Diseño de una planta compresora de gas natural de 10 millones de pies cúbicos de capacidad por día

Abstract

El presente trabajo del diseño de una planta compresora de gas natural, se inicia con el conocimiento de las fuentes de producción de dicho gas y los posibles usos que a este gas se le puedan dar, una vez comprimido. Una vez conocido el origen y el destino del gas a comprimir, se determinan las condiciones iniciales de diseño, para posteriormente calcular los motores y compresores necesarios, así como los equipos auxiliares tales como; intercambiadores de calor, recipientes y tuberías, que conformarán el diseño básico del proceso. Finalmente, se analiza económicamente la factibilidad de su construcción, de acuerdo a las características de los equipos determinados y calculados. En el presente diseño, se han asimilado los conocimientos teóricos de fórmulas termodinámicas, a datos, fórmulas y gráficos obtenidos por fabricantes de compresores, tales como; Cooper Bessemer Co. Ingersoll Rand Co.; y Worthington con el objeto de adecuar la selección de motores y compre sores, a los producidos por dichos productores, de esta manera se asegura una realidad constructiva de los cálculos teóricos. Además de acuerdo a la experiencia obtenida en el diseño de otras plantas anteriores instaladas en Talara (Petróleos del Perú, Operaciones en el Noroeste), en algunos casos se han obviado verificaciones de cálculos de los equipos auxiliares, considerando que, por experiencia, sobre dimensiones en los equipos resultan beneficiosos cuando se desarrolla un programa de mantenimiento preventivo, sin admitir restricciones de la capacidad instalada de la planta. Esto se explica de la siguiente manera: a) Motores. - Durante la operación de los motores de gas, ocurren dos problemas indeseables; el primero debido a la deposición de carbón dentro de los cilindros del motor, en los anillos y en las válvulas; y el segundo, debido a la deposición de incrustaciones "calcáreas" proveniente del agua "dura", que produce la Planta administradora de Agua de Portachuelo. Por lo que la potencia real entregada por el Motor (BHP), se reduce durante la Operación y solo puede ser recuperada mediante Programas de Mantenimiento Preventivo que conducen a periodos de descarbonización del interior de los cilindros y a lavados con "soda caustica" de los conductos de agua de refrigeración; y a pesar de que se utilizan tratamientos del agua "dura", con Bicromatos, para evitar las incrustaciones. b) Compresores y Enfriadores. - En la operación de compresores y enfriadores de gas, ocurren los mismos problemas anteriormente citados y esto se explica debido a que el gas (Gas Natural de Reservorios Petrolíferos) al comprimirse, se calienta dejando residuos de carbón en las válvulas, culatas, cilindros y anillos del compresor; y en los enfriadores, deja una película aislante de carbón que impide una buena transmisión de calor. Por lo expuesto, es deseable en Plantas Compresoras de Gas Natural una sobredimensión en los equipos auxiliares, a fin de lograr la máxima eficiencia operativa, de la potencia y capacidad de Compresión instalada. En el análisis económico de la inversión, se han tomado datos originales y actuales, experimentados en las plantas en operación, con lo que se asegura un resultado realista de dicho análisis. Finalmente las conclusiones adicionan un plano general de la planta, y un plano del Control Automático de la misma, en el que se incluye el sistema de compresión de gas y se adicionan otros sistemas no calculados en este trabajo, tales como, el sistema de enfriamiento de motores y compre sores y el sistema de lubricación; en razón de que los cálculos de estos otros equipos auxiliares, son inherentes a las características dadas por los fabricantes de motores y compresores, y no al diseño básico del proceso de compresión de gas, materia del presente trabajo.