información comunicación La Unidad Terminal Remota (UTR), el Controlador Lógico Programable (PLC) y los instrumentos y dispositivos están ubicados en la estación. Los RTU Estación Controladores toman decisiones acerca de que acciones se llevarán acabo basándose en la información de los monitores en sus estaciones PLC y interfase I/O de trabajo. Campo

Instrumentos ó Dispositivos

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Figura 21 Jerarquía SCADA Los sistemas SCADA son jerárquicosesto es, un sistema SCADA está compuesto por un número de subsistemas conectados organizados unos sobre otros.


El Controlador Lógico Programable (PLC): • reúne y analiza los datos sin filtrar desde los instrumentos • transmite datos relevantes a la unidad terminal remota para su futura transmisión al Centro de Control, y • lleva a cabo las funciones de control local basándose en los datos recibidos. Un controlador lógico programabl e es una computadora especializada usada para controlar los dispositivos, recolectar datos de los instrumentos y transmitir y recibir los datos desde la UTR, la cual toma acción inmediata en una emergencia . Si se detecta un

COMPONENTES MAYORES SCADA

CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE (PLC)

incendio, el PLC para los compresores, hace paro asegurado y asila la estación de compresión, y manda una alarma al Centro de Control. El PLC sondea cada instrumento y organiza y reúne la información recibida. En algunos casos, el PLC actúa de acuerdo con la información que recibe. Por ejemplo, si un dispositivo de ojo de incendio detecta la luz ultravioleta asociada con un incendio, el PLC automáticamente inicia la secuencia apropiada de paro. También el PLC automáticamente controla los compresores, puntos de ajuste de la válvula y otras tareas de rutina. Mientras haya más de un o más PLCs para cada edificio de compresión, existe normalmente sólo una UTR para la estación de compresión entera. La Unidad Terminal Remota (UTR) es una

UNIDAD TERMINAL REMOTA (UTR)

computadora que recolecta información desde todos los PLCs en la estación de compresión . La UTR analiza y muestra en pantalla los

datos y transmite únicamente los datos importantes de vuelta al Centro de Control. El término de instrumentos se refiere a un dispositivo electrónico o mecánico que mide y registra, despliega o transmite información acerca de un aspecto simple de la operación de ductos. Los

INSTRUMENTOS

instrumentos pueden medir la temperatura, la presión, los niveles de vibración, y el estado de los equipos en las estaciones de compresión y transmiten los datos sin filtrar al PLC de la estación. Los transmisores de presión son estratégicamente colocados dentro de TRANSMISOR DE PRESION la estación de compresión para determinar las presiones de descarga y succión. Se coloca uno justamente antes de la válvula de entrada de los compresores para determinar la presión de succión y la otra se coloca directamente después de la válvula de control de descarga para determinar la presión de descarga, (ver la figura 22).

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Transmisor de Presión

Sensor de Presión

Figura 22 Transmisor de Presión Los transmisores de presión son estratégicamente colocados dentro de la estación de compresión para determinar las presiones de descarga y succión. Cada uno de estos transmisores está vinculado a un sensor electrónico de presión que responde a la presión del gas que fluye. Los transmisores descifran estas respuestas en señales eléctricas, que luego se transmiten al PLC.

PROPORCIONAL La Proporcional Integrada Derivativa (PID) es partes del sistema de INTEGRADA DERIVATIVA control que determina que tan rápido reaccionará el sistema a los (PID) cambios, tales como cambios entre los puntos de ajuste y los valores.

El bloque de PID controla las válvulas de control de presión.

PROCESADORES DE COMUNICACIONES (CENTROS DE ENVIO Y RECEPCION DE INFORMACION)

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Cuando los datos desde la UTR alcanzan al Centro de Control, estos van al Procesador de Comunicaciones (centros de envío y recepción de información) (CFE, por sus siglas en Inglés). El CFE controla todas las transmisiones que entran y salen, trasladándolas y enrutándolas al controlador que opera al ducto. Un componente de

computadora y software que controla todas las comunicaciones que entran y salen del Centro de Control desde la UTR, trasladándolas y enrutándolas a su destino apropiado.


El Controlador de Gas puede decidir arrancar una unidad de compresión en respuesta a los datos en la terminal. El SCADA lleva acabo revisiones seguras, verifica que la unidad seleccionada de compresión pueda ser arrancada, y empieza el proceso actual de llevar acabo el comando. El comando de Arranque de Unidad viaja de vuelta hacia debajo de la jerarquía en la vía del dispositivo. El control de la secuencia de arranque se lleva acabo al nivel del PLC.

LLEVAR ACABO UN COMANDO

El PLC lleva acabo tareas tales como: • apertura y cierre de válvulas • secuencias de tiempo • monitoreo y respuestas a cambios en la presión, niveles de vibración, temperatura, y • arranque y paro de las unidades de compresión. El sistema SCADA necesita información precisa acerca de las presiones de descarga y succión de los compresores durante un arranque, al igual que el estado de cada compresor a lo largo del ducto. Esta información permite al sistema SCADA asegurar que el compresor arranque de manera segura y abortar el arranque si ocurre cualquier condición no segura. Cada uno de estos transmisores está vinculado a un sensor electrónico de presión que responde a la presión del gas que fluye. Los transmisores descifran estas respuestas en señales electrónicas que luego se transmites al PLC. El PLC lee cada una de estas presiones durante una secuencia de arranque. El PLC aborta el arranque si cualesquiera límites altos o bajos del punto de ajuste se exceden. Si un compresor ya está operando y cualesquiera de las presiones exceden o están cortas de los límites de punto de ajuste, el PLC para al compresor. El PLC también monitorea la condición de los motores que impulsan a los compresores. Cada motor está protegido por relés sofisticados que monitorean la velocidad del motor, los niveles de vibración y las temperaturas. Todas estas condiciones son medidas y transmitidas al PLC. Si cualquiera condición excede los límites seguros de operación, el PLC aborta el arranque o para a los compresores si estos ya estaban operando.

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LIMITES SEGUROS DE PRESION

La computadora de nivel Central, la UTR, y el PLC están equipados para tomar acciones de protección si estos pierden la comunicación con los otros. Si ocurre una falla de comunicaciones la cual es una falla de energía en cualesquiera de las uniones de comunicación entre la Central, UTR y PLC, por lo menos uno de los otros puede

asegurar que la estación continuará operando de manera segura. La computadora de nivel Central continuamente cuestiona a la UTR. Se puede perder la comunicación por un periodo de cinco minutos antes de que se mueva la estación aguas arriba para asegurar los límites de presión. Si no hay respuesta, se inicia un procedimiento de falla de comunicaciones. Esto significa que cuando las comunicaciones con una estación se pierdan, la Central manda señales a la siguiente estación aguas arriba para moverse a un límite seguro de presión. Del mismo modo si la UTR pierde comunicación con la Central, se emite un comando a la estación para limitar las presiones a los límites seguros. Si el PLC pierde comunicación con la UTR dentro de la estación, el controlador por si mismo moverá la estación dentro de su control a límites seguros de presión.

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1. ¿Cuál de las siguientes NO es una función del sistema SCADA?

REVISION 4

a) enrutar comandos desde el Centro de Control al lugar apropiado en la estación de compresión b) mostrar en pantalla las grandes cantidades de información que entra desde varios instrumentos a la estación c) monitorear las alarmas y paro de la estación de compresión si es necesario d) disminuir la energía de la subestación 2. Los comandos mandados a la Unidad Terminal Remota (UTR) son analizados y llevados a cabo por _____.

a) b) c) d)

Dispositivos de Frecuencia Variable (VFDs) transmisores de presión Controladores Lógicos Programables (PLCs) Válvulas de Control de Presión (PCVs)

3. Los transmisores de presión Mandan información acerca de las presiones del compresor directamente ________.

a) b) c) d)

a la Unidad terminal Remota (UTR) al Controlador Lógico Programable (PLC) al Centro de Control a todos los anteriores

4. Para determinar la presión de succión, se coloca un transmisor de presión _____.

a) b) c) d)

entre al compresor y la válvula de control de presión justo después de una válvula de entrada del compresor aguas abajo de la válvula de control aguas abajo de los compresores

5. Si no se mantiene la presión dentro de los límites actuales en un compresor que está operando, el PLC _____.

a) continua operando normalmente al compresor b) para al compresor c) procesa una señal a través de una proporcional integrada derivativa (PID) a una válvula de control de presión (PCV) para cerrar de algún modo d) monitorea y registra la presión transmitida

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6. El bloque de la proporcional integrada derivativa (PID) controla _____.

a) b) c) d)

los Dispositivos de Frecuencia Variable (VFDs) la velocidad del Controlador Lógico Programable (PLC) las Válvulas de Control de Presión (PCV) las válvulas de fosa de quemado

7. Si un PLC no se puede comunicar con la UTR, el PLC _____.

a) continua operando con el último punto de ajuste dado por la UTR b) para completamente el equipo que controla c) intenta aliviar (bypass) a la UTR y se comunica directamente con la computadora Central (Host) d) mueve todo lo que controla a los límites seguros de presión Las respuestas se encuentran al final de este módulo.

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SECCION 1 - FLUJO DE GAS A TRAVES DE UNA ESTACION DE COMPRESION

• El gas que alcanza una estación de compresión primero va a las válvulas de succión y de alivio (bypass) de la estación. Las válvulas de alivio (bypass) y succión de la estación son válvulas de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) (normalmente válvulas de compuerta). Si la válvula de succión de la estación está abierta y la válvula de alivio (bypass) está cerrada, el gas fluye dentro de la estación de compresión. Si la válvula de succión de la estación está cerrada y la válvula de alivio (bypass) está abierta, el gas continúa moviéndose hacia debajo de la línea principal y no entra a la estación de compresión.

RESUMEN

• Una parte del gas puede ser desviado a través de una variedad de diferentes dispositivos de muestreo automáticos antes de entrar a la unidad de compresión vía la válvula de succión de la unidad. • Se instala una ventilación de purga en cada compresor para despresurizar al sistema en el caso de una emergencia o para propósitos de mantenimiento. La ventilación de purga permite remover al gas natural de la estación de compresión de una manera segura. • Las estaciones de compresión están equipadas con un número de dispositivos automatizados que se usan para monitorear la calidad de gas y para optimizar las operaciones de ductos. Los sistemas de muestreo de gas y los cromatógrafos de gas son ejemplos de diferentes dispositivos de muestreo automatizados. • Se lleva acabo una prueba de punto de condensación en la corriente del gas para determinar el contenido de humedad del gas. En ciertos sistemas de ductos, se usan deshidratadores de gas para remover la humedad retenida de la corriente de gas. Otra opción es un depurador de humedad de ducto. SECCION 2 - UNIDAD DE COMPRESION

• La mayoría de los ductos usan compresores centrífugos para unidades de línea principal. Los motores eléctricos y las turbinas de gas son un método común de energizar unidades de compresión. Donde aún no este disponible la electricidad o sean costos prohibitivos, las turbinas de gas son la mejor alternativa para energizar las unidades de compresión.

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• Un dispositivo de frecuencia variable le permite al controlador ajustar la presión de descarga de la estación de compresión por medio del control de la velocidad del motor eléctrico y del compresor. • El gas sale del compresor a través de una válvula de descarga. Como la válvula de succión, la válvula de descarga es una válvula de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF), tal como una válvula de compuerta o una válvula de bola. • Los compresores múltiples ordenados en una configuración en serie crean más presión de descarga que en un compresor grande sencillo. En las configuraciones en serie, los compresores están vinculados entre sí, de manera que la descarga de un compresor entra en la toma del otro. • En una configuración en paralelo del compresor, el gas que entra a la estación de compresión se divide en corrientes separadas. El gas sigue una de las corrientes a través de un compresor y luego se rejunta al gas de otro compresor y vuelve a entrar a la línea principal. Los compresores en paralelo aumentan la capacidad de flujo sobre la de un compresor sencillo, pero sólo aumenta la presión por el equivalente de un compresor sencillo. • Los golpes de ariete ocurren cuando la presión de salida del compresor es muy alta con relación al flujo a través del compresor. • Las Válvulas de Control de Presión (PCV) se usan para regular la presión del gas en el lado de descarga de las unidades de compresión. Las PCVs regulan la presión cambiando el tamaño de apertura a través de la cual los gases pasan. • Cada PCV tiene un alivio(bypass) de manera que la PCV pueda repararse o reemplazarse sin interrumpir el flujo de gas a la línea principal. • Una válvula check es una válvula automática de una vía. El gas puede fluir a través de la válvula sólo en una dirección. Las válvulas check se abren por la presión del flujo de gas. Cuando el flujo de gas es la dirección deseada cae a cero, la válvula se cierra y previene el contra flujo.

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SECCION 3 - SISTEMAS AUXILIARES DE SEGURIDAD

• Los drenajes se localizan alrededor del equipo del ducto, y capturan cualquier líquido que se filtre. Los líquidos viajan hacia abajo a los drenajes dentro de un sumidero ventilado. • El tanque de sumidero es una instalación temporal de almacenamiento para los líquidos que se fugan. • En la subestación eléctrica, un gran transformador disminuye la energía de alto voltaje para alcanzar los varios niveles de voltaje requeridos a lo largo de la estación. • Los transformadores de bajo voltaje disminuyen la energía de la subestación a voltajes menores para su uso en varios componentes electrónicos. • Los interruptores automáticos son interruptores de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) que monitorean y protegen la cantidad de corriente que fluye a través de un circuito eléctrico. Cuando fluye demasiada corriente a través del circuito, el interruptor automático automáticamente desconecta el circuito. • Una válvula de alivio de presión es una válvula de seguridad que abre automáticamente para aliviar presión en un sistema cerrado de tubería, tal como una sección aislada de tubería. • La mayoría de las mediciones de temperatura de gas se toman de manera electrónica, usando un detector termométrico de resistencia (RTD). Un RTD es una banda delgada de acero insertada a un tubo de acero o termopozo establecido en la tubería y llenado con un gas que toma la temperatura de gas que fluye a través de la tubería. • Los detectores de incendio se instalan en cualquier edificio donde haya la posibilidad de mezclas de aire-gas, y fuentes de ignición que puedan crear un incendio. Los detectores de calor monitorean el edificio por temperaturas que excedan los límites seguros de operación. Los detectores de humo a menudo pueden detectar incendios antes que otro detector de incendio, debido a que estos activan una alarma antes de que las flamas o altas temperaturas activen otras alarmas. Los "ojos ultravioleta de incendio" monitorean al área de flamas que pueden ser invisible al ojo humano. Los detectores infrarrojos también monitorean al área por calor y flamas invisibles. • Los detectores de gas monitorean concentraciones de gas tóxico y combustible para detectar fugas de la tubería o de otro equipo.

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SECCION 4 - SISTEMA DE CONTROL

• La UTR controla el flujo de información entre la estación de compresión y el Centro de Control, mandando los datos importantes de los sensores de la estación de compresión de vuelta al Centro de Control, y enruta los comandos recibidos desde el Centro de Control al destino apropiado en la estación de compresión. • Los PLCs son computadores sofisticadas basadas en instrumentos que pueden monitorear y controlar varios tipos diferentes de dispositivos al mismo tiempo, incluyendo los compresores y las válvulas, y los hace trabajar en conjunto. • Si la Central no obtiene respuesta dela UTR, se inicia un procedimiento de falla de comunicación. Cuando una cantidad preajustada de tiempo ha pasado, la computadora Central manda señales a la siguiente ubicación aguas arriba y le dice a la UTR que cambie todas sus variables de operación a puntos de ajuste seguros.

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configuración en serie

una configuración del compresor en la cual los compresores están vinculados entre sí de manera que la descarga de un compresor entre a la toma del otro en una corriente sencilla. (p. 24)

GLOSARIO

control de Supervisión y Adquisición de Datos (SCADA)

un sistema complejo de hardware de computadora, software, medios de comunicaciones, dispositivos e instrumentos que reúnen y analizan los datos operativos y manda los reportes de vuelta al Centro de Control. Además, el sistema SCADA lleva acabo comandos emitidos por el controlador en el Centro de Control. (p. 38) compresor centrífugo

un dispositivo mecánico giratorio que usa fuerza centrífuga para convertir la energía mecánica en presión y flujo. (p. 19) configuración en paralelo del compresor

una configuración del compresor donde el gas que entra a la estación de compresión se divide en dos o más corrientes. El gas sigue cada una de las corrientes a través de su compresor y luego rejunta al gas desde otras corrientes y vuelven a entrar a la línea principal. (p. 26) controlador lógico programable (PLC)

es una computadora especializada usada para controlar los dispositivos, recolectar datos de los instrumentos y transmitir y recibir los datos desde la UTR, la cual toma acción inmediata en una emergencia. Si se detecta un incendio, el PLC apaga los compresores, hace paro asegurado y aísla la estación de compresión, y manda una alarma al Centro de Control. (p.39) detector de humo

un método común de detección de incendio. (p. 34) detector de calor

un dispositivo que monitorea al edificio de temperaturas que excedan los límites seguros de operación. (p.34) detector infrarrojo (ojos ultravioleta de incendio)

un detector de incendio que monitorea el área por calor y flamas que emitan luz por debajo del espectro visible. (p.34)

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detector termométrico de resistencia (RTD)

una banda delgada de acero insertada dentro de un tubo de acero o termopozo instalado dentro del tubo. (p. 8) dispositivos de muestreo

cromatógrafos de gas y sistemas de muestreo de gas son ejemplos de diferentes dispositivos de muestreo automatizados. (p. 7) falla de comunicaciones

la cual es una falla de energía en cualesquiera de las uniones de comunicación entre la Central, UTR y PLC, (p.42) golpe de ariete

ocurren cuando la presión de salida del compresor es demasiado alta en relación con el flujo a través del compresor. (p.25) impulsor

un dispositivo giratorio que usa fuerza centrífuga para aumentar la velocidad del gas que entra al compresor. (p. 19) impulsor de frecuencia variable (VFD)

un dispositivo que ajusta la velocidad de un motor eléctrico por medio del ajuste de la frecuencia de la energía de corriente alterna (AC) usada por el motor. (p. 22) instrumentos

un dispositivo electrónico o mecánico que mide y registra, despliega o transmite información acerca de un aspecto simple de la operación de ductos. la válvula de descarga

una válvula de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF), tal como una válvula bola o de compuerta, que permite o no permite salir al gas de un compresor. (p. 24) los drenajes

son tubos ubicados alrededor del equipo del ducto para capturar a los líquidos que se fugan o drenan. (p. 30) los interruptores automáticos de circuito

son interruptores de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) que monitorean la cantidad de corriente que fluye a través de un circuito electrónico. Cuando fluye demasiada corriente a través del circuito, el interruptor automático automáticamente desconecta el circuito. (p. 31) 50


Límite Explosivo Más Bajo

un 20% del límite de nivel de gas. En este nivel, el PLC activa las luces estrobo y arranca los ventiladores de ventilación, si están disponibles. (p.34) procesador de comunicaciones (centros de envío y recepción de información) (CFE)

un proceso de software que conecta el proceso de comunicaciones SCADA al hardware de telecomunicaciones y por último al equipo de campo SCADA. (p.40) proporcional integrada derivativa (PID)

parte del sistema de control que determina que tan rápido reaccionará el sistema a los cambios, tales como cambios entre los puntos de ajuste y los valores. prueba de punto de condensación

se lleva acabo en la corriente de gas para determinar el contenido de humedad del gas. (p. 9) rampeo

proceso locuas se introduce el gas al compresor por medio del circuito de recirculación. Conforme la velocidad del compresor aumente se introduce más gas. Se usa para prevenir topes o severos cambios de presión antes de introducir el gas dentro de la línea principal. (p. 24) transformador de bajo voltaje

un transformador de corriente eléctrica que disminuye la energía desde la subestación para bajar las corrientes de voltajes para usarse por varios sistemas electrónicos de control en la estación de compresión. (p.31) transmisores de presión

transmisores basados en microprocesadores; uno está colocado justo antes de los compresores para determinar la presión de succión y otro está colocado después de la válvula de control para determinar la presión de descarga. tanque de sumidero

una instalación temporal de almacenamiento para los líquidos fugados. (p. 30)

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unidad terminal remota (UTR)

una computadora localizada en la estación de compresión, que recolecta información dada por todos los PLCs en la locación, y transmite esa información de vuelta a la computadora Central. (p. 39) válvula check

una válvula que permite fluir sólo en una dirección. (p.12) Válvula de alivio (bypass)

es una válvula de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) que permite al gas aliviar (bypass) una estación de compresión cuando se abre, y fuerza al gas a entrar a una estación de compresión cuando se cierra. Opera junto con la válvula de entrada. válvula de alivio de presión

una válvula que abre automáticamente para aliviar la presión en un sistema cerrado de tubería, cuandro de excede la resión del diseño. Estas ayudan a garantizar la seguridad del personal y la integridad del equipo, por medio del drenaje de gas extra al sistema de sumidero, si la presión aumenta más allá de los límites permisibles. (p.32) válvula de compuerta

una válvula que cierra por medio de bajar una placa plana o compuerta para bloquear el flujo de gas a través del ducto. válvula de control de presión (PCV)

una válvula que regula las presiones en las estaciones de compresión de la línea principal, restringiendo el flujo por medio del uso de una bola o tapón colocado por un actuador electro-hidráulico. (p. 10) válvula de succión

una válvula de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) que permite al gas entrar a una estación de compresión cuando abre, y obliga al gas a aliviarse (bypass) a una estación de compresión cuando cierra. Opera junto con la válvula de alivio (bypass). (p.24) Ventilación de purga

un tubo vertical, abierto a la atmósfera, conectado a una descarga del compresor por medio de una válvula. voluta

una parte especial en forma de cuerno de la carcasa del compresor en un compresor centrífugo, que disminuye la velocidad del gas y aumenta la presión del gas. (.20)

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Estaciones de Compresion

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