Estaciones de Compresion

ESTACIONES DE COMPRESION

INDICE

INTRODUCCION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Metas del Mdulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

SECTION 1 GAS FLOW THROUGH THE COMPRESSOR STATIONIntroduccin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Flujo de Gas a Traves de Una Estacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Componentes de la Estacin de Compresin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5Vlvulas de Control de Presion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Papel de Controlador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Revision 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

SECCION 2 - UNIDAD DE COMPRESIONIntroduccion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17Gas a Traves de la Unidad de Compresin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Compresores de Linea Principal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Turbina de Gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Motor Elctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Dispositivo de Frecuencia Variable (VFD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Configuraciones de Compresores en Seriey en Paralelo . . . . . . . . . . . . . . . 24Revision 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

SECCION 3 - SISTEMAS AUXILIARES DE SEGURIDADIntroduccin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Sistema de Sumidero. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Suministro Electrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Detectores de Incendio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Detectores de Gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34Revision 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

SECCION 4 - SISTEMA DE CONTROLIntroduccion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Sistema SCADA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38Componentes Majores SCADA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39Llevar Acabo un Comando . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41Limites Seguros de Presin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42Revision 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

RESUMEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

GLOSARIO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

RESPUESTAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

NOTA

El personal de operaciones utiliza una combinacin de habilidades,conocimiento, y tecnologa para alcanzar metas especficas. El objetivoclave del Programa de Entrenamiento para Controladores de GasNatural, es mejorar el entendimiento de las bases tericas para decisionesoperacionales que se toman en el trabajo todos los das. Este programade entrenamiento mejora las habilidades relacionadas con el trabajomediante el suministro de informacin relevante y actual que tiene unaaplicacin inmediata para los empleados.

La informacin contenida en los captulos es terica. La descripcin deinformacin bsica facilita el entendimiento de la tecnologa y su apli-cacin. Se han hecho todos los esfuerzos para reflejar principios cient-ficos puros en este programa de entrenamiento. Sin embargo, en algunoscasos, la teora pura presenta conflictos con la realidad prctica de lasoperaciones diarias. Nuestra ms importante prioridad durante el desar-rollo del material en el Programa de Entrenamiento para Controladoresde Gas Natural, fue su utilidad para el empleado.

ESTACIONES DE COMPRESIN

PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA CONTROLADORES DE

GAS NATURAL

2003 ENBRIDGE TECHNOLOGY INC.

Reproduction Prohibited

ENBRIDGE TECHNOLOGY INC.Suite 601, PO Box 39810201 Jasper AvenueEdmonton, AlbertaCanada T5J 2J9

Telephone +1 - 780-412-6469Fax +1 - 780-412-6460

Reference: G0204 COMPRESSOR STATIONS_es 2003

METODOS DE ESTUDIOPara que el aprendizaje de los mdulos sea ms efectivo, se sugieretener en cuenta las siguientes recomendaciones.

1. Trate de que cada periodo de estudio sea corto pero productivo (de10 a 45 minutos). Si usted ha establecido que estudiar durante loscinco das de la semana un total de dos horas por da, separe lostiempos de estudio con periodos de descanso de dos a cincominutos entre cada sesion. Recuerde que generalmente una semanade auto-estudio reemplaza 10 de horas de asistencia a clases. Porejemplo, si usted tiene un periodo de tres semanas de auto-estudio,deber contabilizar treinta horas de estudio si quiere mantener elmismo ritmo que la mayora de los programas de aprendizaje.

2. Cuando est usted estudiando, establezca conexiones entrecaptulos y tareas. Entre ms relaciones logre hacer le ser msfcil recordar la informacin.

3. Hay cuestionarios de auto-evaluacin al final de cada seccin delmdulo. Responder habitualmente estos cuestionariosincrementar su habilidad para recordar la informacin.

4. Cuando est leyendo una seccin o un mdulo, primero de unvistazo rpido a todo el material antes de comenzar la lecturadetallada. Lea la introduccin, conclusiones y preguntas al final decada seccin. A continuacin, y como una tarea separada, estudielos encabezados, grficos, figuras y ttulos. Al terminar con estaexcelente tcnica de revisin previa usted estar familiarizado conla forma en que est organizado el material. Despus de la lecturarpida continue con la lectura detallada, sta le refuerza lo queusted ya ha estudiado y adems le clarifica el tema. Mientras ustedeste realizando esta lectura detngase al final de cada sub-secciny pregntese "Que es lo que he acabado de leer?"

5. Otra tcnica de estudio til es escribir sus propias preguntasbasadas en sus notas de estudio y/o en los ttulos y subttulos delos mdulos.

6. Cuando est tomando notas en el saln de clases considere lasiguiente tcnica. Si usa un cuaderno de argollas escriba solo enlas pgina de la derecha. Reserve las pgina de la izquierda para

sus propias observaciones, ideas o reas en las que necesiteaclaraciones. Importante: escriba las preguntas que su instructorhace, es posible que usted las encuentre en el custionario final.

7. Revise. Revise. Revise. El revisar el material aumentarenormemente su capacidad de recordar.

8. El uso de tarjetas para notas le ayudar a identificar rpidamentereas en las cuales usted necesita repasar antes de un exmen.Comience por ordenar a conciencia las tarjetas despus de cadasesin de lectura. Cuando aparezca una nueva palabra, escrbala enuna cara de la tarjeta y en el reverso escriba la definicin. Esto esaplicable para todos los mdulos. Por ejemplo, simbolosqumicos/que representan; estacin terminal/defincin; una sigla(acronismo)/que significa. Una vez que haya compilado sustarjetas y se este preaparando para una prueba, ordnelas con ellado que contiene las palabras hacia arriba; pase una tras otra paraverificar si usted sabe que hay en el reverso. Se ha preguntadousted por qu gastar tiempo innecesario en significados oconceptos? Porque las tarjetas que no pudo identificar le indicanlas reas en las cuales necesita reforzar su estudio.

9. Adicionalmente estos mdulos contienen mtodos de enseanzaespecfica para ayudar a la comprensin del tema y su revisin. Enel texto, los trminos nuevos aparecen en negrilla con sudefinicin en cursillas. Estos trminos aparecen tambin en elGlosario. Para hacer relaciones cruzadas entre los trminos y susignificado, el nmero de pgina donde el trmino apareci porprimera vez en el texto aparece en las definiciones del Glosario.Las definiciones que en el Glosario no tienen ningn nmero depgina es importante de igual manera entenderlas, pero estncompletamente explicadas en otro mdulo.

Este mdulo describe el flujo de gas a travs de una estacin decompresin al mostrar el cmo las diferentes partes de una estacin decompresin trabajan en conjunto para mantener en movimiento demanera segura al gas hacia el ducto en la tasa deseada. El gas que viajadesde la estacin de origen hacia abajo del ducto pierde presin debidoa la friccin entre la pared de la tubera y del gas. Mientras ms altasea la tasa del gas, es ms afectada por la friccin y la prdida depresin es ms alta.

Las estaciones de compresin junto con los ductos minimizan oeliminan las consecuencias de prdida de presin por medio de laadicin de energa al gas. Al adicionar energa se incrementa la presindel gas en el ducto. La Seccin 1 del mdulo presenta una vista generalde una estacin de compresin tpica con su equipo, instrumentos einstalaciones.

La Seccin 2 describe a detalle los instrumentos, vlvulas y unidadesdel compresor centrfugo. Tambin examina las configuraciones delcompresor en serie y paralelo y sus implicaciones.

La Seccin 3 examina los sistemas auxiliares, de sumidero y elsuministro elctrico de la estacin de compresin. Adems, la Seccin3 da un vistazo a algunos de los sistemas de seguridad en la estacin decompresin, tales como detectores de incendio, detectores de txicos yde gas combustible, y las vlvulas de alivio de presin.

La Seccin 4 explica brevemente como el sistema de control de laestacin de compresin se adapta a la jerarqua del SCADA.

Debido a que este mdulo es una vista general, los detalles especficosde muchos componentes no se desarrollan completamente. Se proveenreferencias a mdulos especficos, de manera que usted puedaencontrar fcil y rpidamente ms informacin acerca de cada tema.

1


INTRODUCCION

2Este mdulo presenta informacin acerca de las siguientes metas. Describe la trayectoria del gas a travs de una estacin de

compresin de lnea principal. Describe el propsito, importancia y funcin de cada uno de los

componentes principales de una estacin de compresin de lneaprincipal.

Describe cmo el diseo de una estacin de compresin influye enla operacin del ducto.

FASE 1 - Comportamiento Bsico del Gas

PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA CONTROLADORES DE GAS NATURAL

METAS DELMODULO

PRERREQUISITOS

3ESTACIONES DE COMPRESION

La presin generada por las unidades de compresin, es necesariapara asegurar el flujo de gas a travs del ducto. Las estaciones decompresin estn estratgicamente colocadas a lo largo del ducto paraproveer la presin para hacer fluir el gas a la capacidad de diseo delducto. El nmero y el tamao de los compresores requeridos en unaestacin de compresin dependen en cuanta presin se requiere parasuperar las prdidas de presin entre las estaciones. A continuacin semuestran los factores principales que determinan la prdida depresin y de manera consecuente los requerimientos de la unidad decompresin: distancia presin, y volumen.

Se transporta al gas natural en un sistema subterrneo de tubera dediferentes dimetros. La fuerza que impulsa al gas es la presin, lacual se disipa de manera gradual conforme viaja a travs del ducto.Se colocan una serie de estaciones de compresin a lo largo de latrayectoria del ducto. Cada estacin tiene un nmero de compresoresgrandes que aumentan la presin del gas para empujarlo a la siguienteestacin a lo largo de la lnea.

Despus de esta seccin, usted ser capaz de completar los siguientesobjetivos. Trazar el flujo de gas a travs de la estacin de compresin. Indicar la funcin de cada uno de los componentes clave de la

estacin de compresin. Reconocer el papel de vinculacin del controlador en la operacin

de la estacin de compresin.

FLUJO DE GAS A TRAVES DE UNAESTACION DE COMPRESION

INTRODUCTION

SECCION 1

OBJECTIVOS

4PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA CONTROLADORES DE GAS NATURAL

El gas no puede continuar directamente hacia abajo del ducto y debeentrar a la estacin de compresin si las vlvulas de descarga ysuccin de la estacin estn abiertas y la vlvula de alivio (bypass)est cerrada. Esta es la configuracin normal para las estaciones decompresin. Las vlvulas de aislamiento de la estacin se dejan en laposicin de abierto incluso si todos los compresores no estntrabajando.

Bajo condiciones normales de operacin, la vlvula de alivio (bypass)de la estacin est cerrada y las vlvulas de descarga y succin de laestacin estn abiertas. El gas fluye dentro de la estacin inclusocuando los compresores no estn operando. En algunos casos, lavlvula de alivio (bypass) es una vlvula check que se mantieneapagada por la presin ms alta en al lado de descarga de la estacin.El gas fluye dentro de la estacin si uno o ms compresores estnoperando. Las dos razones principales para aliviar (bypass) unaestacin son el permitir el paro para el mantenimiento de la estacin yen una situacin de emergencia.

Las vlvulas de descarga y succin de la estacin y la vlvula dealivio (bypass) de la estacin se controlan de manera remota pormedio del Sistema SCADA y el Controlador de Gas. Las vlvulas dedescarga y de succin de la estacin se cierran automticamente y lavlvula de alivio (bypass) se abre en el caso de una emergencia.

Una vez que el gas empieza a fluir a travs de la estacin decompresin, su trayectoria exacta depende de la configuracin de lasvlvulas de la estacin y cuyos compresores estn encendidos.

En una estacin de compresin tpica el flujo de gas: fluye a travs de la vlvula de succin de la estacin puede pasar una lnea de punto de toma a un dispositivo de

muestreo puede pasar una lnea de punto de toma a una ventilacin de purga fluye a travs de o por los compresores, dependiendo de la

configuracin de la estacin fluye a travs de una vlvula de control de presin (PCV, por sus

siglas en Ingls) fluye a travs de una vlvula check, y fluye a travs de la vlvula de descarga de la estacin.

FLUJO DE GAS ATRAVES DE UNA

ESTACION

Existen tres vlvulas que permiten el flujo de gas ya sea para hacerlofluir a travs de la estacin de compresin o continuar ms all de laestacin. Tpicamente la vlvula de compuerta se usa para lasaplicaciones (ver Figura 1). Estas son la vlvula de succin de laestacin, la vlvula de descarga de la estacin y la vlvula de alivio(bypass) de la estacin. Las tres vlvulas trabajan en conjunto paradirigir el flujo dentro o alrededor de la estacin. Cuando las vlvulasde descarga y de succin de la estacin estn abiertas y la vlvula dealivio (bypass) est cerrada, el flujo de gas ser a travs de laestacin de compresin, como se muestra en la Figura 3. Y a lainversa, cuando las vlvulas de descarga y succin de la estacinestn cerradas y la vlvula de alivio (bypass) est abierta, el gasfluir ms all de la estacin de compresin, como se muestra en laFigura 4.

Figura 1Vlvula de CompuertaSe puede usar una vlvula de compuerta para la succin, descarga y alivio(bypass) de la estacin.

5


Abierto

Vstago

Sello deVstago(Empaque)

Compuerta

Chasis de la Vlvula

Anillo de Asiento y Sello de Metal a Metal

Glndula de Empaque

Flujo

Cavidad del Chasis

COMPONENTESDE LA ESTACIONDE COMPRESION

6PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA CONTROLADORES DE GAS NATURAL

Figura 2Dispositivo de Cierre de la Vlvula de Compuerta

Figura 3Distribucin de la Vlvula de Gas que Entra a una Estacin deCompresin Tpica

Vlvula deAlivio (Bypass)

Vlvula de Succin

de laEstacin

Vlvula de Descargade laEstacin

D

APAGADO /OFF APAGADO /OFF

MO MO MO MO

MOMO

MO

MO

Abierta

Abierta

AbiertaAbierta

Abierta Abierta

Cerrada

Abierta Abierta

CerradaCerrada

Cerrada

Cerrada

Cerrada

MO

Desfoguede laEstacin


Figura 4 Distribucin de la Vlvula de Gas que Alivia (Bypass) a una Estacinde Compresin Tpica Cuando las vlvulas de descarga y succin de la estacin estn cerradas ylas vlvulas de alivio (bypass) estn abiertas, el gas no puede entrar a laestacin de compresin y debe continuar hacia abajo del ducto.Normalmente se aslan las estaciones para reparacin y mantenimiento.

Las estaciones de compresin estn equipadas con un nmero dedispositivos automatizados usados para monitorear la calidad de gasy para optimizar las operaciones de ductos. Los cromatgrafos de gasy los sistemas de muestreo de gas son ejemplos de diferentesdispositivos de muestreo automatizados. Un cromatgrafo adecuadoa la tubera de la estacin de la lnea principal aguas abajo de lavlvula de succin de la estacin puede medir la temperatura,presin, contenido de humedad y contenido de la unidad trmica degas. Los puntos de toma de muestreo de gas pueden colocarse paraobtener manualmente muestras de gas para su anlisis en unlaboratorio.

Vlvula deAlivio (Bypass)

Vlvula de Succin

de laEstacin


Vlvula de Descargade laEstacin

D

MO MO MO MO

MOMO

MO

MO

AbiertaAbierta

Abierta

Abierta Abierta

Cerrada

Abierta Abierta

CerradaCerrada

Cerrada

CerradaCerrada

Cerrada

MO

DISPOSITIVOS DEMUESTREOAUTOMATICOS

8Se mide la temperatura de gas en las estaciones de compresinporque la temperatura de descarga del compresor se debe conocerpara asegurar que este dentro del rango de diseo para prevenir eldao hacia abajo de la corriente de la tubera o del revestimiento. Elgas de descarga pasa a travs de los enfriadores de gas antes de entrarnuevamente a la lnea principal con un control de enfriamientobasndose en la temperatura de descarga.

Las mediciones de temperatura se toman electrnicamente, usando undispositivo trmico resistivo. Un detector termomtrico deresistencia (RTD, por sus siglas en Ingls) es una banda delgada deacero insertada dentro de un tubo de acero o termopozo instaladodentro del tubo (ver la Figura 4). El termopozo se llena con un gasque toma la temperatura del gas que fluye a travs de la tubera.

Los cambios de temperatura en el gas causan un cambio en laresistencia elctrica del RTD. Un trasmisor en el RTD transmite laresistencia a una computadora que convierte la seal en gradosCentgrados o grados Fahrenheit. Luego la temperatura se transmite ala computadora del centro de Control donde se utiliza para losclculos.

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


Termo Pozo(puede no ser requerido en todas

las instalaciones de motor)

UnidadElectrnica Seal de Salida4-20 mA

Conducto2 Conductores

Par Protegido Retorcidos

2,3 or 4 Alambres a RTD

Alojamiento a Prueba de Explosin de Hierro Fundido

MEDICION DE LATEMPERATURA DE GAS


La condensacin en las lneas de transmisin depende de la cantidadde humedad en el aire contenido, expresada como punto decondensacin o humedad relativa, y la temperatura de aire deambiente exterior. El punto de condensacin es la temperatura en lacual las gotas de agua o cristales de hielo se condensan en unasuperficie ms fra. En otras palabras, cuando la presin parcial delvapor de agua iguala la presin parcial de saturacin del agua, lahumedad se condensa. La humedad relativa es la razn de la presinactual de vapor a la presin de vapor saturada.

Se lleva acabo una prueba de punto de condensacin en la corrientede gas para determinar el contenido de humedad del gas. En ciertossistemas de ductos se usan deshidratadores de gas para remover lahumedad retenido de la corriente de gas. Otra opcin es un depuradorde humedad de ducto.

Es necesario tener un medio seguro para despresurizar gas de latubera de la estacin en caso de un trastorno de unidad o si laestacin requiere mantenimiento. El mtodo usado es direccionar elflujo de corriente de gas a la ventilacin de purga. Una ventilacin depurga es un tubo vertical, abierto a la atmsfera, conectado a unadescarga del compresor por medio de una vlvula.

Figura 6Ventilacin de Purga

En una situacin de emergencia las vlvulas de descarga y la entradade la unidad y la estacin se cierran, la vlvula de ventilacin deemergencia se abre y se libera el gas a la atmsfera, reduciendo lapresin de lnea.

PRUEBA DE PUNTO DECONDENSACION

VENTILACION DE PURGA

10


Cuando se lleva acabo el mantenimiento en las unidades decompresin o a la tubera de la estacin, el personal demantenimiento asla la estacin de compresin, manteniendopresurizado al gas dentro de la estacin de compresin entre lavlvula de succin de la estacin y la vlvula de descarga de laestacin. Antes de comenzar los trabajos de mantenimiento, se abrela vlvula de ventilacin de purga para liberar de manera segura lapresin y eliminacin de gas.

El gas que fluye a la ventilacin de purga pasa a travs de dosvlvulas de seguridad de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF),tales como vlvulas de bola o globo. Las dos vlvulas deENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) aseguran que el gas dentro dela tubera de la estacin no alcance accidentalmente la ventilacin depurga si una de las vlvulas falla. El gas viaja de las vlvulas a travsdel tubo a la atmsfera. Cada estacin de compresin est equipadacon su propia ventilacin de purga. Esto permite la despresurizacinaislada para su mantenimiento o durante un trastorno menor de launidad o rpida despresurizacin durante un trastorno mayor de launidad.

El gas que se mueve a travs de la estacin de compresin fluye atravs del compresor y la vlvula de entrada del compresor. Una vezque el gas pasa a travs del compresor, se descarga de nuevo a lalnea principal. La lnea de descarga del compresor a la lneaprincipal contiene: vlvula de control de presin (PCV) alivio (bypass) de la PCV, y vlvula check de descarga .

El gas que sale de la unidad de compresin ha sido presurizado a lapresin requerida de la estacin por motores de velocidad fija,significando que la cantidad de presin aadida al gas por cadacompresor no puede ser variada. Para un flujo de gas ms preciso yregulacin de presin que entra a la lnea principal, el ducto usa lasvlvulas de control de presin (PCV), las cuales regulan la presinpor medio del cambio de tamao de la apertura a travs de la cualpasa el gas (ver la Figura 7).

VALVULAS DECONTROL DE

PRESION

Figura 7Vlvulas de Control de Presin (PCV)Existen varios tipos principales de vlvulas de control de presin. Aqu semuestra la vlvula de bola de estrangulacin (o tipo bola). Estas vlvulasestrangulan la presin de descarga de la estacin al operar parcialmenteabiertas o parcialmente cerradas.

Al reducir la apertura de la vlvula se restringe al flujo, se aumenta lavelocidad del gas y se disminuye la presin de descarga. Al aumentarla apertura de la vlvula se aumenta el flujo y la presin, y sedisminuye la velocidad del gas.

Cada PCV tiene un alivio (bypass) de manera que la PCV puederepararse o reemplazarse sin interrumpir el flujo de gas a la lneaprincipal (Figura 7). La vlvula de alivio (bypass) es una vlvula deENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) que permite al gas aliviar(bypass) una estacin de compresin cuando abra, y fuerza al gas aentrar a una estacin de compresin cuando se cierra.

La vlvula de alivio (bypass) opera junto con la vlvula de entrada. Elalivio de la PCV consiste en lo siguiente: un tubo que se deriva alrededor de la PCV una vlvula de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) manual en

cualquier lado de la PCV una vlvula de estrangulamiento manual en el extremo de entrada

del tubo de alivio (bypass), y una vlvula check en el lazo de alivio (bypass).

D

Apagado /Off Apagado /Off

MO MO MO MO

MOMO

MO

MO Abierta

Abierta

Abierta

Cerrada

Abierta

Abierta

AbiertaAbierta

Abierta

AbiertaAbierta

Lnea deQuemado

MO

Cerrada Cerrada

11


ALIVIO (BYPASS) DE LAVALVULA DE CONTROLDE PRESION

VALVULA CHECK DEDESCARGA

12

Cuando la PCV debe ser aliviada (bypass), el personal en sitio abremanualmente la vlvula de estrangulacin en el extremo de entradadel tubo de alivio (bypass), luego cierran las vlvulas deENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) en cualquier extremo de laPCV. Cuando las vlvulas en cualquier lado de la PCV estncerradas, el gas que sale del compresor no puede fluir a travs de laPCV. En cambio, el gas entra al tubo de alivio (bypass) y viajaalrededor de la PCV. La vlvula de estrangulamiento manual dealivio (bypass) se ajusta manualmente para proveer un nivelapropiado de estrangulamiento.

Figura 8PCV y Alivio (Bypass) Cada vlvula de control de presin tiene un alivio (bypass) de manera que laPCV puede repararse o reemplazarse sin la interrupcin del flujo de gas a lalnea principal.

Despus de la PCV, el gas fluye a travs de una vlvula check y denuevo dentro de la lnea principal. Una vlvula check es una vlvulade una va. El gas puede fluir a travs de la vlvula check solo enuna direccin. Cuando la presin del gas en el lado de aguas abajo dela vlvula check se eleva sobre la presin aguas arriba de lasvlvulas, la vlvula se cierra. No puede fluir el gas de nuevo a travsde la vlvula cuando est cerrada como se muestra en la Figura 9.

La vlvula check previene que la alta presin aguas abajo se inviertaa travs de la estacin.


Compresor de la Lnea Principal

Vlvula PC (Control de Presin)

Vlvula de Alivio(Bypass )

Flujo

13


Figura 9Vlvula CheckEl gas solo puede fluir en una direccin a travs de una vlvula check deaguas arriba a aguas abajo. La vlvula check se cierra para prevenir que elflujo de gas se invierta.

Ahora el gas ha pasado por un ciclo a travs de la estacin decompresin. El gas fluye a travs de la vlvula de aislamiento dedescarga a la lnea principal. El gas fluye hacia el ducto con laenerga aadida de presin y es capaz de mantener el volumenrequerido.

Las estaciones de compresin pueden tener una variedad deconfiguraciones del compresor, dependiendo del diseo del ducto.Estos pueden incluir diferentes taamos de compresores paradiferentes requerimientos. Los requerimientos de presin tambin sepueden alcanzar por uno o ms compresores de igual tamao en unaconfiguracin en paralelo o en serie. La presin generada de unaestacin de compresin est regulada por el Controlador odor de Gasa travs de un proceso de seleccin individual de compresores ocombinaciones de compresores que produzcan la presin requerida.La presin tambin est regulada por el uso de una vlvula de control

D


MO MO MO MO

MOMO

MO

MO Abierta

Abierta

Abierta

Cerrada

Abierta

Abierta

AbiertaAbierta

Abierta

AbiertaAbierta

Lnea deQuemado

MO

Cerrada Cerrada

DESCARGA

PAPEL DELCONTROLADOR

14


de presin (PCV), o un dispositivo de frecuencia variable (VFD, porsus siglas en Ingls). La PCV o el VFD restringen la cantidad depresin descargada de los compresores a un valor de punto de ajusteseleccionado por el controlador. El reto para el Controlador de Gas esmantener el volumen y las presiones requeridas mientras se minimizala cantidad de energa usada.

El Centro de Control es ubicado remotamente de las estaciones decompresin. Cuando un controlador arranca o para los compresores,o cierra y abre las vlvulas, estas acciones se llevan acabo de maneraremota a travs de un sistema Control de Supervisin y Adquisicinde Datos (SCADA, por sus siglas en Ingls). El controladormonitorea las pantallas de computadora, y usa la informacindesplegada para decidir las acciones a llevar acabo.

Cuando se requieren cambios del punto de ajuste, tales como unpunto de ajuste de descarga de la estacin, el Controlador de Gasiniciar el comando apropiado para cambiar el ajuste de presin. Unavez que el Controlador haya ingresado el cambio, los sistemas localesde la computadora de la estacin tomarn control para desempearrealmente el cambio del punto de ajuste, por medio de la verificaciny ajuste de la posicin de la PCV, o cambiando la salida del VFD,hasta que se logre el nuevo punto de ajuste.

15


1. El propsito principal de una estacin de compresin es________. a) monitorear la presin del ducto b) medir el flujo en el ducto c) compensar por las prdidas de presin d) probar la densidad del gas en el ducto

2. El gas viaja ms all de una estacin de compresin sinentrar cuando ________. a) la vlvula de succin de la estacin de compresin est

abierta y la vlvula de alivio (bypass) est cerrada b) las vlvulas de descarga y succin de la estacin estn

cerradas y la vlvula de alivio (bypass) est abierta c) ambas vlvulas de alivio (bypass) y la de succin de la

estacin de compresin estn abiertas d) ambas vlvulas de alivio (bypass) y la de succin de la

estacin de compresin estn cerradas

3. El dispositivo usado para medir la temperatura del gas sellama _____. a) densitmetrob) termopozo c) detector termomtrico de resistencia (RTD)d) transductor

4. ____________ son ejemplos de diferentes dispositivos demuestreo automatizado a) los sistemas de muestreo de gas b) los cromatgrafos de gas c) a y b d) ninguno de los anteriores

5. La condensacin en las lneas de transmisin depende de lacantidad de humedad en el aire contenido, expresada comopunto de condensacin o humedad relativa, y la temperaturade aire de ambiente exterior. a) verdadero b) falso

REVISION 1

16


6. El propsito de una ventilacin de purga es _______. a) permitir la remocin de gas de una estacin de compresin y

eliminarlo de manera segura b) almacenar gas hasta que pueda regresarse a la lnea principal c) probar la inflamabilidad de un gas d) proveer una ubicacin donde se prueben los mtodos de

extincin de fuego

7.Una presin de descarga de la estacin de compresin seinstala por medio del ajuste de __________. a) la vlvula de control de presin (PCV)b) la vlvula de alivio de presin c) la vlvula de descarga d) la vlvula de succin

8. Una vlvula check ______. a) permite al gas viajar libremente en ambas direcciones a travs

de un tubo b) solo permite al gas viajar en una direccin a travs de un tubo c) cierra cuando la presin de lnea es muy alta d) verifica la lnea de temperaturas sobre los lmites seguros de

operacin

9. Una vlvula de control de presin puede ser aliviada(bypass) si es necesario a travs de ________. a) cerrar manualmente las vlvulas de ENCENDIDO/

APAGADO (ON/OFF) en cualquier extremo de la PCV yabriendo la lnea de alivio (bypass)

b) cerrar manualmente la vlvula de ENCENDIDO/ APAGADO(ON/OFF) en el extremo de entrada de la lnea de alivio(bypass)

c) cerrar remotamente la vlvula de control de presin d) cerrar remotamente las vlvulas de ENCENDIDO/

APAGADO (ON/OFF) en cualquier extremo del a PCV

Las respuestas se encuentran al final de este mdulo.

17


El propsito de una estacin de compresin es aadir energa a lacorriente de gas y compensar las prdidas de presin debido a ladistancia entre las estaciones de compresin. La energa se convierteen presin y se transfiere al gas por medio de la unidad decompresin. Esta seccin provee una introduccin general a loscompresores centrfugos y explica como estn configurados.

Los componentes principales de una unidad de compresin tpica son: las vlvulas de succin y descarga el compresor centrfugo el motor para energizar al compresor, y el dispositivo de frecuencia variable (VFD, por sus siglas en

Ingls) y otros motores.

Despus de esta seccin, usted podr completar los siguientesobjetivos. rastrear el flujo de gas dentro y fuera de las unidades de

compresin de la lnea principal. Identificar la secuencia de operacin de un compresor centrfugo. Identificar los motores usados para energizar los compresores del

ducto. Diferenciar entre la operacin de las vlvulas de succin y

descarga de la unidad de compresin. Identificar las caractersticas de operacin de las unidades de

compresin con configuracin en serie. Identificar las caractersticas de operacin de las unidades de

compresin con configuracin en paralelo.

UNIDAD DE COMPRESION

INTRODUCCION

OBJETIVOS

SECCION 2

18


La mayora de las estaciones de compresin de turbina de gas tienenms de una unidad de turbina, normalmente entre dos y cuatro,operando en modo paralelo o en serie. Estos compresores interactanunos con otros para mantener un flujo y presin especfica usando unesquema compartido de carga. A menudo se usan las unidades decompresin de repuesto para proveer una disponibilidad adicional, enlugar de una habilidad de control extra de la presin y el flujo delgas.

La trayectoria que tome el gas a travs de una instalacin de estacinde compresin depende de los requerimientos totales de demanda yentrega que determinan los requerimientos de presin y flujo.Durante la demanda mxima todas las unidades de compresinnormalmente estn operando y la corriente de gas fluye a travs de laconfiguracin entera de tubera de la estacin. Durante periodos debaja demanda, se puede sacar la compresin de la lnea si no serequiere. Las unidades de compresin se despresurizan si se sacan dela lnea y se alivian (bypass) hasta que se requieran nuevamente.

Las vlvulas de succin y descarga permanecen cerradas cuando launidad de compresin no est operando. Siempre se enciende a launidad de compresin en recirculacin cuando se vuelva a ponernuevamente en lnea al compresor. Esto permite un tiempo al equipopara levantarse a la velocidad meta y a la presin de salida. El ciclode arranque es tambin el momento cuando el compresor es mssusceptible a un golpe de ariete (la pgina 25 paramas informacida).A una condicin de golpe de ariete se controla de mejor mientras esten modo de recirculacin.

El flujo de gas a travs del compresor es el mismo sin importar elservicio cuando la unidad se ponga en lnea. El gas fluye a travs delas vlvulas de aislamiento de compresin al compresor, donde supresin se aumenta. El gas descargado fluye a travs de la vlvula deaislamiento de descarga (ver Figura 10). No puede fluir nada de gas atravs de la vlvula check entre los lados de succin y descarga de launidad, debido a que la ms alta presin en el lado de descargamantiene cerrada a la vlvula check.

GAS A TRAVES DELA UNIDAD DECOMPRESION

19


Figura 10Flujo a travs de la Estacin con Compresor en Lnea El gas fluye a travs de las vlvulas de succin del compresor, donde supresin se aumenta. El gas descargado entonces fluye a travs de la vlvulade descarga. No puede fluir nada de gas a travs de la vlvula check entrelos lados de succin y descarga de la unidad, debido a que la ms altapresin en el lado de descarga mantiene cerrada la vlvula check.

El gas fluye a travs de la vlvula de succin al compresor. Elcompresor provee presin aadida al gas para asegurar que el gasviaje hacia abajo del ducto a la presin adecuada. La mayora de losgasoductos usan compresores centrfugos para las unidades de la lneaprincipal. Un compresor centrfugo es un dispositivo mecnicogiratorio que usa fuerza centrfuga para convertir la energamecnica en presin y flujo (ver la figura 11).

El gas entra al compresor en la admisin y viaja al impulsor. Elimpulsor giratorio causa que el gas gire con l y la fuerza centrfugaempuja hacia afuera al gas, lejos del ojo del impulsor. Conforme elgas viaja hacia afuera la punta de las aletas del impulsor, su velocidadaumenta. La fuerza centrfuga finalmente empuja el gas lejos de lapunta del impulsor a altas velocidades.

COMPRESORESDE LINEAPRINCIPAL

D

APAGADO /OFF ENCENDIDO /ON

MO MO MO MO

MOMO

MO

MO

MO Abierta

Abierta

Abierta

Cerrada

Cerrada

Cerrada

Cerrada Cerrada

Cerrada

Abierta

Abierta

Abierta Abierta

Abierta


20


El gas entra a una parte especial en forma de cuerno de la carcasadel compresor llamada la voluta. Conforme el gas viaje a travs dela voluta, el dimetro en aumento de la voluta causa que el gaspierda velocidad. La disminucin de la velocidad significa unaumento proporcional en la energa potencial que corresponde a lapresin. El gas sale de la voluta con energa aadida en forma depresin, pero con una velocidad mucho ms baja. Para informacinms detallada acerca de los compresores de lnea principal ver elmdulo de COMPRESOR DE GAS NATURAL.

Figura 11Compresor Centrfugo CB

La turbina de gas es el motor impulsor por seleccin de muchoscontroladores de ductos. La conveniencia de bajo mantenimiento,abastecimiento econmico de gas combustible desde la corriente delducto, bajas emisiones y disponibilidad de energa pura lo hacen muyatractivo para la industria.

La turbina de gas es capaz de operar a velocidades mucho ms altasque el motor de combustin interna o el motor electrnico.Velocidades mayores a 24,000 rpm no son poco comunes. La entregade energa de la turbina de gas depende de la velocidad y el torque.Si la energa requerida de un motor es constante, el torque disminuyeconforme la velocidad aumenta. Se requieren partes ms fuertes ygrandes cuando el torque es mayor. Por lo tanto los motores de altasrpm son mucho ms pequeos. La turbina de gas requiere menosespacio fsico que un motor de combustin interna de mucho menosenerga.

Existen varias variaciones de turbina de gas. Las ms comunes sonde configuraciones de dos ejes y de eje sencillo, que tienen suspropias caractersticas y aplicaciones particulares. Un diseo de dosejes es muy comn para compresores de gas, (como se muestra en la

TURBINA DE GAS

21


Figura 12). En este diseo, existen dos turbinas. Una turbina daenerga al compresor del motor y la otra turbina impulsa al compresorexterno con un eje externo.

Figura 12Diagrama Conceptual del Motor de Compresor de Turbina de Gas deDos Ejes Se descarga aire desde el compresor dentro de la cmara de combustin, ocombustor, donde se inyecta combustible y se enciende la mezcla. Seexpanden los gases de combustin a lo largo de una turbina para impulsar elprimer eje y para impulsar las turbinas de energa. Las turbinas de energaimpulsan el compresor de gas a travs del segundo eje.

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

Figura 13La Turbina de GasCoberra

Entrada de AireCompresor

de Aire

GasCaliente

TurbinasElctricas Rotor

Succin

DescargaEscape

Cmara deCombustin

Combustible de Gas

22


Existen muchos tipos diferentes de compresores y motores usados enla industria de ductos. Los motores elctricos son un mtodo deseablepara dar energa a las unidades de compresin si la electricidad estdisponible a un costo razonable. Los motores elctricos producenenerga mecnica sin contaminar y tienen un mantenimientorelativamente bajo (ver la Figura 14) .

Figura 14Motor Elctrico Los componentes principales de un motor elctrico tpico de AC(corrientealterna) de tres fases.

En estaciones de compresin equipadas con motores de impulsoelctrico, la presin de descarga se ajusta por medio del control de lavelocidad del motor elctrico que impulsa la unidad de compresinusando un motor de frecuencia variable. Un impulsor de frecuenciavariable (VFD) controla la velocidad del motor por medio del ajustede la frecuencia de la energa de corriente alterna (AC) que ingresaal motor.

La presin de descarga del compresor se controla por la vlvula decontrol de presin (PCV) en estaciones equipadas con compresoresimpulsados por turbina de gas o alternativa.

MOTOR ELECTRICO

DISPOSITIVO DEFRECUENCIA

VARIABLE (VFD)

Centro del EstatorEstatorRotor deAcero Laminado

Bobinajedel Estator Ventilador Externo

Encuadre deHierro Fundido

Broquel Final

Eje

Chumaceras

Encerramiento

23


Algunos de los beneficios de usar los dispositivos de frecuenciavariable 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 ms baja es la velocidad, ms larga es lavida), y

se recuden posibles golpes de ariete de variaciones temporalesdebido al arranque controlado.

Una vlvula de control desperdicia energa hidrulica. Un dispositivode frecuencia variable regula la cantidad generada de energahidrulica. La diferencia entre una PCV y un VFD puede compararse ala de un automvil, si usted lo opera de manera continua aestrangulacin completa mientras intenta controlar la velocidad delautomvil con el freno es como la operacin de la PCV. Al otrolado, aloperar un automvil con los frenos completamente liberados, usando lavelocidad del motor para controlar la velocidad del vehculo es como laoperacin del VFD. Para una revisin ms detallada del VFD, referirseal mdulo de DISPOSITIVOS DE FRECUENCIA VARIABLE - ELECTRICO en elPrograma de Capacitacin de Operacin de Ductos.

Figura 15Vlvulas de Descarga de la Unidad de Compresin

D


MO MO MO MO

MOMO

MO

MO Abierta

Abierta

Abierta

Cerrada

Abierta

Abierta

AbiertaAbierta

Abierta

AbiertaAbierta

Lnea deQuemado

MO

Cerrada Cerrada

24


El gas que entra a la unidad de compresin a travs de la vlvula desuccin. La vlvula de succin es una vlvula de compuerta o unavlvula de bola de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) de una solava. Si la vlvula est abierta, el gas fluye dentro de la unidad decompresin. Si la vlvula est cerrada, no puede entrar nada de gas alcompresor.

En una secuencia estndar de arranque las vlvulas de succin ydescarga siempre estn abiertas, y se cierran conforme se para launidad.

El gas sale de la unidad de compresin a travs de la vlvula dedescarga. La vlvula de descarga es una vlvula de bola o decompuerta de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF). Las vlvulas desuccin y descarga deben estar abiertas para todos los arranques delcompresor. Se introduce el gas al compresor por medio del circuitode recirculacin. Conforme la velocidad del compresor aumente seintroduce ms gas. Este proceso se conoce como rampeo de presin.Se usa para prevenir topes o severos cambios de presin antes deintroducir el gas dentro de la lnea principal.

La configuracin del compresor en una estacin es tpicamente uncompresor por cada lnea principal. En algunas circunstancias, uncompresor puede dar servicio a ms de una lnea dependiendo de losrequerimientos de demanda. Otros escenarios de configuracin decompresores incluyen la operacin en serie y en paralelo.

Cuando una estacin de compresin tiene ms de un compresor, seusan las configuraciones en serie y en paralelo.

La configuracin en serie significa que el gas fluye desde ladescarga de una unidad de compresin a la succin de la siguienteunidad de compresin en una corriente sencilla. Los ductos usanseries de configuraciones de compresin de una manera queaumenten la presin de descarga del gas que sale de la estacin sinaumentar mucho la descarga de succin requerida de aguas arriba.Esto evita el golpe de ariete en estaciones de compresin donde lapresin del gas entrante tiende a ser ms bajo.

CONFIGURACIONESDE COMPRESORES

EN SERIE Y ENPARALELO

CONFIGURACION ENSERIE

25


Los golpes de ariete ocurren cuando la presin de salida delcompresor es demasiado alta en relacin con el flujo a travs delcompresor. El flujo puede cambiar rpidamente donde haya uncambio repentino en la carga del que el compresor espera entregar. Sino se controla el golpe de ariete se puede destruir al compresor. Sedisea una estrategia de control contra los golpes de ariete, paraproteger un compresor de estos golpes de ariete. Los mtodos tpicospara lograr el control de golpes de ariete son ya sea un desfogue a laatmsfera o un circuito de recirculacin desde la salida a la entradadel compresor. La estrategia de control contra el golpe de ariete estestrechamente integrada con la estrategia de control de carga delcompresor.

Los compresores mltiples ordenados en una configuracin en seriecrean ms presin de descarga y menos presin de succin requeridaque en un compresor grande sencillo. La baja presin de succin deuna configuracin en serie relativa a la presin de descarga ayuda aprevenir el golpe de ariete en el compresor. En configuraciones enserie, los compresores estn vinculados en conjunto, de manera que ladescarga de un compresor entra a la succin del siguiente, como semuestra en la Figura 16. Tal combinacin tiene un efecto acumulativoen las presiones generadas.

Figura 16Flujo de Gas a travs de una Configuracin en Serie del Compresor Cuando los compresores estn ordenados en una configuracin en serie, lasalida de presin es acumulativa. Para encontrar la presin total, aadir lapresin de entrada de la salida del Compresor 1 a las salidas del Compresor2 y 3 como se requiera.

Compresor 1 Compresor 2 Compresor 3

GOLPES DE ARIETE

26

En la configuracin en serie, como se muestra en la Figura 17, el gasfluye a travs de un compresor, luego al siguiente. En laconfiguracin en paralelo del compresor, el gas se divide en dos oms corrientes. Cada corriente fluye a travs de slo un compresor.Despus de haberse descargado desde sus respectivos compresores,las dos corrientes fluyen dentro de un cabezal donde son renen.

Figura 17Configuracin Simple en Paralelo El efecto del gas comprimido es muy diferente para una configuracin enparalelo de lo que es para una configuracin en serie. En una configuracinen serie, las presiones son acumulativas. En una configuracin en paralelo,la salida total de presin es igual a la de un compresor, y las capacidadesson acumulativas.


CONFIGURACION ENPARALELO

27


1. La funcin de una vlvula de succin del compresor de lneaprincipal es la de _____. 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 presin en un sistema de ductos cerrado d) mantener libre al gas de contra flujo

2. La mayora de los ductos usan compresores _______ paralas unidades de lnea principal. a) centrfugos b) de desplazamiento positivo c) giratorios d) mbolo

3. El propsito del impulsor es _______. a) determinar el tipo de producto en el ducto b) aumentar la velocidad del gas por medio de su rotacin c) medir la temperatura del gas d) medir la densidad del gas

4. Despus de salir del impulsor, el gas viaja a travs de lavoluta donde su _____.a) velocidad y presin aumentan b) velocidad disminuye y la presin aumenta c) velocidad y presin reducen d) velocidad aumenta y la presin disminuye

5. Despus de pasar a travs de la voluta, el gas sale de launidad de compresin a travs de _______. a) la vlvula de control de presin b) la vlvula check c) la vlvula de succin d) la vlvula de descarga

REVISION 2

28


6. Un dispositivo de frecuencia variable (VFD) ______. a) controla la presin de descarga de la unidad de compresin

por medio de la disipacin de la energa hidrulica b) varia la frecuencia de tiras de metal de vibracin en un

densitmetro c) controla la presin de descarga de la unidad de compresin

por medio de la variacin de la velocidad del compresor y elmotor

d) ajusta la vlvula de control de presin por medio de unaligera apertura y cierre de la misma

7. Los golpes de ariete ocurren cuando la presin de salida delcompresor es demasiado alta con relacin al flujo a travsdel compresor. a) Verdadero b) Falso

8. En una configuracin en serie del compresor _______. a) los compresores estn vinculados en conjunto y se aade

velocidad al gas en etapas b) los compresores estn vinculados en conjunto y el

rendimiento del compresor se aumenta en etapas c) el gas fluye desde la descarga de un compresor a la succin

del siguiente d) TANTO el rendimiento como la presin del compresor se

aumentan en etapas


29


Las unidades de compresin usadas para sostener el flujo y la presinde un ducto tienen sistemas extensos de soporte que mantienen unambiente aceptable de operacin. Esta seccin habla de dos sistemasauxiliares: el sistema de sumidero y el sistema elctrico de la estacinde compresin. El sistema de sumidero se usa para recolectar loslquidos que se drenan o fugan de la estacin de compresin. Elsistema elctrico abastece a la estacin de compresin una grancantidad de energa requerida para operar la estacin.

Esta seccin habla de los sistemas principales de seguridad de laestacin, incluyendo las vlvulas de alivio de presin y los sistemasde deteccin de incendio y gas.

Despus de esta seccin, usted ser capaz de completar los siguientesobjetivos. Identificar la funcin de los componentes principales de la

estacin de compresin tales como: tanque de sumidero - subestacin elctrica - transformadores de bajo voltaje, e - interruptores automticos.

Reconocer las caractersticas principales de seguridad de unaestacin de compresin: - vlvulas de alivio de presin - detectores de incendio, y - detectores de gas.

SISTEMAS AUXILIARES DESEGURIDAD

SECCION 3

INTRODUCCION

OBJETIVOS

30


Los productos lquidos y las fugas de humedad del equipo deprocesos y recoleccin requerida. Estos productos pueden venir deuna variedad de fuentes, incluyendo: drenaje de trampas, manifolds (peines), y medidores drenaje de la tubera y equipo descarga de vlvula de alivio de presin fuga del sello del compresor fuga de la vlvula de la unidad de compresin (durante el

mantenimiento del compresor).

Cada estacin de compresin tiene un sistema de sumidero pararecolectar los lquidos de cualquiera de las fuentes antesmencionadas. El sistema de sumidero consiste de drenajes y untanque de sumidero ventilado.

Los drenajes son tubos ubicados alrededor del equipo del ducto paracapturar a los lquidos. Los lquidos viajan hacia abajo de losdrenajes dentro del sumidero.

El tanque de sumidero es una instalacin temporal dealmacenamiento para los lquidos fugados o drenados. Cualquier gasacumulado en el sumidero es ventilado a la atmsfera. Se debe limpiarregularmente el sumidero usando un camin de vaco con productotratado y dispuesto de acuerdo a la legislacin de manejo de desechos.

El equipo y los requerimientos elctricos tpicos de una estacin decompresin incluyen lo siguientes: lneas de servicios de energa una subestacin elctrica lneas internas de energa transformadores de bajo voltaje, e interruptores automticos de circuito.

La electricidad viene a la estacin directamente desde las lneas deservicios en altos voltajes entre 72,000 V 230,000V, dependiendode los requerimientos y la ubicacin de la estacin de compresin.Un gran transformador en la subestacin elctrica disminuye elvoltaje o en otras palabras, lo transforma para alcanzar losrequerimientos de la estacin (ver la Figura 18). Algunos motoreselctricos que dan energa a los compresores de lnea principalrequieren 4160V. La mayora de los otros equipos en la estacinrequieren ya sea entre 120V 480V de energa.

SISTEMA DESUMIDERO

DRENAJES

TANQUE DE SUMIDEROY COMPRESOR

SUMINISTROELECTRICO

31


Figura 18Sistema Elctrico La corriente entra a la estacin directamente desde las lneas de serviciotpicamente a 72 000V 230 000V, dependiendo de la ubicacin y losrequerimientos de la estacin de compresin. En la subestacin elctrica, ungran transformador disminuye parte de esta para alcanzar los varios nivelesrequeridos a lo largo de la estacin.

Los motores elctricos consumen grandes cantidades de energadebido al enorme volumen de gas que estos mueven entre lasestaciones. El arrastre de corriente durante los primeros segundos delarranque es extremadamente alto debido al tamao del motor delcompresor y todas las partes removibles. Los motores elctricos delcompresor de la lnea principal nunca se arrancan de manerainnecesaria debido al consumo de energa y al costo prohibitivo. Estaes una de las razones principales de las compaas de ductos por lacual han elegido el uso de turbinas de gas como transportadoresprincipales del compresor.

Los transformadores de bajo voltaje disminuyen la energa desde lasubestacin para bajar los voltajes para usarse por varios sistemaselectrnicos de control en la estacin de compresin, tales como lainstrumentacin de la estacin, y detectores de gas e incendio.

Los interruptores automticos de circuito son interruptores deENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) que monitorean la cantidad decorriente que fluye a travs de un circuito electrnico. Cuando fluyedemasiada corriente a travs del circuito, el interruptor automticoautomticamente desconecta el circuito. Los interruptoresautomticos protegen al equipo elctrico de ser daado debido a laalta corriente. Los interruptores automticos tambin protegen a laestacin de compresin de incendios causados por una corrienteexcesiva que sobrecaliente un circuito.

4160V

Transformador

Cables Elevados

72 000Vo

230 000VEdificio de Mecanismo de Cambio

Elctrico

32


La estacin de compresin est protegida por docenas de sistemas deseguridad, arreglos de "falla segura" y sistemas redundantes. Estaseccin revisa los sistemas de seguridad que protegen al pblico,empleados, edificios y equipos de peligros de explosin e incendio,incluyendo: vlvulas de alivio de presin sistema de deteccin de incendio, y sistema de deteccin de gas.

Se puede aislar al gas en una seccin cerrada de tubo en varioslugares en la estacin de compresin. Si se asla al gas en una lneacerrada y la temperatura aumenta, tambin puede aumentar la presin.Se instalan las vlvulas de alivio de presin como una precaucin deseguridad en ubicaciones estratgicas en la tubera de una estacin decompresin.

Una vlvula de alivio de presin es una vlvula que abreautomticamente para aliviar la presin en un sistema cerrado detubera cuando se exceda la presin de diseo (ver la Figura 19). Lasvlvulas de alivio de presin ayudan a garantizar la seguridad delpersonal y la integridad del equipo, por medio de la ventilacin delgas presurizado a la atmsfera en caso de que la presin aumente msall de los lmites permisibles.

Las vlvulas de alivio de presinresponden automticamente a la lnea depresin sobre los lmites permisibles deoperacin. La vlvula abre, liberando lapresin desde la lnea hasta que lapresin este dentro de los lmitespermisibles, luego cierraautomticamente.

El punto de ajuste de la vlvula de aliviode presin se ajusta al lmite mximosuperior sobre la presin normal deoperacin, de manera que la vlvula dealivio de presin slo abra si ocurre unaverdadera emergencia. Para una mayorinformacin acerca de las vlvulas dealivio de presin ver el mdulo deVLVULAS DE ASIAMIENTO Y BLOQUEO.

VALVULAS DE ALIVIODE PRESION

Puerto deEscape

Puerto dePresin

Figura 19Vlvula de Alivio de Presin

33


Usualmente las vlvulas de alivio de presin tienen resorte integrado.Cuando la presin en la lnea es lo suficientemente alta, comprime alresorte y la vlvula se abre para liberar gas a la atmsfera (ver laFigura 20). Cuando se haya liberado suficiente gas para reducir lapresin por debajo del punto de ajuste de la vlvula, el resorteempuja la pieza de cierre a su lugar para cerrar la vlvula.

Figura 20Sistema de Alivio de Presin Cuando las vlvulas de alivio de presin abren, estas deben ventilar a laatmsfera.

Se instala la deteccin de incendio en cualquier edificio donde hayala posibilidad de que una mezcla de aire-gas pueda incendiarse ycausar un incendio. Todos los edificios de las estaciones decompresin tienen la deteccin de incendio debido al peligro querepresenta el gas natural. La deteccin de incendio est conectada alControlador Lgico Programable (PLC, por sus siglas en Ingls) dela estacin, el cual toma una accin inmediata en una emergencia. Sise detecta un incendio, el PLC apaga los compresores, hace un paroasegurado y asla la estacin de compresin, y manda una alarma alCentro de Control.

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

Lnea Principal

AlAlmacenamientoNGL

Opcional

Vlvula de Alivio dePresin

Disco deRuptura

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

C.S.O.

Monitorde Flujo

DETECTORES DEINCENDIO

34


Los detectores de calor monitorean al edificio de temperaturas queexcedan los lmites seguros de operacin. Los detectores de calortambin monitorean al edificio de tasas de aumentos de temperaturaque excedan los lmites seguros de operacin. Esto significa que an sila temperatura en el edificio est por debajo de la mxima operacinsegura, pero est elevndose rpidamente, se activa la alarma.

Los detectores de humo son un mtodo comn de deteccin deincendio. Los detectores de humo a menudo pueden detectar losincendios antes que otro detector de incendio debido a que activanuna alarma antes de que las flamas o las altas temperaturas activenlas otras alarmas.

Los ojos ultravioleta de incendio y los detectores infrarrojosmonitorean el rea de flamas que puedan ser invisibles para el ojohumano.

Los detectores de gas monitorean las concentraciones de gascombustible dentro de los cubculos elctricos y los edificios delcompresor para detectar fugas de la tubera y otros equipos. Losdetectores de gas aseguran la seguridad de la gente y del equipo alactivar una alarma si la concentracin del gas combustible dentro deledificio alcanza los lmites no seguros. Los detectores de gastpicamente pueden detectar gases tanto ms ligeros o ms pesadosque el aire, de manera que ningn gas puede pasar por desapercibido.Los detectores de gas se conectan al PLC, el cual activa unasecuencia de alarma y lleva a cabo otras acciones apropiadas.

Cuando el nivel de gas alcanza el 20% del Lmite Explosivo MsBajo (LEL, por sus siglas en Ingls), el PLC arranca losventiladores de ventilacin, si estn instalados, y activan una luzestrobo para llamar la atencin a la situacin. Cuando el gas alcanzael 40% del LEL, el PLC para todas las unidades en la estacin decompresin.

Los detectores de gas tambin pueden monitorear el rea porconcentraciones peligrosas de gases txico tales como sulfuro dehidrgeno H2S. Cuando la concentracin de gas txico alcanza loslmites inseguros, tal como 10 ppm de H2S, se manda una seal alPLC. El PLC arranca los ventiladores de ventilacin, si estninstalados y activan una luz estrobo para llamar la atencin a lasituacin, y detiene la estacin de compresin si es necesario.

DETECTORES DE GAS

35


1. Un sistema de sumidero es un componente necesario en unaestacin en caso de___. a) que ocurra un incendio en la estacin de compresin b) que se detecte gas en la estacin de compresin c) que ocurra una fuga en la estacin de compresin d) que no haya espacio en los tanques de almacenamiento

2. Cualquier gas en el tanque de sumidero ______. a) est contaminado y debe desecharse de manera segura b) va a un tanque de contaminados c) va a la lnea principal aguas abajo de los compresores d) se ventila a la atmsfera

3. Una subestacin elctrica _______. a) contiene el hardware del Sistema de Control de Ductos (PCS,

por sus siglas en Ingls) b) disminuye la energa elctrica desde las lneas de servicios a

4160V y baja la energa de voltaje c) aumenta la energa desde las lneas de servicios a 230 000Vd) mantiene la energa de las lneas de servicios a una constante

4. Los interruptores automticos _____. a) disminuyen la energa desde la subestacin a un voltaje muy

pequeo b) son interruptores de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF)

que disminuyen la energa desde las lneas de servicios c) regulan la cantidad de corriente que fluye a travs de un

circuito d) son interruptores de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF)

que monitorean y protegen la cantidad de corriente que fluyea travs de un circuito elctrico.

REVISION 3

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5. El dispositivo de deteccin de incendio que activan unaalarma antes de que las flamas o las altas temperaturasactiven otras alarmas es _____. a) detectores infrarrojos b) detectores de calor c) detectores de humo d) ojos ultravioleta de incendio

6. Los ventiladores de ventilacin y las luces estrobo estnactivadas, y todas las unidades de compresin se parancuando el LEL (lmite explosivo ms bajo) alcanza el _____. a) 10%b) 20%c) 30%d) 40%


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Los Controladores de Gas operan las estaciones de compresin desdeuna ubicacin remota usando un sistema de control de ductos. Estaseccin describe el sistema de control y sus componentes en unCentro de Control y en la estacin de compresin. Tambin describelas trayectorias que siguen los comandos y los datos en el sistema, aligual que las ventajas de usar un sistema de control de ductos.

Despus de esta seccin, usted ser capaz de completar los siguientesobjetivos. Identificar el trmino de sistema SCADA. Reconocer la funcin y la importancia de los siguientes

componentes del sistema de control: - Unidad Terminal Remota (UTR) - Controlador Lgico Programable (PLC) - Instrumentos, y - bloque Proporcional Integrada Derivativa (PID).

Resaltar los pasos para llevar a cabo un comando. Reconocer el propsito de los lmites seguros de presin.

SISTEMA DE CONTROLSECCION 4

INTRODUCCION

OBJETIVOS

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La mayora de las estaciones de compresin son sitios sin personal.Las operaciones de la estacin de compresin son controladas por elControlador de Gas desde una ubicacin remota usando el sistemaSCADA. El sistema de Control de Supervisin y Adquisicin deDatos (SCADA) es un sistema complejo de hardware decomputadora, software, medios de comunicaciones, dispositivos einstrumentos que renen y analizan los datos operativos y manda losreportes de vuelta al Centro de Control. Adems, el sistema SCADAlleva acabo comandos emitidos por el controlador en el Centro deControl. Se describe y se explica a detalle al sistema SCADA en elmdulo - INTRODUCCIN AL SISTEMA SCADA.

Los comandos jerrquicos delsistema SCADA se mueven desdela parte superior de la jerarqua a laparte inferior, mientras que losdatos fluyen desde la parte inferiorde la jerarqua hacia la partesuperior, como se muestra en laFigura 21 . Los procesadores decomunicaciones (centros de envoy recepcin de informacin) y laterminal de computadora Centraldel Centro de Control estnubicados en el Centro de Control.La Unidad Terminal Remota(UTR), el Controlador LgicoProgramable (PLC) y losinstrumentos y dispositivos estnubicados en la estacin. LosControladores toman decisionesacerca de que acciones se llevarnacabo basndose en la informacinde los monitores en sus estacionesde trabajo.

Figura 21Jerarqua SCADALos sistemas SCADA son jerrquicos-esto es, un sistema SCADA estcompuesto por un nmero de subsis-temas conectados organizados unossobre otros.


SISTEMA SCADA

Nivel del Host

RTU

CFE

Contro deContral

Estacin

Campo

Estacin de Trabajo

Informacin comunicacin

PLC y interfase I/O

Instrumentos Dispositivos

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El Controlador Lgico Programable (PLC): rene y analiza los datos sin filtrar desde los instrumentos transmite datos relevantes a la unidad terminal remota para su

futura transmisin al Centro de Control, y lleva a cabo las funciones de control local basndose en los datos

recibidos. Un controlador lgico programable es una computadoraespecializada usada para controlar los dispositivos, recolectar datosde los instrumentos y transmitir y recibir los datos desde la UTR, lacual toma accin inmediata en una emergencia. Si se detecta unincendio, el PLC para los compresores, hace paro asegurado y asila laestacin de compresin, y manda una alarma al Centro de Control.

El PLC sondea cada instrumento y organiza y rene la informacinrecibida. En algunos casos, el PLC acta de acuerdo con lainformacin que recibe. Por ejemplo, si un dispositivo de ojo deincendio detecta la luz ultravioleta asociada con un incendio, el PLCautomticamente inicia la secuencia apropiada de paro. Tambin elPLC automticamente controla los compresores, puntos de ajuste dela vlvula y otras tareas de rutina.

Mientras haya ms de un o ms PLCs para cada edificio decompresin, existe normalmente slo una UTR para la estacin decompresin entera. La Unidad Terminal Remota (UTR) es unacomputadora que recolecta informacin desde todos los PLCs en laestacin de compresin. La UTR analiza y muestra en pantalla losdatos y transmite nicamente los datos importantes de vuelta alCentro de Control.

El trmino de instrumentos se refiere a un dispositivo electrnico omecnico que mide y registra, despliega o transmite informacinacerca de un aspecto simple de la operacin de ductos. Losinstrumentos pueden medir la temperatura, la presin, los niveles devibracin, y el estado de los equipos en las estaciones de compresiny transmiten los datos sin filtrar al PLC de la estacin.

Los transmisores de presin son estratgicamente colocados dentro dela estacin de compresin para determinar las presiones de descarga ysuccin. Se coloca uno justamente antes de la vlvula de entrada delos compresores para determinar la presin de succin y la otra secoloca directamente despus de la vlvula de control de descarga paradeterminar la presin de descarga, (ver la figura 22).

CONTROLADORLOGICOPROGRAMABLE (PLC)

UNIDAD TERMINALREMOTA (UTR)

INSTRUMENTOS

COMPONENTESMAYORES SCADA

TRANSMISOR DE PRESION

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PROCESADORES DECOMUNICACIONES

(CENTROS DE ENVIO YRECEPCION DEINFORMACION)

Figura 22Transmisor de Presin Los transmisores de presin son estratgicamente colocados dentro de laestacin de compresin para determinar las presiones de descarga ysuccin. Cada uno de estos transmisores est vinculado a un sensor elec-trnico de presin que responde a la presin del gas que fluye. Los trans-misores descifran estas respuestas en seales elctricas, que luego setransmiten al PLC.

La Proporcional Integrada Derivativa (PID) es partes del sistema decontrol que determina que tan rpido reaccionar el sistema a loscambios, tales como cambios entre los puntos de ajuste y los valores.El bloque de PID controla las vlvulas de control de presin.

Cuando los datos desde la UTR alcanzan al Centro de Control, estosvan al Procesador de Comunicaciones (centros de envo y recepcinde informacin) (CFE, por sus siglas en Ingls). El CFE controlatodas las transmisiones que entran y salen, trasladndolas yenrutndolas al controlador que opera al ducto. Un componente decomputadora y software que controla todas las comunicaciones queentran y salen del Centro de Control desde la UTR, trasladndolas yenrutndolas a su destino apropiado.

Transmisor dePresin

Sensor dePresin

PROPORCIONALINTEGRADA DERIVATIVA

(PID)

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El Controlador de Gas puede decidir arrancar una unidad decompresin en respuesta a los datos en la terminal. El SCADA llevaacabo revisiones seguras, verifica que la unidad seleccionada decompresin pueda ser arrancada, y empieza el proceso actual dellevar acabo el comando. El comando de Arranque de Unidad viaja devuelta hacia debajo de la jerarqua en la va del dispositivo. El controlde la secuencia de arranque se lleva acabo al nivel del PLC.

El PLC lleva acabo tareas tales como: apertura y cierre de vlvulas secuencias de tiempo monitoreo y respuestas a cambios en la presin, niveles de

vibracin, temperatura, y arranque y paro de las unidades de compresin.

El sistema SCADA necesita informacin precisa acerca de laspresiones de descarga y succin de los compresores durante unarranque, al igual que el estado de cada compresor a lo largo delducto. Esta informacin permite al sistema SCADA asegurar que elcompresor arranque de manera segura y abortar el arranque si ocurrecualquier condicin no segura.

Cada uno de estos transmisores est vinculado a un sensor electrnicode presin que responde a la presin del gas que fluye. Lostransmisores descifran estas respuestas en seales electrnicas queluego se transmites al PLC.

El PLC lee cada una de estas presiones durante una secuencia dearranque. El PLC aborta el arranque si cualesquiera lmites altos obajos del punto de ajuste se exceden. Si un compresor ya estoperando y cualesquiera de las presiones exceden o estn cortas delos lmites de punto de ajuste, el PLC para al compresor. El PLCtambin monitorea la condicin de los motores que impulsan a loscompresores. Cada motor est protegido por rels sofisticados quemonitorean la velocidad del motor, los niveles de vibracin y lastemperaturas.

Todas estas condiciones son medidas y transmitidas al PLC. Sicualquiera condicin excede los lmites seguros de operacin, el PLCaborta el arranque o para a los compresores si estos ya estabanoperando.

LLEVAR ACABO UNCOMANDO

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La computadora de nivel Central, la UTR, y el PLC estn equipadospara tomar acciones de proteccin si estos pierden la comunicacincon los otros. Si ocurre una falla de comunicaciones la cual es unafalla de energa en cualesquiera de las uniones de comunicacinentre la Central, UTR y PLC, por lo menos uno de los otros puedeasegurar que la estacin continuar operando de manera segura.

La computadora de nivel Central continuamente cuestiona a la UTR.Se puede perder la comunicacin por un periodo de cinco minutosantes de que se mueva la estacin aguas arriba para asegurar loslmites de presin. Si no hay respuesta, se inicia un procedimiento defalla de comunicaciones.

Esto significa que cuando las comunicaciones con una estacin sepierdan, la Central manda seales a la siguiente estacin aguas arribapara moverse a un lmite seguro de presin. Del mismo modo si laUTR pierde comunicacin con la Central, se emite un comando a laestacin para limitar las presiones a los lmites seguros. Si el PLCpierde comunicacin con la UTR dentro de la estacin, el controladorpor si mismo mover la estacin dentro de su control a lmitesseguros de presin.

LIMITES SEGUROSDE PRESION

1. Cul de las siguientes NO es una funcin del sistemaSCADA? a) enrutar comandos desde el Centro de Control al lugar

apropiado en la estacin de compresin b) mostrar en pantalla las grandes cantidades de informacin que

entra desde varios instrumentos a la estacin c) monitorear las alarmas y paro de la estacin de compresin si

es necesario d) disminuir la energa de la subestacin

2. Los comandos mandados a la Unidad Terminal Remota(UTR) son analizados y llevados a cabo por _____. a) Dispositivos de Frecuencia Variable (VFDs) b) transmisores de presin c) Controladores Lgicos Programables (PLCs) d) Vlvulas de Control de Presin (PCVs)

3. Los transmisores de presin Mandan informacin acerca delas presiones del compresor directamente ________. a) a la Unidad terminal Remota (UTR) b) al Controlador Lgico Programable (PLC) c) al Centro de Control d) a todos los anteriores

4. Para determinar la presin de succin, se coloca un trans-misor de presin _____. a) entre al compresor y la vlvula de control de presin b) justo despus de una vlvula de entrada del compresor c) aguas abajo de la vlvula de control d) aguas abajo de los compresores

5. Si no se mantiene la presin dentro de los lmites actuales enun compresor que est operando, el PLC _____. a) continua operando normalmente al compresor b) para al compresor c) procesa una seal a travs de una proporcional integrada

derivativa (PID) a una vlvula de control de presin (PCV)para cerrar de algn modo

d) monitorea y registra la presin transmitida

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REVISION 4

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6. El bloque de la proporcional integrada derivativa (PID)controla _____. a) los Dispositivos de Frecuencia Variable (VFDs) b) la velocidad del Controlador Lgico Programable (PLC) c) las Vlvulas de Control de Presin (PCV) d) las vlvulas de fosa de quemado

7. Si un PLC no se puede comunicar con la UTR, el PLC_____. a) continua operando con el ltimo 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 lmites seguros de presin


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SECCION 1 - FLUJO DE GAS A TRAVES DE UNA ESTACIONDE COMPRESION El gas que alcanza una estacin de compresin primero va a las

vlvulas de succin y de alivio (bypass) de la estacin. Lasvlvulas de alivio (bypass) y succin de la estacin son vlvulas deENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) (normalmente vlvulas decompuerta). Si la vlvula de succin de la estacin est abierta y lavlvula de alivio (bypass) est cerrada, el gas fluye dentro de laestacin de compresin. Si la vlvula de succin de la estacin estcerrada y la vlvula de alivio (bypass) est abierta, el gas continamovindose hacia debajo de la lnea principal y no entra a laestacin de compresin.

Una parte del gas puede ser desviado a travs de una variedad dediferentes dispositivos de muestreo automticos antes de entrar a launidad de compresin va la vlvula de succin de la unidad.

Se instala una ventilacin de purga en cada compresor paradespresurizar al sistema en el caso de una emergencia o parapropsitos de mantenimiento. La ventilacin de purga permiteremover al gas natural de la estacin de compresin de una manerasegura.

Las estaciones de compresin estn equipadas con un nmero dedispositivos automatizados que se usan para monitorear la calidadde gas y para optimizar las operaciones de ductos. Los sistemas demuestreo de gas y los cromatgrafos de gas son ejemplos dediferentes dispositivos de muestreo automatizados.

Se lleva acabo una prueba de punto de condensacin en lacorriente del gas para determinar el contenido de humedad del gas.En ciertos sistemas de ductos, se usan deshidratadores de gas pararemover la humedad retenida de la corriente de gas. Otra opcin esun depurador de humedad de ducto.

SECCION 2 - UNIDAD DE COMPRESION La mayora de los ductos usan compresores centrfugos para

unidades de lnea principal. Los motores elctricos y las turbinasde gas son un mtodo comn de energizar unidades de compresin.Donde an no este disponible la electricidad o sean costosprohibitivos, las turbinas de gas son la mejor alternativa paraenergizar las unidades de compresin.

RESUMEN

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Un dispositivo de frecuencia variable le permite al controladorajustar la presin de descarga de la estacin de compresin pormedio del control de la velocidad del motor elctrico y delcompresor.

El gas sale del compresor a travs de una vlvula de descarga.Como la vlvula de succin, la vlvula de descarga es una vlvulade ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF), tal como una vlvula decompuerta o una vlvula de bola.

Los compresores mltiples ordenados en una configuracin enserie crean ms presin de descarga que en un compresor grandesencillo. En las configuraciones en serie, los compresores estnvinculados entre s, de manera que la descarga de un compresorentra en la toma del otro.

En una configuracin en paralelo del compresor, el gas que entra ala estacin de compresin se divide en corrientes separadas. El gassigue una de las corrientes a travs de un compresor y luego serejunta al gas de otro compresor y vuelve a entrar a la lneaprincipal. Los compresores en paralelo aumentan la capacidad deflujo sobre la de un compresor sencillo, pero slo aumenta lapresin por el equivalente de un compresor sencillo.

Los golpes de ariete ocurren cuando la presin de salida delcompresor es muy alta con relacin al flujo a travs del compresor.

Las Vlvulas de Control de Presin (PCV) se usan para regular lapresin del gas en el lado de descarga de las unidades decompresin. Las PCVs regulan la presin cambiando el tamao deapertura a travs de la cual los gases pasan.

Cada PCV tiene un alivio(bypass) de manera que la PCV puedarepararse o reemplazarse sin interrumpir el flujo de gas a la lneaprincipal.

Una vlvula check es una vlvula automtica de una va. El gaspuede fluir a travs de la vlvula slo en una direccin. Lasvlvulas check se abren por la presin del flujo de gas. Cuando elflujo de gas es la direccin deseada cae a cero, la vlvula se cierray 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 lquido que se filtre. Los lquidos viajan haciaabajo a los drenajes dentro de un sumidero ventilado.

El tanque de sumidero es una instalacin temporal dealmacenamiento para los lquidos que se fugan.

En la subestacin elctrica, un gran transformador disminuye laenerga de alto voltaje para alcanzar los varios niveles de voltajerequeridos a lo largo de la estacin.

Los transformadores de bajo voltaje disminuyen la energa de lasubestacin a voltajes menores para su uso en varios componenteselectrnicos.

Los interruptores automticos son interruptores de ENCENDIDO/APAGADO (ON/OFF) que monitorean y protegen la cantidad decorriente que fluye a travs de un circuito elctrico. Cuando fluyedemasiada corriente a travs del circuito, el interruptor automticoautomticamente desconecta el circuito.

Una vlvula de alivio de presin es una vlvula de seguridad queabre automticamente para aliviar presin en un sistema cerrado detubera, tal como una seccin aislada de tubera.

La mayora de las mediciones de temperatura de gas se toman demanera electrnica, usando un detector termomtrico de resistencia(RTD). Un RTD es una banda delgada de acero insertada a un tubode acero o termopozo establecido en la tubera y llenado con ungas que toma la temperatura de gas que fluye a travs de la tubera.

Los detectores de incendio se instalan en cualquier edificio dondehaya la posibilidad de mezclas de aire-gas, y fuentes de ignicinque puedan crear un incendio. Los detectores de calor monitoreanel edificio por temperaturas que excedan los lmites seguros deoperacin. Los detectores de humo a menudo pueden detectarincendios antes que otro detector de incendio, debido a que estosactivan una alarma antes de que las flamas o altas temperaturasactiven otras alarmas. Los "ojos ultravioleta de incendio"monitorean al rea de flamas que pueden ser invisible al ojohumano. Los detectores infrarrojos tambin monitorean al rea porcalor y flamas invisibles.

Los detectores de gas monitorean concentraciones de gas txico ycombustible para detectar fugas de la tubera o de otro equipo.

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SECCION 4 - SISTEMA DE CONTROL La UTR controla el flujo de informacin entre la estacin de

compresin y el Centro de Control, mandando los datosimportantes de los sensores de la estacin de compresin de vueltaal Centro de Control, y enruta los comandos recibidos desde elCentro de Control al destino apropiado en la estacin decompresin.

Los PLCs son computadores sofisticadas basadas en instrumentosque pueden monitorear y controlar varios tipos diferentes dedispositivos al mismo tiempo, incluyendo los compresores y lasvlvulas, y los hace trabajar en conjunto.

Si la Central no obtiene respuesta dela UTR, se inicia unprocedimiento de falla de comunicacin. Cuando una cantidadpreajustada de tiempo ha pasado, la computadora Central mandaseales a la siguiente ubicacin aguas arriba y le dice a la UTRque cambie todas sus variables de operacin a puntos de ajusteseguros.

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configuracin en serieuna configuracin del compresor en la cual los compresores estnvinculados entre s de manera que la descarga de un compresor entrea la toma del otro en una corriente sencilla. (p. 24)

control de Supervisin y Adquisicin de Datos (SCADA) un sistema complejo de hardware de computadora, software, mediosde comunicaciones, dispositivos e instrumentos que renen y analizanlos datos operativos y manda los reportes de vuelta al Centro deControl. Adems, el sistema SCADA lleva acabo comandos emitidospor el controlador en el Centro de Control. (p. 38)

compresor centrfugo un dispositivo mecnico giratorio que usa fuerza centrfuga paraconvertir la energa mecnica en presin y flujo. (p. 19)

configuracin en paralelo del compresoruna configuracin del compresor donde el gas que entra a la estacinde compresin se divide en dos o ms corrientes. El gas sigue cadauna de las corrientes a travs de su compresor y luego rejunta al gasdesde otras corrientes y vuelven a entrar a la lnea principal. (p. 26)

controlador lgico programable (PLC) es una computadora especializada usada para controlar losdispositivos, recolectar datos de los instrumentos y transmitir y recibirlos datos desde la UTR, la cual toma accin inmediata en unaemergencia. Si se detecta un incendio, el PLC apaga los compresores,hace paro asegurado y asla la estacin de compresin, y manda unaalarma al Centro de Control. (p.39)

detector de humoun mtodo comn de deteccin de incendio. (p. 34)

detector de calor un dispositivo que monitorea al edificio de temperaturas que excedanlos lmites seguros de operacin. (p.34)

detector infrarrojo (ojos ultravioleta de incendio)un detector de incendio que monitorea el rea por calor y flamas queemitan luz por debajo del espectro visible. (p.34)

GLOSARIO

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detector termomtrico de resistencia (RTD) una banda delgada de acero insertada dentro de un tubo de acero otermopozo instalado dentro del tubo. (p. 8)

dispositivos de muestreocromatgrafos de gas y sistemas de muestreo de gas son ejemplos dediferentes dispositivos de muestreo automatizados. (p. 7)

falla de comunicaciones la cual es una falla de energa en cualesquiera de las uniones decomunicacin entre la Central, UTR y PLC, (p.42)

golpe de arieteocurren cuando la presin de salida del compresor es demasiado altaen relacin con el flujo a travs del compresor. (p.25)

impulsor un dispositivo giratorio que usa fuerza centrfuga para aumentar lavelocidad del gas que entra al compresor. (p. 19)

impulsor de frecuencia variable (VFD) un dispositivo que ajusta la velocidad de un motor elctrico pormedio del ajuste de la frecuencia de la energa de corriente alterna(AC) usada por el motor. (p. 22)

instrumentosun dispositivo electrnico o mecnico que mide y registra, despliegao transmite informacin acerca de un aspecto simple de la operacinde ductos.

la vlvula de descarga una vlvula de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF), tal como unavlvula bola o de compuerta, que permite o no permite salir al gas deun compresor. (p. 24)

los drenajes son tubos ubicados alrededor del equipo del ducto para capturar a loslquidos que se fugan o drenan. (p. 30)

los interruptores automticos de circuito son interruptores de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) quemonitorean la cantidad de corriente que fluye a travs de un circuitoelectrnico. Cuando fluye demasiada corriente a travs del circuito,el interruptor automtico automticamente desconecta el circuito. (p. 31)

Lmite Explosivo Ms Bajo un 20% del lmite de nivel de gas. En este nivel, el PLC activa lasluces estrobo y arranca los ventiladores de ventilacin, si estndisponibles. (p.34)

procesador de comunicaciones (centros de envo y recepcin deinformacin) (CFE) un proceso de software que conecta el proceso de comunicacionesSCADA al hardware de telecomunicaciones y por ltimo al equipo decampo SCADA. (p.40)

proporcional integrada derivativa (PID)parte del sistema de control que determina que tan rpido reaccionarel sistema a los cambios, tales como cambios entre los puntos deajuste y los valores.

prueba de punto de condensacin se lleva acabo en la corriente de gas para determinar el contenido dehumedad del gas. (p. 9)

rampeoproceso locuas se introduce el gas al compresor por medio delcircuito de recirculacin. Conforme la velocidad del compresoraumente se introduce ms gas. Se usa para prevenir topes o severoscambios de presin antes de introducir el gas dentro de la lneaprincipal. (p. 24)

transformador de bajo voltajeun transformador de corriente elctrica que disminuye la energadesde la subestacin para bajar las corrientes de voltajes para usarsepor varios sistemas electrnicos de control en la estacin decompresin. (p.31)

transmisores de presin transmisores basados en microprocesadores; uno est colocado justoantes de los compresores para determinar la presin de succin y otroest colocado despus de la vlvula de control para determinar lapresin de descarga.

tanque de sumiderouna instalacin temporal de almacenamiento para los lquidosfugados. (p. 30)

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unidad terminal remota (UTR)una computadora localizada en la estacin de compresin, querecolecta informacin dada por todos los PLCs en la locacin, ytransmite esa informacin de vuelta a la computadora Central. (p. 39)

vlvula check una vlvula que permite fluir slo en una direccin. (p.12)

Vlvula de alivio (bypass) es una vlvula de ENCENDIDO/ APAGADO (ON/OFF) que permiteal gas aliviar (bypass) una estacin de compresin cuando se abre, yfuerza al gas a entrar a una estacin de compresin cuando se cierra.Opera junto con la vlvula de entrada.

vlvula de alivio de presin una vlvula

Estaciones de Compresion

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