ESCUELA POLITÈCNICA NACIONAL
INGENIERIA EN PETRÒLEOS NOMBRE: JAIRO JAIRO HERRERA MONTES TEMA: Cálculos Hidrodinámicos Poliducto Esmeraldas-Quito MATERIA: Oleoductos y Poliductos 2017-B
El establecimiento de la situación actual de un Poliducto requiere del análisis de las condiciones geográficas y operativas en las que se encuentre el mismo, por lo que para las mismas, se considera el caso hipotético de un sistema de transporte de productos limpios (Gasolinas, Diesel, Jet A1), emplazado paralelamente al Oleoducto Transecuatoriano [1] desde la refinería Esmeraldas, hasta una Estación en la ciudad de Quito, en la zona norte del País:
Siendo éste un poliducto que se abastece de la Refinería Estatal Esmeraldas los productos que son transportados dependen de la producción de esta refinería. Como condiciones operativas, se asume una Línea actual de tubería de 16 plg de diámetro a lo largo de 252,87 Km, tiene una capacidad de 58000 BLS
Este poliducto es el más importante de todos, debido a que es el eje que abastece el sector comprendido entre las regiones de la sierra y de la costa. Los terminales, dependiendo del consumo, determinan la cantidad, tipo y días que requieren los productos. Estos productos son: diesel 1, diesel 2, súper, extra o jet fuel A1. Este dato lo envían a la Refinería para que allí se programen las partidas de cada uno de los productos a través del poliducto, ya que no es posible enviar cualquier producto en cualquier orden porque se mezclan; es por esto que por ejemplo, si se manda extra y luego se necesita diesel 2 se debe enviar entre los dos diesel 1. (Andrade, 2007) En la figura, se muestra la partida programada en la refinería. Se envía 74.000 barriles de diesel 2, luego 1.600 barriles de diesel 1, 11.100 barriles de gasolina extra, 27.700 barriles de gasolina súper y se termina con 7.400 barriles de gasolina extra
En la figura, se muestra la partida programada en el tramo Santo Domingo – Quito.
La presión máxima de descarga con la cual se puede trabajar y en ninguna hipótesis sobrepasar es de 136 kg/cm2 o 2.000 PSI. La presión mínima de succión necesaria para que los productos dentro de la tubería empiecen a fluir es de 3,45 kg/cm2 o 50 PSI. (Andrade, 2007) Existen dos tipos de estaciones, las de bombeo y las reductoras; estas estaciones se encuentran ubicadas a ciertas distancias denominadas tramos. En este caso se tiene cuatro estaciones de bombeo y una estación reductora. Las estaciones de bombeo están encargadas de enviar los productos hacia la siguiente estación; en cuanto a las reductoras, tienen la función de recibir los productos para almacenarlos en tanques y luego comercializarlos a través de los terminales. Las estaciones de bombeo y la estación reductora están a continuación y tienen las siguientes características en la tabla.
MODELAMIENTO HIDRODINÁMICO el proceso de formulación para el modelamiento hidrodinámico general, a fin de establecer las ecuaciones correspondientes. Este modelo permite, de forma generalizada, obtener la información gráfica y cuantificada en lo que concierne a las condiciones de operación, presiones de diseño, presiones máximas de operación permisibles (MAOP) en condiciones de diseño y en condiciones actuales. Pérdidas de presión Las pérdidas de presión en el comportamiento del fluido, se plantea mediante la ecuación de Darcy-Weisbach Máxima Presión de Operación Aceptable (MAOP)
La Máxima Presión de Operación Aceptable o MAOP: corresponde al límite de tolerancia sobre el cual, si la operación hidrodinámica sobrepasa este valor, se considera que el sistema se encuentra fuera de parámetros de operación segura.
A continuación la tabla de cálculos realizada en Excel: Poliducto Esmeraldas -Quito
Longitud(m) 0 100 200 300 400 500 550 600 650 750 850 950 1050 1150 1250
Longitud(km) Diámetro(plg) 253 12-16-20
Altur a(m)
HxHo
x1-x2 Lx
37 36 32 28 25 23 20 22 21 20 19 19 18 18 18
37 -1 -4 -4 -3 -2 -3 2 -1 -1 -1 0 -1 0 0
0 100 100 100 100 100 50 50 50 100 100 100 100 100 100
37 100,0049999 100,079968 100,079968 100,0449899 100,019998 50,08991915 50,03998401 50,009999 100,0049999 100,0049999 100 100,0049999 100 100
Capacidad (bls) 58000 ΔP
asumid o psi 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64
Presión psi 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82
1350 1450 1550 1650 1655 1750 1850 1942 1950 2050 2150 2250 2350 2450 2550 2650 2655 2740 2750 2850 2950 3000 3026 3030 3035 3036 3045 3046 3050 3056 3059 3066 3067 3079 3080 3081 3082 3083 3084 3150 3230 3250 3360
18 17 11 9 10 11 11 13 15 20 24 34 46 57 71 78 72 59 63 73 86 86 87 88 88 89 90 91 92 92 91 92 93 93 94 94 95 95 96 107 111 109 84
0 -1 -6 -2 1 1 0 2 2 5 4 10 12 11 14 7 -6 -13 4 10 13 0 1 1 0 1 1 1 1 0 -1 1 1 0 1 0 1 0 1 11 4 -2 -25
100 100 100 100 5 95 100 92 8 100 100 100 100 100 100 100 5 85 10 100 100 50 26 4 5 1 9 1 4 6 3 7 1 12 1 1 1 1 1 66 80 20 110
100 100,0049999 100,1798383 100,019998 5,099019514 95,00526301 100 92,02173656 8,246211251 100,124922 100,079968 100,4987562 100,7174265 100,6031809 100,9752445 100,2447006 7,810249676 85,98837131 10,77032961 100,4987562 100,8414597 50 26,01922366 4,123105626 5 1,414213562 9,055385138 1,414213562 4,123105626 6 3,16227766 7,071067812 1,414213562 12 1,414213562 1 1,414213562 1 1,414213562 66,91038783 80,09993758 20,09975124 112,8051417
17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64 17,64
908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82 908,82
En este caso puede vamos a trabajar con el diámetro de 16 pulgadas.
Nre
f
H1
Hfx
Hx
6606,477 48 6588,388 13 6588,388 11 6588,388 11 6588,388 12 6588,388 12 6588,399 51 6588,399 52 6588,399 53 6588,388 13 6588,388 13 6588,388 13 6588,388 13 6588,388 13 6588,388 13 6588,388 13 6588,388 13 6588,388 09 6588,388 12 6588,409 77 6588,389 27
0,035647 32 0,046042 58 0,196120 63 0,802620 17 0,034819 2 0,034819 2 0,034819 18 0,034819 18 0,04113
37
0
37
36,03252 76 32,27710 56 29,70107 43 25,09839 45 23,12299 31 20,13529 24 22,14759 17 21,18887 06 20,32451 03 19,36777 84 19,41104 64 18,45431 44 18,49758 25 18,54085 05 18,58411 86 17,62738 66 11,67065 47 9,713922 71 10,71608 69 11,75719 08
2,581251 92 21,98993 82 134,9901 44 7,808174 18 9,760217 73 10,73624 7 11,71226 95 14,98798 76 25,75178 22 29,18535 32 32,61892 42 36,05249 51 39,48606 61 42,91963 71 46,35320 8 49,78677 9 53,22034 97 56,65392 09 56,82572 95 60,08749 91
36,03252 76 32,27710 55 29,70055 7 25,09839 45 23,12299 31 20,13529 24 22,14759 17 21,18887 06 20,32451 03 19,36777 84 19,41104 64 18,45431 44 18,49758 25 18,54085 05 18,58411 86 17,62738 66 11,67065 47 9,713922 71 10,71608 69 11,75719 08
0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66
MAOP Hmaop(m) NOM(ps i) 1755 40,13469653 1755
39,16722398
1755
35,41180196
1755
32,83525339
1755
28,23309089
1755
26,25768951
1755
23,26998892
1755
25,28228823
1755
24,32356707
1755
23,45920673
1755
22,50247478
1755
22,54574282
1755
21,58901086
1755
21,63227891
1755
21,67554695
1755
21,71881499
1755
20,76208303
1755
14,80535108
1755
12,84861912
1755
13,85078351
1755
14,89188722
6588,388 13 6588,389 95 6588,409 05 6588,388 1 6588,388 11 6588,388 01 6588,387 96 6588,387 99 6588,387 9 6588,388 07 6588,409 15 6588,391 32 6588,408 48 6588,388 01 6588,387 93 6588,399 53 6588,405 6588,409 99 6588,409 79 6588,410 61 6588,408 87 6588,410 61 6588,409 99 6588,409 56
0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66
11,80045 88 13,84026 55 15,84372 78 20,88699 49 24,93026 29 34,97353 1 47,01679 9 58,06006 7 72,10333 51 79,14660 31 73,14876 78 60,18554 46 64,18987 25 74,23313 92 87,27640 73 87,29804 21 88,30929 21 89,31102 32 89,31318 66 90,31361 93 91,31751 33 92,31794 62 93,31967 68 93,32227 29
63,52106 29 66,67996 1 66,95478 19 70,38820 46 73,82177 56 77,25534 58 80,68891 63 84,12248 74 87,55605 76 90,98963 01 91,16151 17 94,07987 62 94,42340 46 97,85677 13 101,2903 41 103,0072 53 103,9000 43 104,0374 41 104,2091 17 104,2434 62 104,5524 65 104,5868 2 104,7241 56 104,9301 66
11,80045 88 13,84026 55 15,84372 78 20,88699 49 24,93026 29 34,97353 1 47,01679 9 58,06006 7 72,10333 51 79,14660 31 73,14876 78 60,18554 46 64,18987 25 74,23313 92 87,27640 73 87,29804 21 88,30929 21 89,31102 32 89,31318 66 90,31361 93 91,31751 33 92,31794 62 93,31967 68 93,32227 29
1755
14,93515521
1755
16,9749619
1755
18,97842435
1755
24,02169129
1755
28,06495933
1755
38,10822737
1755
50,15149541
1755
61,19476345
1755
75,23803149
1755
82,28129955
1755
76,28346439
1755
63,32024101
1755
67,32456903
1755
77,36783563
1755
90,41110366
1755
90,43273857
1755
91,44398869
1755
92,4457198
1755
92,44788319
1755
93,44831593
1755
94,45220992
1755
95,45264274
1755
96,45437342
1755
96,45696947
6588,410 21 6588,409 32 6588,410 61 6588,408 2 6588,410 61 6588,410 7 6588,410 61 6588,410 7 6588,410 61 6588,395 67 6588,392 66 6588,406 35 6588,385 21
0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66 0,061245 66
92,32357 1 93,32659 97 94,32703 25 94,33222 45 95,33265 73 95,33309 96,33352 27 96,33395 54 97,33438 8 108,3629 44 112,3975 58 110,4062 13 85,45380 6
105,0331 81 105,2735 22 105,3078 72 105,7198 74 105,7542 37 105,7885 74 105,8229 09 105,8572 45 105,8915 8 108,1575 72 110,9043 95 111,5912 71 115,3679 49
92,32357 1 93,32659 97 94,32703 25 94,33222 45 95,33265 73 95,33309 96,33352 27 96,33395 54 97,33438 8 108,3629 44 112,3975 58 110,4062 13 85,45380 6
1755
95,45826756
1755
96,46129626
1755
97,46172904
1755
97,46692102
1755
98,46735389
1755
98,46778658
1755
99,46821925
1755
99,46865194
1755
100,4690846
1755
111,4976404
1755
115,5322546
1755
113,5409093
1755
88,58850241
Longitud vs( Hmaop vs H) 4500 4000 3500
) m3000 ( H y 2500 p 2000 o a m1500 H
Longitud vs Hmaop Longitud vs H
1000 500 0 0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
Longitud (m)
Conclusiones
Los resultados de los cálculos matemáticos se pueden considerar no tan ciertos y al momento de su interpretación se puede caer en la subjetividad o confusión, por la diversidad de los mismos. Los datos se pueden obtener del emplazamiento geográfico del ducto y su Derecho de Vía es fundamental para un análisis detallado, tanto en el estudio hidrodinámico para el estado actual, como para el análisis de integridad y riesgos. En el presente trabajo se asumieron puntos de localización cada 1 kilómetro. Para una mejor determinación de las propiedades de los fluidos transportados, se hace necesaria la caracterización individual para cada caso de estudio, ya que los factores de rugosidad, de pérdidas de presión, diámetro y viscosidades, pueden influir en la pendiente del perfil.
Bibliografía Andrade, J. (2007). CONTROL Y VISUALIZACIÓN DE LAS ETAPAS DE RECEPCIÓN,. Quito.
