PROCESO DEL GAS NATURAL II

PROCESO DEL GAS NATURAL II2013

Ingeniera Petrolera Ing. Rmulo Snchez H.

EQUIPOS PETROLEROS PARA UNA PLANTA DE GAS

1.- SEPARADORESLos separadores son los artefactos ms ampliamente conocidos en la industria petrolera, debido a que se los necesita para un sinnmero de aplicaciones, comenzando en las cercanas del pozo y siguiendo con ellos a la entrada de cualquier planta de procesamiento de gas o de lquido. Dispositivo mecnico usado en la separacin de lquidos (agua, hidrocarburos, glicol, aminas, etc.) de los gases. Que separa dos o ms fases.

Su uso puede ser resumido de la siguiente manera: Ocasionar una separacin primaria de los fluidos que son lquidos de aquellos que son gases, ya que la corriente que viene del pozo es una mezcla compleja de variados hidrocarburos en estado lquido y gaseoso, agua, vapor de agua, slidos, que fluye de manera turbulenta y a alta velocidad Mejorar la separacin primaria removiendo los lquidos atrapados en el gas Mejorar la separacin an ms, removiendo el gas atrapado en el lquido Descargar ambos fluidos en forma separada desde el recipiente sin posibilidad de que vuelvan a mezclarse

PROCESO DE SEPARACION.-Los fluidos ingresan al separador por su sector medio, circulan por el interior del equipo durante un cierto tiempo mientras se produce el fenmeno de separacin debido a la diferencia de peso entre el gas y el lquido. Durante este proceso las burbujas de gas ascienden a la parte superior del separador por ser ms livianas, y los lquidos van descendiendo por ser ms pesados y se acumulan en la parte inferior. Si el caudal que recibe el separador es alto, la velocidad de circulacin del gas en el interior del mismo ser elevada y puede arrastrar hacia la parte superior a las gotas ms pequeas de petrleo pulverizado. Para evitar estas prdidas y favorecer la separacin, se disean deflectores de turbulencia, deflectores de condensacin y filtros rejillas como elementos internos del equipo.

El proceso de separacin ser: 1. Asegurar las condiciones ptimas de temperatura y presin de trabajo. 2. Disminuir la velocidad de flujo de la mezcla al ingresar al equipo; 3. Ayudar a la separacin mecnicamente con barreras de choque, tubos ciclnicos y mallas de retencin de niebla 4. Darle al flujo el tiempo de residencia necesario dentro del equipo. Un tiempo de retencin de 1 a 3 minutos puede ser suficiente si no existe la formacin de espuma, en caso contrario puede ser necesario 5 a 20 minutos, dependiendo de la estabilidad de la espuma y de la configuracin del equipo.

Los separadores, deben tener cuatro secciones principales:a) Seccin de entrada o separacin primariaUnas placas deflectoras, o algn otro artefacto, recibe el choque de la corriente que ingresa, la cual disipa parte de su energa, permitiendo a los gases una primera separacin. Aqu hay cambio de velocidad y de direccin de la corriente.

SeccinPrimaria

b) Seccin de las fuerzas gravitacionales:Las gotas de lquido contenido en el gas tratan de separarse al mximo. El gas asciende a una velocidad menor a la inicial, y las gotas de lquido decantan. En esta zona pueden generarse turbulencias, las cuales a su vez favorecen la formacin de espumas. La colocacin de placas paralelas minimiza la turbulencia y ayuda a deshacer las incipientes espumas. Seccin Secundaria c) Seccin de extraccin de neblina:En esta zona se separan las gotitas ms pequeas de lquido que acompaan todava al gas, mediante dispositivos que operan con fuerzas de choque o fuerza centrfuga. Se las retiene mediante unas almohadillas o mallas tejidas, o tambin mediante placas de metal corrugadas, desde donde caen a la seccin de lquidos.

Extraccin de Niebla

d) Seccin de acumulacin de lquido:Los lquidos que se han ido separando se van acumulando en la parte inferior del recipiente, lo cual requiere de un tiempo mnimo para que la operacin se efecte. Cuando se alcanza un determinado nivel, se produce la descarga hacia la lnea correspondiente. En la parte inferior de esta seccin, y especialmente en los separadores verticales, suele colocarse un dispositivo rompe vrtices, con el fin de evitar la formacin de remolinos en la salida del lquido.

Almacenamiento de lquidoTIPOS DE SEPARADORESHay tres tipos de separadores usados en la industria: Separadores verticales Separadores esfricos. Separadores horizontales Cada uno de estos tipos tiene ventajas y desventajas que deben ser tenidas en cuenta cuando se selecciona un separador. Separador vertical.- Dispositivo cilndrico colocado verticalmente para separar el petrleo y el gas natural.

Separador esfrico.- utilizada para gas de alta presin y con volmenes pequeos de lquidos. Es de difcil construccin y poco usado en la industria petrolera.

separador horizontal.- Empleado cuando existen grandes volmenes de lquidos, crudos espumosos y emulsiones. Es el ms usado

CLASIFICACIN DE LOS SEPARADORES En funcin de nmero de fases que separa. Separadores bifsicos Separadores trifsicos 1.-Separador bifsico.- Recipiente para separar el gas y su respectivo lquido. Separador horizontal bifsico.- Recipiente para separar el fluido en sus fases lquida y gaseosa y en el cual no se pretende aislar el agua del petrleo y viceversa.

2.- Separador trifsico.- Equipo que ha sido diseado para separar tres fases: agua, petrleo y gas; cada una de las cuales debe salir libre de cualquiera de las otras. Se recomienda que sea horizontal, por cuanto puede manejar mejor grandes acumulaciones de lquidos. Separador horizontal trifsico Recipiente para separar el fluido en sus fases lquida y gaseosa y en el cual no se pretende aislar el agua del petrleo y viceversa.

DIFERENCIAS ENTRE SEPARADORES HORIZONTALES Y VERTICALESLos separadores horizontales son ms eficientes en tamao que los tipos verticales, pero tienen una capacidad limitada de oleada y algunas veces no entran fcilmente en las plataformas petrolferas.Los separadores verticales son frecuentemente especificados para aplicaciones GOR altos o bajos.VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS DISTINTOS SEPARADORESSEPARADORES HORIZONTALESVentajas Tienen mayor capacidad para manejar gas que los verticales. Son ms econmicos que los verticales. Son ms fciles de instalar que los verticales. Son muy adecuados para manejar aceite con alto contenido de espuma. Desventajas Los separadores horizontales no manejan los slidos tan bien como los separadores verticales. Los recipientes horizontales requieren de ms rea plana que los recipientes verticales equivalentes. Aunque esto no sea muy importante en las locaciones terrestres, puede ser muy importante costa fuera.SEPARADORES VERTICALESVentajas Es fcil mantenerlos limpios, por lo que se recomienda para manejar flujos de pozos con altos contenidos de lodo, arena o cualquier contenido solido El control de lquido no es crtico, puesto que se puede emplear un flotador vertical Debido a que el nivel de lquido se puede mover en forma moderada, son muy recomendables para flujos de pozos que producen por bombeo neumtico, con el fin de manejar baches imprevistos de lquido que entren al separador. Desventajas Son ms costosas que los horizontales. Son ms difciles de instalar que las horizontales. Se necesita un dimetro mayor que el de los horizontales para manejar la misma cantidad de gasSEPARADORES ESFRICOSVentajas Son Ideales para realizar pruebas de produccin en boca de pozo. Debido a su compactacin su transporte es fcil. Desventajas Pequea capacidad de procesamiento. Control de nivel critico

2.- ACUMULADORES (MANIFOLD)Los manifold de produccin y prueba son utilizados para recolectar la produccin de distintos pozos a un manifold central donde los pozos pueden ser probados en forma individual o estar en produccin. Estos pueden ser operados manualmente o en forma automtica con controles de tiempo. Los Manifolds de produccin y Prueba se pueden disear segn ANSI y API para varias clases de presin y distintos tamaos de tubera. En esta vista en planta de un manifold de produccin convencional y un Sistema de Produccin Multipuerto se puede visualizar claramente las ventajas que ofrece este ltimo cuando deseamos tener una operacin de campo automatizada. En el primer caso se requieren 14 actuadores para cada una de las vlvulas de bloqueo y un completo programa para operarlas de manera secuencial. En el caso de la Vlvula Multipuerto se requiere solo un actuador con un solo mdulo de control que selecciona hasta 7 pozos para enviarlo a la lnea de prueba.Existen mltiples de produccin porttil y permanente.

El manifold porttil

Consiste de un manifold al cual se han ligado lneas de flujo de cada pozo y dos separadores de 250 psi montados en largueros. Un separador es para produccin general y el otro para probar pozos individuales. El manifold tiene dos cabezales, de manera que la produccin de cada pozo puede encausarse por el separador de prueba o por el separador de produccin general abriendo o cerrando dos vlvulas en el manifold. El petrleo del separador de produccin general fluye del manifold hacia una estacin de descarga sin haberse medido su volumen. El petrleo que pasa a travs del separador se mide por un medidor de volumen de petrleo, antes de que entre a la tubera que conduce a la estacin de descarga. Todo el petrleo del manifold de campo es conducido a travs del separador de baja presin a la estacin de descarga (entre 125 y 35 psi) y despus a los tanques de almacenamiento donde es fiscalizado.

El manifold permanente

es muy parecido al porttil. La diferencia est en el tamao y la separacin. Por lo general, la separacin del manifold permanente es por dos o tres etapas. Los separadores estn montados sobre bases de concreto y tienen ms espacio para facilitar la operacin. En este tipo de manifold todos los pozos se prueban en el separador de 250psi. El petrleo es separado y conducido a travs de un medidor de volumen a fin de medirlo. Despus se encausa hacia un desplazador por gas que lo impulsa por las lneas de 600psi hacia la estacin de flujo. El desplazador es operado por gas del sistema de 600psi. Los pozos de alta presin (1500psi) antes de entrar a la tubera hacia la estacin de descarga, el petrleo pasa por una segunda etapa de separacin en los separadores de 600psi.

Los pozos de baja presin (menor de 600psi) en este manifold, fluyen directamente del cabezal del manifold al desplazador por gas, donde puede inyectarse hasta la lnea de 600psi.Esto evita la necesidad de tender una segunda lnea desde el manifold para manejar la produccin de baja presin.

3.-SLUG CATCHER

Es el nombre de una unidad en el gas de refinera o la industria petrolera en la que las babosas en la salida de las tuberas estn recogidos o capturados. Un lingote es una gran cantidad de gas o lquido que sale de la tubera.

Un slugcatcher es un recipiente con un volumen de reserva suficiente para almacenar la mayor babosas espera del sistema de aguas arriba. El slugcatcher est situado entre la salida de la tubera y el equipo de procesamiento. Los lquidos se pueden drenar tamponada al equipo de procesamiento a un ritmo mucho ms lento para evitar la sobrecarga del sistema. Como las babosas son un fenmeno peridico, el slugcatcher debe vaciarse antes de la bala llegue el prximo.

Slugcatchers se puede utilizar de forma continua o bajo demanda. Un slugcatcher permanentemente conectado a la tubera de amortiguamiento toda la produccin, incluyendo los lingotes, antes de ser enviada al gas e instalaciones de manejo de lquidos. ste se utiliza para predecir el comportamiento difcil de slugging en slugging terreno, slugging hidrodinmicos o de slugging vertical. Por otra parte, el colector de babosas pueden ser anuladas durante el funcionamiento normal y ponerse en lnea cuando se espera una babosa, por lo general durante las operaciones de raspado. Una ventaja de esta configuracin es que la inspeccin y mantenimiento en la slugcatcher se puede hacer sin interrumpir el funcionamiento normal.

LAS BABOSASEl slug o babosa es un sistema de dos fases gas-lquido, el flujo se caracteriza por la alternancia de bloques de gas lquido que puede salir de una reserva degas natural

Las tuberas que llegan de transporte de gas y lquidos juntos, conocida como fase de flujo-dos , pueden operar en un rgimen de flujo de slugging conocido como flujo o caudal babosa. Bajo la influencia de la gravedad lquidos tienden a depositarse en el fondo de la tubera, mientras que los gases ocupan la parte superior de la tubera.

Bajo ciertas condiciones de operacin del gas y el lquido no se distribuyen uniformemente a lo largo de la tubera, pero el viaje como los tapones de grande con todo lquidos o gases en su mayora a travs de la tubera.

Las babosas de salir de la tubera pueden sobrecargar el gas y la capacidad de manejo de lquidos de la planta a la salida del gasoducto, ya que a menudo se producen a un ritmo mucho ms grande del cual el equipo est diseado.Las babosas se pueden generar por diferentes mecanismos en una tubera:

1. Terreno de slugging es causada por las elevaciones en la tubera, que sigue a la elevacin del terreno o el fondo del mar. El lquido puede acumularse en un punto bajo de la tubera hasta que la presin se acumula suficiente detrs de l. Una vez que el lquido se salga del punto ms bajo, puede formar un lingote.1. Lugging hidrodinmica es causada por el gas que fluye a un ritmo acelerado durante un lento flujo de la fase lquida. El gas se forman ondas en la superficie del lquido, que puede llegar a salvar la toda la seccin transversal de la lnea. Este crea un bloqueo en el flujo del gas, que viaja como una bala a travs de la lnea. 1. Basado en slugging vertical, tambin conocido como slugging grave, se asocia con el gasoducto bandas a menudo se encuentran en las costas de la produccin de las instalaciones petroleras. Lquidos se acumulan en la parte inferior del elevador hasta que la presin suficiente se genera detrs de l para empujar el lquido sobre la parte superior del elevador, la superacin de la presin esttica .

1. Detrs de este golpe de lquido sigue una babosa de gas, hasta que los lquidos se han acumulado suficientes en la parte inferior para formar un lingote lquido nuevo. 1. Pigging babosas son causados por pigging operaciones en el oleoducto.El pigging ha sido diseado para empujar todos o la mayora de los lquidos contenidos de la tubera a la salida. Esto crea intencionalmente un lingote lquido.

Diseo.- Tipos de Slug Catcher

Los Slug ctcher se pueden clasificar en las siguientes tres categoras:

slug ctcher horizontal (separador)

Puede dar la separacin de partculas pequeas (10 micrones) donde hay ms lquido y menor flujo de gas. tiles como separador de tres fases. Buena separacin de hasta de 5 a 700 barriles.

slug catcher vertical (separador)

til donde la separacin de partculas pequeas (10 micras) es necesario y el flujo de gas es grande en relacin al liquido. Buena separacin- tiles de hasta de 5 a 700 barriles.

Slug catcher de tipo dedoSe compone de varios pedazos largos de tubera ("dedos"), que juntos forman el volumen de amortiguamiento. La ventaja de este tipo de slugcatcher es que los segmentos de tubera son ms fciles de diseo para altas presiones, que se encuentran a menudo en sistemas de tuberas, de un gran barco. Una desventaja es que su presencia puede llegar a ser excesivamente grande.

Un diseo bsico de slug catcher contiene el volumen de amortiguamiento para el gas y lquido. Un sistema de control se utiliza para la salida controlada de gas y lquidos de las instalaciones de elaboracin secundaria. La seccin de entrada est diseada para promover la separacin de gas y lquido. Slug Catcher tipo tubo.-. Normalmente, slo se utiliza para atrapar las balas de lquido y mantenerlas. Por razones econmicas, estos cazadores de babosas se disean generalmente como los de tuberas y accesorios, y no como recipientes a presin. Es utilizado para proteger un separador.

4.- INTERCAMBIADORES

Este tipo de equipo es muy aplicado en toda la industria de procesos, petroleras, qumicas, plsticas, etc.

DefinicinEl intercambiador es un equipo que permite la transferencia de calor del fluido que lo recorre al medio ambiente.Funcionamiento:El fluido de proceso (petrleo, gas o condensado) que entra al intercambiador cede calor al ambiente al pasar por un intercambiador de calor agua/aire y unos ventiladores que generan una corriente de aire que pasa a travs de dicho intercambiador. En el caso de que la temperatura del aire (caso de verano) sea muy alta, el intercambiador por accin de su controlador de temperatura abrir una vlvula solenoide permitiendo el pasaje de agua a presin para efectuar un spray de agua sobre el aire de entrada al intercambiador bajando su temperatura y consecuentemente consiguiendo una menor temperatura en el agua de salida del agua al proceso.

Ubicacin: Debe ubicarse en un lugar muy bien ventilado, o cuyo volumen pueda absorber sin inconvenientes el calor a transferir. Desconocerlo implica adems de crear un ambiente caluroso para el personal, una creciente disminucin del rendimiento de la unidad. Si se dispone en el exterior, debe ubicarse en sombra permanente, de otra forma recibir radiacin solar, reduciendo su capacidad til de enfriamiento. El intercambiador es apto para instalacin a intemperie sin embargo el controlador no es apto para intemperie. Aun cuando el intercambiador puede estar a la intemperie, no ocurre lo mismo con el controlador electrnico, que deber remotizarse para que no lo afecte vientos, lluvias, radiacin solar, etc. El piso deber ser una superficie aceptablemente horizontal y nivelada, a fin de evitar vibraciones. Es necesario fijar el equipo al suelo para que eventualmente no "camine" aun cuando est relacionado por la caera

Es importante dejar una distancia libre de no menos de 2m de cada lado en el sentido del flujo de aire. No hay restricciones en el otro sentido, excepto que en el futuro deseen incorporarse ms unidades en paralelo.

TIPOSDe tiro forzado De tiro incluido

5.- BOMBASSon unas maquinas hidrulicas que entregan energa a un liquido a fin de transportarlo de un punto a otro.El tipo ms utilizado es el de desplazamiento positivo, teniendo en cuenta las siguientes consideraciones: La velocidad de la bomba estara limitada de 300 350 r.p.m. El lubricante no puede estar en contacto con el glicol. La mxima temperatura de bombeo podra limitarse a 170 F. Para asegurar el bombeo se instala un cumulador de glicol.TIPOS DE BOMBASExisten dos tipos bsicos de bombas comnmente usado en la industria petrolera: Bombas Centrfugas; son usados cuando el volumen del lquido a ser bombeado es relativamente mayor y las presiones diferenciales son moderadas. Bombas Reciprocantes; o tambin llamada bomba de desplazamiento positivo o de pistn, son usados para bombear pequeos volmenes de lquidos a altas presiones diferenciales y altas velocidades de operacin. Este tipo de bomba Es mayormente usado en los sistemas de oleoductos y para la inyeccin de agua dentro de la formacin productora; logrando de esta manera elevar la presin.La eleccin del tipo de bomba depende primordialmente del volumen a ser bombeado y las presiones que debe vencer. Para la eleccin de la bomba se debe hacer el estudio de las curvas de comportamiento de las diferentes bombas y determinar cual operar con mayor eficiencia (estas curvas son realizados por el fabricante); pero como la experiencia con relacin a otros diseos ya realizados a campos cercanos; nos han demostrado que las bombas centrfugas son las ms convenientes y de mayor eficienciaBOMBAS CENTRFUGASLa forma de operacin de una bomba centrfuga consiste de un impulsor y una caera; el impulsor es girado por el conductor de bomba a travs de un eje, lanzado al lquido dentro de la caera de la bomba, luego se realiza el incremento de energa del lquido por medio de una fuerza centrfuga. Este incremento en energa causa el flujo del lquido a travs de la lnea de descarga. La descarga del lquido fuera del impulsor reduce la presin del impulsor de entrada; permitiendo el ingreso de nuevo fluido desde la lnea de succin.POTENCIA EMPLEADA POR LA BOMBAEn muchos casos ms de una bomba es requerida para una estacin, las cuales pueden ser conectadas en diferentes maneras; para proveer un mayor rango de operacin y capacidad.Un arreglo en paralelo; es cuando la primera bomba empieza la succin desde un tanque de almacenamiento mediante un maniflod de succin, el cual consiste en un lnea de succin individual que salen y entran de su unidad respectiva.Luego cada bomba descarga separadamente a un manifold de descarga conectado a la lnea del oleoducto.

Esta conexin en paralelo de las bombas opera aproximadamente a la misma presin de succin y descarga; con un volumen del flujo total igual a la suma del caudal individual de cada bomba.La bomba tambin puede ser conectad en serie en este caso, una de las bombas toma la succin del fluido almacenado luego realiza la descarga a la succin de la segunda bomba y la ltima bomba en serie descarga dentro de la lnea del oleoducto.La presin de succin para la segunda bomba es igual a la presin de descarga de la primera bomba menos las prdidas producidas en las conexiones de tuberas. Es este arreglo e volumen del flujo total es manejado por cada bomba pero la carga diferencial es la sumatoria de cada carga diferencial producidas por cada bomba individual.La siguiente informacin es necesaria para la apropiada seleccin y el tamao de la lnea de la bomba:1. Caractersticas del fluido, incluyendo la gravedad especfica para el bombeo, temperatura, presin de vapor de bombeo, y la presencia de algn material corrosivo.2. Caudal de bombeo deseado y nuevos cambios futuros de volmenes requeridos.3. Condiciones de presin, incluyendo la presin de succin y de descarga; la carga neta de succin disponible por el conductor de bomba y futuros cambios de esperada.4. El tipo preferido del conductor de bomba y el tipo de sello para el eje.5. Metalurgia especial requerido para manejar altas temperaturas y fluido corrosivo y otras condiciones severas.

BOMBAS RECIPROCANTESPoseen un mecanismo de desplazamiento positivo, que desplaza una cantidad de lquido llenado (dentro del cilindro de la bomba) por accin del pistn, vstago o diafragma de desplazamiento.Estos ofrecen una particular ventaja al bombear lquido con arrastre de slidos pulverizados o emulsiones gelatinosas, alta viscosidad del fluido y cuando se requiere elevar a altas presiones.Existen dos tipos bsicos de conductor de la bomba: 1) Mediante un equipo externo ya sea una turbina, o un motor, etc. 2) O la accin directa de la bomba.La desventaja bsica de una bomba reciprocante la velocidad de oleaje que ocurre durante la carrera. Teniendo como solucin el uso de dos o mas elementos de bombeo ubicados en paralelo.Finalmente, la eficiencia de bombeo para un abomba reciprocante con conductor externo se encuentra entre el rango de 85 92%. Y la eficiencia de una bomba de accin directa se encuentra en el rango 65 83% al mismo tiempo dependiendo primordialmente en sus velocidadesBombas de Carga para Amina (P201A/B)

6.- TURBINAS turbina de gas, es unaturbo mquinamotora, cuyofluidode trabajo es ungas. Como la compresibilidad de los gases no puede ser despreciada, las turbinas a gas son turbo mquinas trmicas. Comnmente se habla de las turbinas a gas por separado de las turbinas ya que, aunque funcionan con sustancias en estado gaseoso, sus caractersticas de diseo son diferentes, y, cuando en estos trminos se habla de gases, no se espera un posible cambio de fase, en cambio cuando se habla de vapores s.Turbina,motorrotativoqueconvierte en energa mecnica la energa de una corriente de agua, vapor de agua o gas. Una turbina de gasest compuesta de tres secciones principales: un compresor, un quemador y una turbina de potencia. Las turbinas de gas operan en base en el principio del ciclo Brayton, en donde aire comprimido es mezclado con combustible y quemado bajo condiciones de presin constante. El gas caliente producido por la combustin se le permite expandirse a travs de la turbina y hacerla girar para llevar a cabo trabajo. En una turbina de gas con una eficiencia del 33%, aproximadamente 2/3 del trabajo producido se usa comprimiendo el aire. El otro 1/3 est disponible para generar electricidad, impulsar un dispositivo mecnico, etc. Componentes COMPRESOR TUBO DE COJINETES DIFUSOR CMARA DE COMBUSTIN ALABES DISCO DE TURBINA TOBERA DE ESCAPE

COMPRESOR: El compresor se encuentra en la entrada del motor y se encuentra conectado al disco de turbina por medio de un eje, el compresor puede ser de tres tipos diferentes:Axial: la corriente de aire que atraviesa el compresor lo hace en el sentido del eje (de ah el nombre de axial), consta de varios discos giratorios (llamados etapas) en los cuales hay una serie de "palas" (alabes), entre cada disco rotor hay un disco fijo (estator) que tiene como funcin dirigir el aire con el ngulo correcto a las etapas rotoras. El compresor axial es l mas utilizado en las turbinas "de verdad" pero para las pequeas turbinas de aeromodelismo es muy difcil de construir y balancearRadial o Centrifugo: la corriente de aire ingresa en el sentido del eje y sale en sentido radial, consta de un solo disco con alabes en una o ambas caras, es el compresor universalmente utilizado en las micro turbinas por ser fcil de obtener (proveniente de un turbo compresor de auto) y balancear, es mucho ms resistente que el axial pero como desventaja es mas pesado y tiene un rea frontal mayor.

DIFUSORTiene como misin cambiar la velocidad de la corriente de aire que viene del compresor para aumentar la presin. Consta de una serie de pasajes que se ensanchan hacia atrs (conductos divergentes), el difusor es diferente segn el compresor sea axial o centrifugoCMARA DE COMBUSTINEs una de las partes mas criticas de las turbinas de aeromodelismo, su diseo es critico dado que la temperatura de salida es fundamental as como la longitud de la cmara esta limitada por cuestiones de diseo que no vienen al caso, entonces estaParte debe ser diseada con sumo cuidado para permitir la completa combustin dentro de la longitud de la misma.Existen varios tipos de cmara de combustin, pero la universalmente utilizada para las micro turbinas es la denominada "anularALABES GUA DE TURBINA Esta parte tiene como funcin aumentar la velocidad de la corriente de gas caliente que sale de la cmara de combustin y dirigirla con el ngulo apropiado al disco de turbina. Esta pieza es la mas expuesta a altas temperaturas que en algunos casos superan los 700 C por lo tanto se construyen en aleaciones inoxidables para alta temperatura, bsicamente consta de una serie de alabes "estatores" que se cierran hacia la parte trasera (conducto convergente), tambin difieren si son para turbina radial o axialDISCO DE TURBINAEs la parte encargada de extraer parte de la energa de la corriente de gas para convertirla en movimiento, su nica funcin es hacer rotar el compresor al cual se encuentra unido por medio de un eje, la turbina se halla sujeta a elevadas temperaturas y lo que es peor a elevadas cargas centrifugas que unido a la disminucin de resistencia del material por causa de la temperatura hacen que este sea el elemento que mas importancia tiene en cuanto a la eleccin de materiales, sin excepcin se utilizan aleaciones con elevado contenido de nquel y cromo.Existen dos tipos de discos de turbinaLos axiales: Son los mas utilizados pues poseen excelentes caractersticas de aceleracin y un peso bastante reducido, su nica contra es que deben respetarse a estrictamente las temperaturas y velocidades mximas sino se corre el riesgo de que el disco se "desintegre.Las radiales: Si bien se utilizan menos por ser bastante ms pesadas y por lo tanto tardan ms en acelerar tienen la particularidad de ser muy robustas, soportan mas revoluciones a mayor temperatura.

LA TOBERA DE ESCAPEEn esta parte los gases de escape son acelerados para aumentar el empuje producido por la turbina, bsicamente es un conducto cnico y algunas veces tambin posee un cono interior. El ciclo de funcionamientoEl aire ingresa al compresor donde aumenta parcialmente la presin y temperatura, luego es llevado al difusor donde se produce el incremento final de presin, el aire ingresa a la cmara de combustin donde se mezcla con el combustible y se quema para incrementar la temperatura (y por lo tanto la energa total contenida en el gas), luego es dirigido hacia el conjunto de alabes estatores de la turbina (N.G.V.) estos tienen como misin dirigir el gas hacia el disco de turbina con el ngulo correcto y adems incrementar su velocidad, luego el gas pasa por el disco de turbina donde parte de la energa que contiene es extrada para mover el compresor (en las micro turbinas se extrae una GRAN parte de la energa) al cual se encuentra unido por medio de un eje, el gas deja la turbina con gran temperatura y velocidad pero es acelerado an ms en la tobera de escape, el gas que sale a gran velocidad es el responsable de la reaccin que se conoce como "empuje" de la turbina.Las turbinas no pueden arrancar por si solas, necesitan ser llevadas a un determinado nmero de RPM para crear suficiente presin en el motor para permitir el funcionamiento.Las turbinas de gas operan en base al principio del ciclo Brayton, a presin constante.

7.- COMPRESORES

Efecto del Reciclo Si se elimina el condensado (luego de un enfriamiento) de la corriente de reciclo alrededor de un compresor que maneje una mezcla gaseosa, el peso molecular otras propiedades del gas de reciclo cambian con respecto a las de la alimentacin fresca. Por lo tanto, la mezcla del gas de reciclo y gas fresco que maneja el compresor mientras estn operacin de reciclo es diferente a la de la corriente principal del proceso, y esta diferencia puede afectar significativamente la actuacin de compresores centrfugos y axiales, debido a su limitada capacidad de cabezal. Esto es especialmente crtico en el caso del reciclo rico en hidrgeno en reformacin, servicios de compresin de gases en plantas de productos livianos, ya que el peso molecular de la mezcla puede ser reducido significativamente por el efecto de remover el condensado. El cambio de peso molecular bajo condiciones de reciclo es especialmente significativo cuando estn involucradas dos o ms etapas del proceso descompresin ya que involucra etapas de enfriamiento y separacin de condensado. Se ha convenido para disear sistemas de reciclo, devolver la corriente de descarga sin enfriar, aguas arriba, a la entrada del sistema desde un enfriador (o condensador), evitando de esta manera la remocin de lquido lo cual cambiara.Las propiedades de la mezcla gaseosa. Si se usa algn otro diseo de circuito de reciclo, deber tomarse la previsin de recircular tanto el condesado como el vapor de la descargas al tambor separador de la entrada, para as minimizar el cambio de las propiedades del gas. La alternativa de disear el compresor y el elemento motriz o conductor para un punto de operacin alterno con peso molecular reducido es costoso y es recomendado solamente si otras alternativas resultado prcticas. El sistema de reciclo normalmente deber disearse para minimizar el efecto de cambio en las propiedades del gas para una velocidad de reciclo correspondiente una prdida de alimentacin a la planta, la cual requiere una velocidad de flujo de reciclo cerca del 70% del flujo del diseo normal del compresor .En el caso de compresin de etapas mltiples, se deberConsiderar el hacer uso de reciclo intermedios alrededor de cada etapa, para reducir el impacto del cambio del peso molecular. Los compresores de desplazamiento positivo son mucho menos sensibles a cambios de propiedades del gas que los compresor es dinmicos, y en consecuencia no requieren de diseo de sistemas especiales para la operacin de reciclo.

8.- HORNOSEntendemos por hornos industriales los equipos o dispositivos utilizados en la industria, en los que se calientan las piezas o elementos colocados en su interior por encima de la temperatura ambiente .El objeto de este calentamiento puede ser muy variado ,por ejemplo: Fundir. Ablandar para una operacin de conformacin posterior. Tratar trmicamente para impartir determinadas propiedades Recubrir las piezas con otros elementos, operacin que se facilita frecuentemente operando a temperatura superior a la del ambiente.La energa calorfica requerida para el calentamiento de los hornos puede proceder de: Gases calientes producidos en la combustin de combustibles slidos,Lquidos o gaseosos que calientan las piezas por contacto directo entre ambos o indirectamente a travs de tubos radiantes o intercambiadores en general. Energa elctrica en diferentes formas Arco voltaico de corriente alterna o continua Induccion eletromagntica Alta frecuencia em forma de dielectricidad o microondas Resistncia hmica directa de ls piezas Resistncias elctricas dispuestas en el horno que se calientan por efecto Joule y ceden calor a la carga por las diversas formas de transmisin de calor. A los hornos industriales que se calienta por este medio se denominan hornos de resistencias.

Tipos de Hornos CubilotesLos cubilotes son hornos cilndricos verticales compuestos de una envoltura de chapa de acero dulce de 5 a 10 mm. De espesor, con un revestimiento interior de mampostera refractada de unos 250 mm.de espesor .El horno descansa sobre cuatro columnas metlicas denominadas pies de sostn del cubileteHornos de Reverbero

Los hornos de reverbero se utilizan para la fundicin de piezas de grandes dimensiones, tanto de metales frreos como de metales no frreos ,como cobre latn ,bronce y aluminioLos hornos de reverbero son de poca altura y gran longitud.En uno de los extremos se encuentra el hogar donde se quema el combustible,y en el extremo opuesto la chimenea .Las llamas y productos de la combustin atraviesan el horno y son dirigidos ,por la bveda de forma adecuada hacia la solera del horno, donde esta situada la carga del metal que se desea fundir.Hornos Rotativos

Los hornos rotativos estn formados por una envoltura cilndrica de acero,de eje sensiblemente horizontal, que termina con dos troncos de cono ,uno en cada extremo.En uno de los extremos esta situado el quemador y en el otro la salida de los quemados, que generalmente pasan por un sistema de recuperacin de calor para precalentar el aire de soplado antes de ser evacuados por la chimeneaHornos de CrisolesLos crisoles son recipientes de arcilla mezclada con grafito y otras substancias, provistos de tapa para cierre hermtico, que una vez cargados y cerrados se caldean en los denominados hornos de crisoles, utilizando como combustible carbn o, ms modernamente, gas oil.Hornos ElctricosLos hornos elctricos tienen grandes ventajas para la fusin de los materiales, siendo las ms destacadas las siguientes: Pueden obtenerse temperaturas muy elevadas hasta de 3500 C en algunos tipos de hornos elctricos. Pueden controlarse la velocidad de elevacin de temperatura, mantener esta entre lmites muy precisos, con regulaciones completamente automticas. La carga queda por completo libre de contaminacin del gas combustible.

Puede controlarse perfectamente la atmsfera en contacto con la masa fundida, hacindola oxidante o reductora a voluntad, e incluso en algon tipo de horno puede operarse en vaci. Tienen mayor duracin los revestimientos que en los dems tipos de hornos. Se instalan en espacio reducido. Su operacin se realiza con mayor higiene que la de los hornos otros tipos

9.- VALVULASUna vlvula se puede definir como un aparato mecnico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulacin (paso) de lquidos o gases mediante una pieza movible que, cierre u obstruye en forma parcial uno o ms orificios o conductos.Sus tamaos van desde una fraccin de pulgada hasta 30 ft (9 m.) o ms de dimetro.

TIPOS DE VALVULAS.-Se encuentran las siguientes:1.-Vlvulas de cierre.-Vlvulas de compuerta.La vlvula de compuerta es de vueltas mltiples, en la cual se cierra el orificio con un disco vertical de cara plana que se desliza en ngulos rectos sobre el asiento.Recomendada para Servicio con apertura total o cierre total, sin estrangulacin. Para usopocofrecuente. Para resistencia mnima a la circulacin. Para mnimas cantidades de fluido o liquido atrapado en la tubera.

AplicacionesServicio general, aceites y petrleo, gas, aire, pastas semilquidas, lquidos espesos, vapor, gases y lquidos no condensables, lquidos corrosivos. Ventajas Alta capacidad. Cierre hermtico. Bajo costo. Diseo y funcionamiento sencillos. Poca resistencia a la circulacin. Desventajas Control deficiente de la circulacin. Se requiere mucha fuerza para accionarla. Produce cavitacin con baja cada de presin. Debe estar cubierta o cerrada por completo. La posicin para estrangulacin producir erosin del asiento y del disco. Vlvulas de macho.-La vlvula de macho es de de vuelta, que controla la circulacin por medio de un macho cilndrico o cnico que tiene un agujero en el centro, que se puede mover de la posicin abierta a la cerrada mediante un giro de 90.Recomendada para: Servicio con apertura total o cierre total. Para accionamiento frecuente. Para baja cada de presin a travs de la vlvula. Para resistencia mnima a la circulacin. Para cantidad mnima de fluido atrapado en la tubera Aplicaciones Servicio general, pastas semilquidas, lquidos, vapores, gases, corrosivos. Ventajas Alta capacidad. Bajo costo. Cierre hermtico. Funcionamiento rpido

Vlvulas de bola.-Las vlvulas de bola son de de vuelta, en las cuales una bola taladrada gira entre asientos elsticos, lo cual permite la circulacin directa en la posicin abierta y corta el paso cuando se gira la bola 90 y cierra el conducto.Recomendada para Para servicio de conduccin y corte, sin estrangulacin. Cuando se requiere apertura rpida. Para temperaturas moderadas. Cuando se necesita resistencia mnima a la circulacin. Aplicaciones Servicio general, altas temperaturas, pastas semilquidas. Ventajas Bajo costo. Alta capacidad. Corte bidireccional. Circulacin en lnea recta. Pocas fugas. Se limpia por si sola. Poco mantenimiento. No requiere lubricacin. Tamao compacto. Cierre hermtico con baja torsin (par). Vlvulas de Mariposa:La vlvula de mariposa es de de vuelta y controla la circulacin por medio de un disco circular, con el eje de su orificio en ngulos rectos con el sentido de la circulacin.Ventajas: Alta capacidad con baja cada de presin a travs de la vlvula. Apta para un gran rango de temperaturas, dependiendo del tipo de cierre. Mnimo espacio para instalacin. Econmica, especialmente en grandes tamaos. Su menor peso le hace ms manejable en su mantenimiento.Desventajas: Necesita actuadores potentes o de gran recorrido si el tamao de la vlvula es grande o la presin diferencial es alta. No adecuada para fluidos cavitantes o aplicaciones de ruido.

2.-Vlvulas de estrangulacin.-Vlvula de Globo:El flujo lo restringe un obturador que se desplaza perpendicularmente al asunto de la vlvula. Ventajas: Disponibles en todos los ratings. Amplia seleccin de materiales constructivos. Posibilidad de diversas caractersticas de caudal. Partes internas aptas para el tipo de estanqueidad requerida.

Formas constructivas: Caja: El asiento de la vlvula esta agujereado. Membrana: Se usa para fluidos muy corrosivos, de alta viscosidad, en la industria alimentaria. Tres vas: Se usa para partir una corriente en dos o unir dos corrientes en una.Neumtico de diafragma:Las vlvulas de diafragma son de vueltas mltiples y efectan el cierre por medio de un diafragma flexible sujeto a un compresor. Cuando el vstago de la vlvula hace descender el compresor, el diafragma produce sellamiento y corta la circulacin. Recomendada para : Servicio con apertura total o cierre total. Para servicio de estrangulacin. Para servicio con bajas presiones de operacin. Aplicaciones:Fluidos corrosivos, materiales pegajosos o viscosos, pastas semilquidas fibrosas, lodos, alimentos, productos farmacuticos. Vlvulas de Aguja.-Las vlvulas de aguja son utilizadas para realizar regulacin de fluido con un estrangulamiento del mismo de manera muy precisa o fina. Las vlvulas de aguja pueden ser utilizadas en procesos de ultra alta pureza High PurityValves o en procesos normales de instrumentacin y otros procesos.Sus aplicaciones incluyen las altas presiones y grandestemperaturas. Vlvula en Y.-Es adecuada como vlvula de cierre y de control. Como vlvula todo-nada se caracteriza por su baja perdida de carga y como vlvula de control presenta una gran capacidad de caudal. Posee una caracterstica de auto drenaje cuando est instalada inclinada con un cierto Angulo. Se emplea usualmente en instalaciones criognicas.

Vlvula de ngulo.-Permite obtener un flujo de caudal regular sin excesivas turbulencias y es adecuada para disminuirla erosin cuando esta es considerable por las caractersticas del fluido o por la excesiva presin diferencial.

Vlvulas de retencin (check).-La vlvula de retencin est destinada a impedir una inversin de la circulacin. La circulacin del lquido en el sentido deseado abre la vlvula; al invertirse la circulacin, se cierra. Hay tres tipos bsicos de vlvulas de retencin: 1) vlvulas de retencin de columpio, 2) de elevacin y 3) de mariposa.

Vlvulas de desahogo (alivio).-Una vlvula de desahogo es de accin automtica para tener regulacin automtica de la presin. El uso principal de esta vlvula es para servicio no comprimible y se abre con lentitud conforme aumenta la presin, para regularla. El tamao de las vlvulas de desahogo es muy importante y se determina mediante formulas especificas. Vlvula de control.-La vlvula automtica de control generalmente constituye el ltimo elemento en un lazo de control instalado en la lnea de proceso y se comporta como un orificio cuya seccin de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determinada.

10.- TANQUES DE ALMACENAMIENTOSTanques verticales techo flotanteConstan de una membrana solidaria al espejo de producto que evita la formacin del espacio vapor, minimizando prdidas por evaporacin al exterior y reduciendo el dao medio ambiental y el riesgo de formacin de mezclas explosivas en las cercanas del tanque. El techo flotante puede ser interno (existe un techo fijo colocado en el tanque) o externo (se encuentra a cielo abierto). En cualquier caso, entre la membrana y la envolvente del tanque, debe existir un sello.Los nuevos techos internos se construyen en aluminio, y se coloca un domo geodsico como techo fijo del tanque. Las ventajas que presenta el domo con respecto a un techo convencional son:Es un techo autoportante, es decir, no necesita columnas que lo sostenga. Esto evita el tener que perforar la membrana.Se construye en aluminio, lo cual lo hace ms liviano. Se construyen en el suelo y se montan armados mediante una gra, evitando trabajos riesgosos en altura.

Tanques Flotantes Plegables(SENTEC Tanques RO-TANK)Los tanques flotantes RO-TANK han sido desarrollados para el almacenamiento de hidrocarburos recuperados por embarcaciones antipolucin que no disponen de tanques propios o cuya capacidad es insuficiente.Los RO-TANK pueden ser remolcados llenos o vacos a velocidades de hasta 7 nudos en funcin del estado del mar. Gracias a sus conexiones rpidas ASTM es posible unir varios tanques para su remolque o fondeo conjunto.

Esferas Las esferas se construyen en gajos utilizando chapas de acero. Se sostienen mediante columnas que deben ser calculadas para soportar el peso de la esfera durante la prueba hidrulica (pandeo).Al igual que en los cigarros,

todas las soldaduras deben ser radiografiadas para descartar fisuras internas que se pudieran haber producido durante el montaje. Cuentan con una escalera para acceder a la parte superior para el mantenimiento de las vlvulas de seguridad, aparatos de telemedicin, etc.

Horizontales Los recipientes horizontales (cigarros) se emplean hasta un determinado volumen de capacidad. Para recipientes mayores, se utilizan las esferas. Los casquetes de los cigarros son toriesfricos, semielpticos o semiesfricos. Sus espesores estn en el orden de (para una misma p, T y ):semielptico: es casi igual al de la envolvente.toriesfrico: es aproximadamente un 75% mayor que el semielptico.semiesfrico: es casi la mitad del semielptico.

Colores de tanques de almacenamientoUn tanque que almacena petrleo combustible, el color preferido para este tipo de combustible es el negro, por la absorcin de calor que este color propicia, y hace ms fluido el petrleo al ganar en temperatura.Otros factores en prdidas de combustiblesOtro factor a considerar en las prdidas de combustibles es la presin.

Cuando se abre el registro de medicin para medir la altura del producto por medio de la lienza, gran parte de la presin se libera a la atmsfera produciendo un escape de vapores, compuesto por aire y gas puro, que representa una prdida de acuerdo con la capacidad del tanque.Si por ejemplo una gasolina motor a una temperatura de 26,7 oC la prdida en litros que ocasiona esta diferencia de presin, antes de abrir el registro de medicin y despus de cerrarlo, puede estimarse como sigue en un tanque de 5 000 metros cbicos, con diferentes por ciento de llenado el tanque.Cuando se almacena un producto voltil en un tanque, es imprescindible una sistemtica revisin para detectar cualquier escape de gases, ya sea por el registro de medicin, perforacin en el techo, o por otros registros; estos escapes traen como consecuencia que la vlvula de presin y vaco no retenga presin, lo que puede producir prdidas ascendentes a varios miles d litros mensuales, de acuerdo con la capacidad del tanque.Normas de seguridadEjemplos de medidas de seguridad fundamentales en el inventariado y manejo en tanques de petrleo son las siguientes: No fumar o llevar materiales humeantes. Es muy posible que haya materiales voltiles con bajo punto de inflamacin presentes. No pisar o caminar sobre los techos de los tanques. Conservar la cara y la parte superior del cuerpo apartada cuando se abran las portezuelas del muestreador. Es muy posible que se produzca una emisin de gases acumulados y vapores al abrir la portezuela. Nunca, bajo ninguna circunstancia debe entrar a un tanque, salvo que est usando ropa de seguridad y un dispositivo de respiracin aprobado y haya otro operador presente afuera para avisar o auxiliar en caso necesario.

Universidad Autnoma Gabriel Ren MorenoAlumno: Jean Franco Jimnez Fernndez