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Tesis Calculotesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural y Analizis de Costo Para Una Red de Aprovechamiento de Gas Natural

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tesis calculo y analizis de costo para una red de aprovechamiento de gas natural

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Propiedades de los gases.

Un gas, es definido como un fluido homogneo de viscosidad y densidad baja, que no tiene Ningn volumen definido, pero se ampla para completamente rellenar el espacio donde es colocado. Generalmente, el gas natural es una mezcla de gases de no hidrocarburo e hidrocarburo. Los gases de hidrocarburo que normalmente son encontrados en un gas natural son metano, etano, propano, butano, pentano, y las pequeas cantidades de hexano y ms componentes pesados. Los gases de no hidrocarburo (impurezas), incluyen el dixido de carbono, el sulfuro de hidrgeno, y el nitrgeno.

El conocimiento y relacin de la presin, volumen y temperatura (PVT), y otras propiedades qumicas de los gases son indispensable para el desarrollo de un yacimiento de petrleo o gas.

Entre las propiedades podemos encontrar:

Peso molecular del gas.

Gravedad especfica.

Densidad del gas.

Viscosidad del gas.

Factor de compresibilidad del gas.

Factor volumtrico de formacin del gas.

Volumen especfico.

Compresibilidad isotrmica del gas.

Peso molecular del gas.

Es la unin de los pesos moleculares de cada elemento que conforman el gas natural.Las unidades del peso molecular son: Kg/Kmol Lb/lbmol.

El gas natural, es una mezcla de componentes y es por ello que el peso molecular del gas se obtiene sumando la fraccin molar de cada componente por su respectivo peso molecular.

Gravedad especfica. Es la relacin de la densidad de una sustancia a la densidad de una sustancia de referencia.Para efectuar la relacin entre ambas sustancias, es necesario que ambas se encuentren a la misma presin y temperatura.

Densidad del gas. Es la relacin entre la masa y el volumen de una sustancia en estudio.

Viscosidad del gas.Es la relacin entre el esfuerzo cortante y la velocidad del esfuerzo cortante, que se aplica a una porcin de fluido para que adquiera movimiento (viscosidad dinmica).

Hay distinto tipos de viscosidad, siendo las de mayor estudio la dinmica y la cinemtica, siendo sta ltima la resistencia que se genera al fluir un fluido bajo el efecto de la gravedad.

La viscosidad de los gases tendr el siguiente comportamiento:

A bajas presiones, un aumento de la temperatura aumentar la viscosidad del gas.

A altas presiones, un aumento de la temperatura disminuye la viscosidad.

A cualquier temperatura, si se aumenta la presin la viscosidad aumenta.

La viscosidad ser mayor, a medida que el gas posea componentes ms pesados.

Factor de compresibilidad del gas

Es un factor de correccin introducido en la ecuacin general de los gases y ser obtenido experimentalmente dividiendo el volumen real de moles de un gas a presin y temperatura, por el volumen ideal ocupado por la misma masa de gas a iguales condiciones de presin y temperatura.

Factor volumtrico de formacin del gas

Es un factor que relaciona el volumen de gas en el yacimiento a presin y temperatura con el volumen de la misma masa de gas en superficie a condiciones normales presin.

Volumen especfico

Es definido como el volumen ocupado por una masa de gas, es decir, el volumen dividido entre la masa. Para un gas ideal es el inverso de la densidad.

Factores para su formacin:

Ausencia de aire.

Restos de plantas y animales.

Gran presin de las capas de la tierra.

Altas temperaturas.

Gas Natural (GN)

El gas natural es el resultado de una mezcla en proporciones variables de compuestos gaseosos de naturaleza orgnica e inorgnica. Los compuestos orgnicos lo constituyen compuestos parafnicos tambin denominados alcanos. Este grupo de compuestos orgnicos aporta normalmente ms del noventa por ciento en volumen en el anlisis normal de una muestra de gas natural ordinario y est formado por los siguientes componentes: metano, etano, propano, normal butano, normal pentano, iso-pentano, hexanos y heptanos plus. El segundo grupo de componentes que forman el gas natural, lo constituyen los componentes inorgnicos; estos aportan normalmente menos del diez por ciento en volumen en una muestra de gas y estn representados por el dixido de carbono y sulfuro de hidrgeno.

El gas natural se encuentra en las cavidades microscpicas o intersticiales, las cuales unidas pueden formar grandes acumulaciones de gas, permanece en el estado gaseoso, bajo presin atmosfrica y temperatura ambiente. Para que se inflame, es preciso que sea sometido a una temperatura superior a 620C. Adems, es incoloro e inodoro, quemando con una llama casi imperceptible. comercializado.

El poder calorfico del gas natural es variable de acuerdo a su composicin, estando comprendido generalmente entre 37.656 y 39.748 cal/m3, a menos que se trate de un gas con importante contenido de inertes o por el contrario de hidrocarburos pesados, siendo as de menor a mayor poder calrico respectivamente.

Se puede encontrar gas natural asociado cuando est acompaado de petrleo, o bien como gas natural no asociado cuando son yacimientos exclusivos de gas.

Composicin bsica

La composicin bsica del gas natural indica que es una mezcla de hidrocarburos constituido principalmente por metano, que se encuentra en yacimientos. Se considera que el gas natural es uno de los combustibles ms limpios, que produce principalmente C02 en forma de gas, vapor de agua y pequeas cantidades de xidos de nitrgeno cuando se quema.

El componente predominante es el metano. Los otros hidrocarburos, tanto gaseosos, como lquidos se consideran acompaantes. Sin embargo, por medio del porcentaje real del anlisis de la muestra del gas se puede calcular la cantidad de lquidos susceptibles de extraccin y las posibilidades de comercializacin.

Al momento de manejar operaciones donde se encuentre presente este gas, se deben tomar las precauciones y medidas de seguridad correspondientes. El sulfuro de hidrgeno, junto al dixido carbnico le confiere las propiedades cidas al gas natural, y en muchos casos hay que tratar el gas natural, a travs del proceso de endulzamiento para eliminar estos componentes.

El gas natural puede contener pequeas cantidades de helio, el cual, por su incombustibilidad, es de mucha utilidad en la aeronutica para llenar globos aerostticos. En algunos yacimientos de gas natural puede existir la presencia de pequeos porcentajes de hidrocarburos, que pueden contener hasta un 90% de CO2, gas que tiene una gran utilidad en la fabricacin de bebidas gaseosas; adems, en la industria qumica y en otras aplicaciones industriales se utiliza para producir hielo seco.

Tipos de Yacimientos

Yacimientos de Gas Asociados

Es aquel que, en el reservorio, esta disuelto en petrleo o bajo la forma de capa de gas. En este caso, la produccin de gas es determinada directamente por la produccin de petrleo. En el caso de que no haya condiciones econmicas para la extraccin, el gas natural es reinyectado en el yacimiento, a fin de evitar el acumulo de gases combustibles prximos a los pozos de petrleo.

Yacimientos de Gas No Asociado

Estos yacimientos pueden ser definidos como aquellos en que el gas puede estar libre o junto a pequeas cantidades de petrleo, como es el caso de yacimientos de gas condensado, as como se observa en la siguiente imagen.

En los yacimientos, generalmente, el gas natural asociado se encuentra como gas hmedo cido, mientras que el no asociado puede hallarse como gas hmedo cido, hmedo dulce o seco, aunque la principal diferencia es que el gas asociado tiene que ser sometido primeramente al proceso de separacin gas petrleo, mientras que en el no asociado este proceso no es necesario.

Caractersticas del gas natural

Dado que el gas natural es una mezcla de hidrocarburos, la cual vara en cantidades relativas, las propiedades fsicas de una mezcla dependern de las propiedades individuales de sus componentes y su grado de contribucin a la mezcla.

Durante el transporte, tratamiento, procesamiento y almacenamiento del gas natural, pueden existir condiciones, por ejemplo de presin y temperatura muy variables. El conocimiento de las propiedades fsicas de tales sustancias, bajo estas condiciones variables es indispensable tanto para el diseo de los equipos o sistema, como para su manejo y distribucin.

Para poder realizar un anlisis de propiedades fsicas de una mezcla cualquiera, es necesario determinar previamente su composicin y las diferentes propiedades de cada componente, y as poder establecer los diversos parmetros de clculo que permitan, con ayuda de ecuaciones y tabla, conocer las propiedades de la mezcla total. Las propiedades fsicas ms usadas para el procesamiento del gas natural son: peso molecular, punto de congelacin, punto de ebullicin, densidad, temperatura y presin crtica, calor de vaporizacin y calor especfico.

Produccin, recoleccin y acondicionamiento del gas natural

Las corrientes de gas se envan a travs de gasoductos de recoleccin hacia los centros de tratamiento y compresin, posteriormente, es endulzado en los mltiples de segregacin, ubicados en los centros De tratamiento, las corrientes de energtico y acondicionado, son separadas en flujos de gas rico y pobre. Dependiendo del contenido de hidrocarburos condensables, el gas ms rico se destina a plantas de extraccin profunda de lquidos, el ms pobre se enva a plantas de inyeccin para facilitar la recuperacin de flujo remanente, y el restante, conjuntamente con el gas residual de las plantas de extraccin, se destina a la venta, como gas metano, en el mercado interno a travs de la red de gasoductos.

Procesamiento y tratamiento del gas natural.

El objetivo del procesamiento del gas natural es eliminar los contaminantes, incluyendo los componentes corrosivos (agua y gases cidos, sobre todo el sulfuro de hidrgeno por su carcter contaminante), los que reducen el poder calorfico, (como dixido de carbono y nitrgeno) y los que forman depsitos slidos a bajas temperaturas, (nuevamente agua y dixido de carbono), para despus separar los hidrocarburos ms pesados que el metano, que constituyen materias primas bsicas para la industria petroqumica.

Las etapas normales en el procesamiento del gas natural son las siguientes:Deshidratacin que consiste en la eliminacin de agua, usualmente con absorbentes slidos.

El endulzamiento (eliminacin del sulfuro de hidrgeno y dixido de carbono con soluciones absorbentes)

La recuperacin criognica de etano e hidrocarburos ms pesados (condensacin de estos componentes a bajas temperaturas, y destilacin fraccionada de los lquidos condensados).

Otras etapas complementarias son el fraccionamiento de los hidrocarburos recuperados y la conversin del cido sulfhdrico a azufre en forma lquida o slida, tambin la extraccin de los lquidos del gas natural, es un proceso de gran importancia, como lo es tambin la compresin del gas, adems del transporte y almacenamiento. La eficiencia de todos estos procesos est totalmente relacionada con la eficiencia del proceso de separacin gas- petrleo.

El tratamiento del gas natural es el conjunto de operaciones que se realizan para dejar el fluido en condiciones de entrada a la planta de fraccionamiento, en las cuales se realiza la particin de la mezcla. El tratamiento de gas se hace para acondicionarlo de manera que pueda ser utilizado en las operaciones de reinyeccin, combustible o como materia prima.

De acuerdo a las caractersticas del gas producido, este se realiza por medio de tres procesos: separacin, deshidratacin y endulzamiento; siendo factible hablar de la planta universal, en la cual lo que acontece en una de las partes del sistema afecta por igual a los otros equipos o subsistemas que integran el conjunto. El hidrgeno sulfurado y mercaptanos, que pueden contener ciertos gases naturales y la totalidad de los gases manufacturados y de destilera, son compuestos de azufre corrosivo, que es necesario extraer a fin de evitar el dao de los equipos de movimiento y utilizacin del gas. Esa extraccin se efecta mediante procesos especiales, siendo el ms difundido el proceso que se efecta en torres de absorcin con dietanolamina.

El dixido de nitrgeno que contienen algunos gases naturales tambin es eliminado en el proceso antes mencionado, pudiendo encontrarse en proporciones muy variables, existiendo yacimientos en que supera el 50%. Al igual que el nitrgeno que tambin puede existir ofrece el inconveniente de la reduccin del poder calorfico ya que se trata de gases inertes y de la disminucin de rendimiento en procesos de extraccin de gasolina.

El contenido de agua o vapor de agua en el gas, as como el contenido de hidrocarburos condensables ante un aumento de presin o disminucin de temperatura, resulta inconveniente para la conduccin del gas (CH4) por tuberas ya que provocara obstrucciones de importancia. Es por ello que el gas natural debe someterse siempre que sea necesario a deshidratacin y extraccin de lquidos. La humedad del gas al condensar da origen a la formacin de hidratos que pueden taponar las tuberas. Para que tal formacin se produzca se requiere una presin elevada y una baja temperatura. A cada valor de la presin corresponde una temperatura por debajo de la cual puedan formarse hidratos si existe humedad. A mayor presin es tambin mayor aquella temperatura, por ello este inconveniente es ms comn a mayores presiones. Para evitarlo debe procederse a deshidratar el gas, es decir, bajar su punto de roco hasta temperaturas inferiores a 0oC. Ello se hace mediante procesos que emplean como absorbedores agentes slidos o lquidos.

Tambin se logra impedir la formacin de hidratos mediante la inyeccin en el gas de sustancias inhibidoras tales como metanol. En lo que respecta a los hidrocarburos condensables, ellos se extraen en forma de gasolina y gas licuado, en plantas especiales que puedan utilizar diversos procesos, tales como compresin, enfriamiento, absorcin con kerosn, etc.

Otro proceso al que se somete el gas natural es la odorizacin, a fin de hacer posible la deteccin en caso de fugas.

Principales usos del gas natural.

El gas natural es una fuente de energa verstil que puede ser utilizada en mbitos muy variados, se puede emplear como combustible para abastecimiento de calor, generacin de electricidad y de fuerza motriz; como materia prima en las industrias siderrgica, qumicas, petroqumicas y de fertilizantes. En el rea de transporte se utiliza como sustituto del diesel, de la gasolina y del alcohol. Estos factores permiten el uso del producto en diversos segmentos, en concordancia con las determinaciones ambientales y contribuyendo eficaz y eficientemente con el control de los procesos, seguridad y calidad. Por ende, el gas natural participa directa o indirectamente en la vida de toda la poblacin.

Uso domstico.

El gas natural utilizado en las residencias recibe el nombre de gas residencial o domstico. Es un mercado en franca expansin, especialmente en los grandes centros urbanos de todo el pas. Las compaas distribuidoras estadales tienen planes actuales y futuros para realizar una ampliacin de sus redes.

El gas natural, comnmente es aplicado para cocinar, lavar, secar calentar el agua. Adems, los electrodomsticos se mejoran cada da con el fin de emplear el gas natural de forma ms econmica y segura. Los costos de mantenimiento de los materiales que funcionan con gas son generalmente ms bajos que los de otras fuentes de energa.

Uso industrial.

Utilizado como combustible ,el gas natural proporciona una combustin limpia, libre de agentes contaminantes, ideal para procesos que exigen la quema en contacto directo con el producto final, como por ejemplo, en la industria de cermicas y en la fabricacin de vidrio y cemento. El gas natural tambin puede ser utilizado como reductor siderrgico en la fabricacin de aceros y en sus formas ms variadas, como materia prima en la industria petroqumica, principalmente para la produccin de metanol y en la industria de fertilizantes, para la produccin amoniaco y urea. Puede ser igualmente utilizado para el reciclado de residuos para la incineracin, el secado, la deshumidificacin , la calefaccin, la climatizacin y la cogeneracin.

Generacin de electricidad.

Las compaas de electricidad y los proveedores independientes de energa emplean cada vez ms el gas natural para alimentar sus centrales elctricas. Generalmente las centrales que funcionan con gas natural tienen menores costos de capital, se construyen ms rpidamente, funcionan con mayor eficiencia y emiten menos polucin que las centrales que utilizan otros combustibles fsiles. Los avances tecnolgicos en materia de diseo, la eficacia y la utilizacin de turbinas de ciclo combinado, as como en los procesos de cogeneracin, fomentan el empleo de gas natural en la generacin de energa.

Las centrales de ciclo combinado utilizan el calor perdido para producir ms electricidad, mientras que la cogeneracin del gas natural produce al mismo tiempo potencia y calor que son tiles tanto como para la industria como para los usuarios comerciales. Estas cogeneracin reduce muy fuertemente las emisiones de gases contaminantes a la atmosfera. Este proceso se utiliza actualmente en diversas industrias del mundo entero, ya que garantiza economa y seguridad operativa Si se analizan con cuidado las propiedades del GNV se puede constatar que este posee muchas de las caractersticas ideales de un combustible de uso automotor. Hoy en da ya existen termoelctricas operativas y otras se encuentran en construccin.

Combustible automotor.

El gas natural surge como alternativa para combustible automotor por su bajo costo y el considerable rendimiento de este combustible, en especial en lo que se refiere al transporte pblico. Esto sin contar con los ahorros colaterales desprendidos del incremento de vida til de elementos como bujas, sistemas de escape, carburador y aceites lubricantes que la utilizacin del GNV (Gas Natural Vehicular) proporciona. El bajo costo del gas natural hace la gran diferencia, es un combustible muy seguro debido a que es ms liviano que el aire y se disipa rpidamente eliminando la posibilidad de acumulaciones o formacin de mezclas explosivas. Es un hidrocarburo cuya composicin es gas metano predominantemente, y cualquier fuga es fcilmente detectable por estar olorizadocon mercaptanos. Es por ello que la seguridad del GNV como combustible automotor ha sido comprobada. Durante la combustin de hidrocarburos lquidos, se emana ciertos residuos slidos y gases txicos, como el holln, CO2, SOX Y NOX. El sector transporte es la principal fuente de estos gases y presentan un incremento continuo de contaminacin atmosfrica. La sustitucin de la gasolina y otros combustibles lquidos para automviles por el gas natural como carburante, disminuye en gran magnitud la emisin de estos gases txicos y la generacin de partculas slidas. El automotor que emplea GNV, no contamina el aire, es un sistema econmico y ecolgico.

Algunos De Los Beneficios De Contratar Gas Natural .

El gas natural es ms ligero que el aire y tiene el mismo olor que el gas L.P. Al ser ms ligero que el aire el gas natural no se acumula. Es decir, que si por alguna circunstancia se llega a tener una fuga, el gas no provocara accidentes de tipo explosivo ni por intoxicacin.

Figura 1. Densidad GN vs GLP

El transporte del gas natural es ms seguro.

El gas natural se entrega por tubera, por lo que no existen camiones, ni personal extrao a los residentes que est manipulando el combustible cada vez que se requiera. El ducto va, en su mayora, subterrneo a 70 cms mnimo por debajo de los servicios regulares lo que evita que exista un deterioro y/o accidente en la lnea. De igual manera los ductos van a una presin de de lo que soporta la tubera por lo que el mismo sistema va protegido.

El gas natural es ms amigable con el medio ambiente. Este combustible es ms amigable con el medio ambiente ya que emite menos contaminacin (CO2) y a la vez es ms conveniente con sus equipos ya que no produce holln que pueda tapar sus salidas y/o manchar ropa y otros elementos expuestos al mismo.

No hay manipulacin en la entrega de gas natural, se paga lo que se consume.

Dado que el gas natural se traslada por tubera y no hay manipulacin en cargas y entregas, se evitan los malos manejos y se garantiza que se cobra nicamente lo que se consuma.

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Permisos (Procedimientos para uso del gas natural)

Antes debemos entender que de acuerdo a la tipo de suministro se otorgara el permiso por la Comisin Reguladora de Energa (CRE), de los cuales se clasifica de la siguiente manera.

Permisos a solicitud de parte. Son aquellos permisos solicitados a la CRE por las partes interesadas para la prestacin del servicio de transporte, almacenamiento y distribucin de gas natural.

Permisos para usos propios. Son aquellos permisos solicitados a la CRE por usuarios finales o sociedades de autoabastecimiento para el transporte o almacenamiento de gas natural con fines de autoabastecimiento.

Procedimiento para transportar gas natural.Las etapas del trmite de obtencin de permisos para la prestacin del servicio de transporte son las siguientes:

Entrega de solicitud; Revisin de la documentacin; Requerimiento de informacin adicional, en su caso; Aceptacin a trmite.Aviso al pblico; Evaluacin del proyecto; Modificaciones al proyecto, en su caso; Resolucin de la CRE, y otorgamiento del permiso.

El procedimiento para solicitar y, en su caso, obtener un permiso de transporte de gas natural se resume en tres fases, cada una de las cuales abarca a ms de una de las etapas mencionadas.

La primera fase consiste en reunir todos los requisitos de informacin y documentacin, para la presentacin de la solicitud ante la CRE. Una vez recibida la solicitud, la CRE la revisa para verificar que est completa y, en caso de detectar omisiones o deficiencias, le requiere al solicitante integrar la informacin necesaria.

Una vez satisfechos los requisitos de la etapa de revisin, comienza la segunda fase con la aceptacin a trmite de la solicitud. La CRE publicar en el DOF un aviso que consta de un extracto del proyecto, con el fin de recibir objeciones o comentarios.En forma paralela, se dar inicio al proceso de anlisis y evaluacin de la informacin y documentacin, mismo que se realizar con base en el cumplimiento de todos los requisitos, tanto del solicitante como del proyecto.

En la ltima fase y como resultado de la evaluacin, se podrn requerir modificaciones al proyecto. Una vez satisfechos todos los requisitos y modificaciones que resultaran necesarias, se presentar el proyecto de resolucin a la consideracin del Pleno de Comisionados de la CRE. ste emitir su resolucin y, en su caso, otorgar el permiso correspondiente.

Entrega de solicitud

La solicitud deber presentarse acompaada de un escrito libre dirigido a la atencin del Secretario Ejecutivo de la CRE en original y dos copias, y firmada por el representante legal del solicitante que cuente con facultades para realizar actos de administracin en nombre y por cuenta del mismo.

Adems, la informacin de la solicitud deber ser presentada en medio magntico/electrnico compatible con Microsoft Office MR. Los documentos legales, contables u otros, que por su naturaleza no puedan ser presentados en medios magnticos, estn exentos de este requerimiento.

La informacin y la documentacin debern presentarse en idioma espaol, en caso contrario, ser necesario presentar la traduccin correspondiente (no es necesario que sta haya sido realizada por perito traductor).

Los interesados debern agregar a su solicitud, el original del pago de derechos por concepto del anlisis y evaluacin de la solicitud y, en su caso, la expedicin del ttulo de permiso relacionado con el transporte de gas natural, de conformidad con el artculo 57, fraccin IV y relativos de la Ley que modifica la Ley Federal de Derechos, publicada en el DOF el 31 de diciembre de 1998. El monto de los derechos es actualizado semestralmente.

Lugar de entrega

Las solicitudes sern presentadas en la oficiala de partes de la CRE, de lunes a viernes de 9:00 a 18:00 horas. Para efectos de trmites y comunicaciones relativos a la solicitud de permisos, los solicitantes debern dirigirse al Secretario Ejecutivo de la CRE. Revisin de la documentacin Durante la revisin se verificar que la solicitud contenga la informacin requerida en los Artculos 32 (para permisos de transporte de acceso abierto) 101 (para permisos de transporte para usos propios) del Reglamento. Informacin adicional Si la solicitud resultara incompleta, el Director General de Gas Natural de la CRE lo comunicar al solicitante. En este caso, el solicitante contar con un plazo de un mes para presentar la informacin adicional requerida. De no hacerlo, su solicitud ser desechada de conformidad con los artculos 33 y 102 del Reglamento. Aceptacin a trmite Cuando la solicitud cumpla con todos los requisitos, la CRE la aceptar a trmite, hecho que notificar al solicitante por medio de una comunicacin oficial.

Aviso al pblico.

Despus de cumplir con la revisin, la CRE publicar un extracto del proyecto en el DOF, conforme al artculo 34 del Reglamento en el trmino de diez das y establecer un plazo de dos meses para recibir objeciones o comentarios con relacin al proyecto propuesto

Evaluacin del proyecto.

Simultneamente con la publicacin del extracto del proyecto, la CRE realizar la evaluacin de la solicitud presentada en un plazo de tres meses, considerando los puntos descritos en el artculo 35 del Reglamento.

Modificaciones al proyecto.Como resultado de la evaluacin, la CRE podr requerir a los solicitantes la modificacin del proyecto, para lo cual sealar un plazo no mayor a tres meses, conforme al artculo 36 del Reglamento.

Resolucin de la CRE. Una vez evaluado el proyecto propuesto, se enviarn los proyectos de resolucin y de ttulo de permiso a la consideracin del Pleno de la CRE, que resolver sobre el otorgamiento del permiso. La CRE responder oficialmente al solicitante de tres formas posibles:

Otorgamiento del permiso Negacin del permiso, o Requerimiento de modificacin al proyecto. Otorgamiento del permiso

Una vez satisfechos todos los requerimientos, la CRE otorgar el permiso y publicar en el DOF una descripcin del objeto del permiso y el nombre y domicilio del solicitante, de conformidad con el artculo 37 del Reglamento.

NORMATIVA.

NOM-002-SECRE-2002, Aprovechamiento de gas natural y gas licuado de petrleo por ductos.

Campo de aplicacinAplicable a las instalaciones de aprovechamiento que conduzcan gas natural desde la salida del medidor o de una estacin de regulacin y medicin, hasta la vlvula de seccionamiento anterior a cada uno de los aparatos de consumo.

El propietario o usuario de la instalacin de aprovechamiento es responsable de cumplir los requisitos establecidos en esta Norma. El propietario o usuario puede llevar a cabo por s mismo la construccin de su instalacin de aprovechamiento y lo dems que conlleve para ponerla en servicio, convertirla o modificarla; o puede contratar a un tercero (instalador o contratista), para dichos efectos. En cualquier caso, el nico que puede verificar el cumplimiento de esta Norma es la autoridad competente o una unidad de verificacin acreditada y aprobada en trminos de la Ley Federal sobre Metrologa y Normalizacin.

La presente Norma Oficial Mexicana se complementa con las normas siguientes: NOM-001-SECRE-2010, Especificaciones del gas natural.NOM-003-SECRE-2002, Distribucin de gas natural y gas licuado de petrleo por ductos.NMX-B-010-1986, Industria siderrgica tubos de acero al carbono sin costura o soldados, negros o galvanizados por inmersin en caliente para usos comunes.NMX-B-177-1990, Tubos de acero con o sin costura, negros y galvanizados por inmersin en caliente. NMX-B-179-1983, Productos siderrgicos, tubos de acero con o sin costura, series dimensionales.NMX-E-043-SCFI-2002, Tubos de polietileno para conduccin de gas natural y gas licuado de petrleo.NMX-X-021-SCFI-2007, Industria del gas-Tubos multicapa de Polietileno-Aluminio-Polietileno (PE-AL-PE) para la conduccin de gas natural (GN) y gas licuado de petrleo (GLP)-Especificaciones ymtodos de ensayo.NMX-X-044-SCFI-2008, Industria del gas-Tubos multicapa de policloruro de vinilo clorado-aluminio- policloruro de vinilo clorado para la conduccin de gas natural (gn) y gas licuado de petrleo (glp)- Especificaciones y mtodos de prueba.NMX-H-022-1989, Conexiones roscadas de hierro maleable clase 1.03 MPa (150 psi) y 2.07 MPa (300psi)NMX-W-018-SCFI-2006, Productos de cobre y sus aleaciones.- Tubos de cobre sin costura para conduccin de fluidos a presin, especificaciones y mtodos de prueba.NMX-W-101/1-SCFI-2004, Productos de cobre y sus aleaciones-Conexiones de cobre soldables- Especificaciones y mtodos de prueba.NMX-W-101/2-SCFI-2004, Productos de cobre y sus aleaciones-Conexiones soldables de latn- Especificaciones y mtodos de prueba.NMX-X-002-1-1996, Productos de cobre y sus aleaciones-Conexiones de latn roscadas y con abocinado a 45-Especificaciones y mtodos de prueba.NMX-X-031-SCFI-2005, Industria del gas-Vlvulas de paso-Especificaciones y mtodos de prueba.

NMX-X-032-SCFI-2006, Industria del gas-Reguladores para gas natural-Especificaciones y mtodos de prueba.Definiciones en Norma

Cada de presin: la prdida de presin ocasionada por friccin u obstruccin al pasar el gas a travs de tuberas, vlvulas, accesorios, reguladores y medidores.

Cada de presin mxima permisible: la cada de presin permitida en la instalacin de aprovechamiento para el funcionamiento ptimo de todos los equipos de consumo trabajando a sus condiciones de flujo mximo.

Combustin: el proceso qumico de oxidacin rpida entre un combustible y un comburente que produce la generacin de energa trmica y luminosa acompaada por la emisin de gases de combustin y, en ciertos casos, de partculas slidas.

Comisin: la Comisin Reguladora de Energa.Corrosin: la destruccin del metal por la accin electroqumica de ciertas sustancias.CSST: Tubera de Acero Inoxidable Corrugado (Corrugated Stainless Steel Tubing).

Dictamen de verificacin: el documento que emite la Unidad de Verificacin en el que se hace constar la evaluacin de la conformidad de la norma.Distribuidor: el titular de un permiso de distribucin en los trminos del Reglamento de Gas Natural.

Equipos o sistemas de consumo: los equipos, mquinas, aparatos, enseres e instrumentos, ya sean industriales, comerciales o domsticos, que utilizan gas natural como combustible.

Estacin de regulacin: la instalacin destinada a reducir y controlar la presin del gas natural a una presin determinada.

Gas o gas natural: la mezcla de hidrocarburos compuesta primordialmente por metano, conforme a la NOM-001-SECRE vigente.

Gas inerte: gas no combustible, no txico, no corrosivo.

Instalacin de aprovechamiento (la instalacin): el conjunto de tuberas, vlvulas y accesorios apropiados para conducir gas natural desde la salida del medidor en instalaciones de aprovechamiento tipo domstico y comercial y para instalaciones de aprovechamiento tipo comercial e industrial que requieran una estacin de regulacin y medicin desde la salida de sta, hasta la vlvula de seccionamiento anterior a cada uno los equipos de consumo.

Instalacin de aprovechamiento tipo industrial: la instalacin que suministra gas a empresas donde se realizan procesos industriales o para elaborar productos que sirvan como materia prima para otros procesos.

Lnea de desvo o puenteo: la tubera o arreglo de tuberas que rodea a un instrumento o aparato, con el objeto de desviar el flujo de gas de l pero sin interrumpir la operacin del resto de la instalacin.

Mxima Presin de Operacin Permisible (MPOP): es la mxima presin a la cual se puede permitir la operacin de la instalacin de aprovechamiento para el correcto funcionamiento de los aparatos de consumo en condiciones de mxima demanda.

Medidor: el instrumento utilizado para cuantificar el volumen de gas natural que fluye a travs de l.Metro cbico estndar: aquel metro cbico medido a las condiciones normales de presin (101,325 kPa) y temperatura (288.15K).Prctica internacionalmente reconocida: especificaciones tcnicas, metodologas o lineamientos documentados y expedidos por autoridades competentes u organismos reconocidos internacionalmente, que tienen relevancia en el mercado internacional de la industria del gas natural.

Presin: la fuerza ejercida perpendicularmente sobre una superficie.

Presin atmosfrica: la presin que ejerce una columna de aire sobre la superficie de la tierra.

Presin manomtrica: la presin que ejerce un gas sobre las paredes del recipiente que lo contiene.

Presin de trabajo: la presin manomtrica a la que opera la instalacin de aprovechamiento, o parte de ella, a las condiciones normales de operacin.

Prueba de hermeticidad: procedimiento utilizado para asegurar que una instalacin de aprovechamiento, o una parte de ella, no tiene fuga.

Regulador: instrumento utilizado para disminuir, controlar y mantener una presin determinada aguas abajo de su instalacin.

Tubera enterrada: es aquella colocada bajo la superficie y dentro del terreno natural. Se considera enterrada aun cuando la superficie del terreno natural dentro del cual est colocada sea cubierta por un piso artificial.

Tubera Multicapa: tubo producido mediante la extrusin de capas de polietileno con un refuerzo de aluminio soldado a tope, unido entre las capas interior y exterior con un adhesivo.

Tubera oculta: tramo de tubera que queda dentro de fundas, trincheras, ranuras o huecos colocado en muros, pisos, techos, etc., el cual es cubierto posteriormente en forma permanente para ocultarlo de la vista. No se considera oculto el tramo que slo atraviese transversalmente un muro o losa.

Tubera visible: es aquella colocada de modo tal que su recorrido se encuentra permanentemente a la vista. Las que corran dentro de ductos o trincheras destinadas exclusivamente a contener tuberas tambin se consideran visibles.Unidad de Verificacin (UV): la persona que realiza actos de verificacin en los trminos de la Ley Federal sobre Metrologa y Normalizacin (LFMN).

Usuario o Propietario: la persona que hace uso y es responsable de la instalacin de aprovechamiento de gas natural.

Vlvula: el dispositivo utilizado para controlar o bloquear el suministro de gas aguas abajo de su instalacin.

Materiales y accesorios

Las tuberas podrn ser de acero negro, galvanizado, al carbn, inoxidable liso o corrugado, cobre, polietileno, multicapa (PE-AL-PE), policloruromulticapa (CPVC-AL-CPVC) de conformidad con lo siguiente:Las tuberas de acero a utilizar debern cumplir con las normas NMX-B-010-1986, NMX-B-177-1990, NMX-B-179-1983.

En las tuberas de acero que operen a presiones mayores a 50 kPa se deber determinar el espesor de pared o MPOP de acuerdo con la NOM-003-SECRE vigente, Distribucin de gas natural y gas licuado de petrleo por ductos.

Las tuberas de acero inoxidable a utilizar debern cumplir con las normas oficiales mexicanas. En ausencia de stas, debern cumplir con normas mexicanas, normas, cdigos y estndares internacionales, y a falta de stas con las prcticas internacionalmente reconocidas aplicables segn corresponda.

La tubera a emplear deber ser de aleaciones de acero inoxidable serie 300.La tubera a emplear no deber superar una presin de trabajo de 50 kPa (7.25 psi).

Las tuberas de cobre a utilizar debern ser de tipo rgido y flexible tipo L o K de acuerdo con la Norma NMX-W-018-SCFI-2006.

Las tuberas de cobre no deben superar una presin de trabajo de 410 kPa (60 psi).

Las tuberas de polietileno a utilizar debern cumplir con la norma NMX-E-043-SCFI-2002.

Las tuberas de polietileno de media densidad no deben superar una presin de trabajo de 410 kPa(60 psi).

Las tuberas de polietileno de alta densidad no deben superar una presin de trabajo de 689 kPa(100 psi).

No se debe usar tubera de polietileno cuando la temperatura de operacin del material sea menor de 244 K, ni mayor que 333 K.

Las conexiones soldables deben unirse mediante la tcnica de arco elctrico o con soldadura oxiacetilnica. Se permite la soldadura oxiacetilnica slo para unir tuberas hasta 50 mm de dimetro.

Las vlvulas deben cumplir con la norma NMX-X-031-SCFI-2005.

Las juntas aislantes y recubrimientos anticorrosivos deben cumplir con las normas oficiales mexicanas. En ausencia de stas, debern cumplir con normas mexicanas, normas, cdigos y estndares internacionales, y a falta de stas con las prcticas internacionalmente reconocidas aplicables segn corresponda.

Las conexiones de transicin pueden ser soldables, roscadas, a compresin o bridadas, pero debe existir compatibilidad entre ambos materiales.

Las conexiones para tubera de cobre rgido deben cumplir con la norma NMX-W-101/1-SCFI-2004 y NMX-W-101/2-SCFI-2004.

Las conexiones para tubera flexible deben cumplir con la norma NMX-X-002-1-1996.

Las conexiones con abocinado a 45 grados deben cumplir con la norma NMX-X-002-1-1996.

Las vlvulas roscadas y soldables deben cumplir con la norma NMX-X-031-SCFI-2005.

Las conexiones de transicin pueden ser soldables, roscadas, a compresin o bridadas, pero deben tener compatibilidad mecnica.Las uniones en cobre rgido deben ser soldadas por capilaridad con soldadura de punto de fusin no menor a 513 K.

Las uniones de tubera de polietileno se deben hacer por termofusin, electrofusin o medios mecnicos de acuerdo con normas mexicanas, normas, cdigos y estndares internacionales y, a falta de stas, con las prcticas internacionalmente reconocidas aplicables segn corresponda. No est permitido aplicar calor con flama directa.

Las conexiones de transicin pueden ser soldables, a compresin o bridadas, pero deben tener compatibilidad mecnica. No est permitido unir tubera de polietileno con conexiones roscadas.

Los reguladores deben cumplir con la norma NMX-X-032-SCFI-2006

Instalacin y construccin

De acuerdo con su ubicacin, se clasifican en tuberas visibles, enterradas y ocultas.MaterialOcultaEnterradaVisible

TuberasPolietilenoNO 1SINO

CobreSI SISI

Acero negro, galvanizado y al carbnSISI 4SI

Acero inoxidable liso y corrugadoSISI 8SI

Multicapa PE-AL-PE y CPVC-AL-CPVCSI SI SI 2

Accesorios y unionesPolietilenoNO SINO

Cobre7SI SISI

Acero negro, galvanizado y al carbnSISISI

Acero inoxidable liso y corrugadoSINO 8SI

Multicapa PE-AL-PE y CPVC-AL-CPVCNOSI SI 2

Vlvulas SI 3 SI 3SI

Cuando sea imprescindible instalar las tuberas dentro de muros, stas pueden quedar ahogadas o encamisadas. En dichos casos debe elaborarse un croquis de detalle o plano para identificar la ubicacin de estas instalaciones

No se considera oculto el tramo que se utilice para atravesar muros y losas, siempre que su entrada y salida sean visibles, el espacio anular debe ser sellado y se debe usar un pasamuros o funda.

Cuando en un muro la trayectoria de una tubera sea horizontal, la ranura en el muro se debe hacer, como mximo, a 10 centmetros al nivel de piso terminado.

Cuando se instalen manmetros, stos deben ir precedidos de una vlvula de bloqueo.

Cuando se instalen reguladores con vlvula de alivio instalados en recintos cerrados, la ventila de stos deber de dirigirse al exterior.

Las tuberas enterradas deben estar a una profundidad mnima de 45 centmetros con respecto al nivel de piso terminado. En instalaciones residenciales este valor podr ser de 30 cm siempre y cuando para la instalacin residencial la tubera no cruce calles, andadores o caminos de paso vehicular.

En los sitios donde sean previsibles esfuerzos o vibraciones por asentamientos o movimientos desiguales, se debe dar flexibilidad a la tubera mediante rizos, curvas u omegas.No se permite ningn tipo de accesorio o unin roscada enterrado ni bridas roscadas o soldadas enterradas, a menos que stos queden alojados en registros o se instalen en forma superficial.

En caso de que la tubera est expuesta a daos mecnicos, sta se deber proteger adecuadamente, y para tubera que opere a ms de 689 kPa se deber utilizar tubera de acero.

Cuando las tuberas crucen azoteas, pasillos o lugares de trnsito de personas, stas deben protegerse de manera que se impida su uso como apoyo al transitar y queden a salvo de daos.

Las tuberas que tengan uniones y que atraviesen cuartos sin ventilacin directa al exterior, stanos, huecos formados por plafones, cajas de cimentacin, entresuelos, por abajo de cimientos y de pisos de madera o losas, debern de estar encamisadas. El encamisado debe ser ventilado directamente al exterior por ambos extremos. Se deben seleccionar materiales adecuados cuando exista la posibilidad de que la tubera pueda sufrir daos mecnicos.

Las tuberas de gas deben quedar separadas de otros servicios conducidos mediante tuberas, racks o cables por una distancia mnima de 2 cm, con conductores elctricos con aislamiento con una distancia mnima de 3 cm y con tuberas que conduzcan fluidos corrosivos o de alta temperatura con una distancia mnima de 5 cm. Las tuberas de gas no deben cruzar atmsferas corrosivas sin protecciones adicionales.

Se deben adoptar las medidas de seguridad que se establecen en esta Norma para evitar la posibilidad de un siniestro en las instalaciones que utilicen tuberas para conducir fluidos que combinados con el gas natural pudieran representar un riesgo previsible.

Cuando los equipos de consumo no se hayan instalado, se debe bloquear la tubera destinada a conectar dichos equipos. Las tuberas se deben bloquear con tapones del tipo soldable o mecnico. En el caso de equipos con fuga, stos no debern ser conectados a la instalacin de aprovechamiento hasta que no hayan sido reparados.

Cuando las tuberas se localicen sobre losas, se permite la instalacin en firme, o bien ahogadas en la parte superior de la losa sin estar en contacto directo con el acero de refuerzo, siempre que no sea planta baja de edificios de departamentos. En casas particulares, cuando los equipos de consumo se encuentren alejados de los muros, se permite la instalacin de tuberas en losas si el piso de la planta baja es firme sin celdas, cajas de cimentacin o stanos; se debe elaborar un plano detallado para identificar la ubicacin de la instalacin de las tuberas.

Slo se permite la instalacin de tuberas para usos comerciales o residenciales en el interior de recintos, cuando estn destinadas a abastecer equipos de consumo. En caso contrario, deben estar encamisadas y ventiladas al exterior.

En el caso de instalaciones de tipo domstico (incluyendo edificios), comercial e industrial, las tuberas pueden ser enterradas en patios y jardines.Se debe efectuar una transicin de polietileno a metal antes de la penetracin a cualquier construccin cerrada y cualquier parte de la tubera expuesta al exterior debe estar protegida contra daos mecnicos.

La tubera visible se debe pintar en su totalidad en color amarillo.La tubera, conexiones, accesorios y componentes de acero de la instalacin de aprovechamiento que estn enterrados, se deben proteger contra la corrosin de acuerdo con lo establecido en el Apndice II, Control de la corrosin externa en tuberas de acero enterradas y/o sumergidas, de la Norma NOM-003-SECRE vigente.

Las uniones entre vlvulas de control y equipos de consumo deben realizarse mediante conectores rgidos o flexibles. En caso de los conectores flexibles, stos no deben exceder una longitud de 1,5 m.

Queda prohibido el uso de mangueras para unir tramos de tubera.

En tubera de acero y cobre rgido no se permite realizar dobleces.

En tubera de cobre flexible, polietileno y multicapa PE-AL-PE los dobleces no deben presentar dao mecnico visible y su radio de curvatura mnimo deber ser de 5 veces el dimetro exterior del tubo. Slo se permiten dobleces con un ngulo mayor de 45 cuando la tubera se encuentre soportada en toda la extensin del doblez por una superficie plana o, con tubera de cobre flexible, cuando se utilicen para conectar un aparato de consumo de gas.En todos los casos, el doblez debe realizarse sin aplicacin de fuentes trmicas a la tubera y realizarse con herramental adecuado para tal fin.

Cuando se soporte la tubera, se deben utilizar placas adecuadas para evitar penetrar, romper o perforar la tubera con el soporte, lo anterior de conformidad con la normatividad y/o la prctica internacionalmente reconocida aplicable.

Las tuberas no enterradas ni ahogadas deben estar soportadas por seguridad y en el caso de tuberas metlicas se deben aislar de los dispositivos de sujecin por medio de una pieza aislante entre las abrazaderas, soportes o grapas y la tubera.

Los dispositivos de sujecin de las tuberas pueden ser abrazaderas, soportes o grapas, y deben estar espaciados para prevenir o amortiguar vibracin excesiva.

El espaciamiento entre dispositivos de sujecin para tuberas con trayectos horizontales y verticales no debe exceder los valores indicados en la tabla siguiente:

Espaciamiento mximo entre soportes

Dimetro nominal(mm (Pulg.)Espaciamiento (m)

12,7 (1/2)1,2

15,9 (5/8) y 19 (3/4)1,8

25 (1) y mayores2,4

La tubera debe estar anclada para evitar esfuerzos indebidos en los equipos de consumo que tenga conectados y no debe estar soportada por otra tubera.

Las abrazaderas, soportes o grapas deben ser instalados de manera que no interfieran con la expansin y contraccin de la tubera entre anclas.

Todo equipo de consumo de gas se debe localizar en forma tal que se tenga fcil acceso al mismo y a sus vlvulas de control y cuidar que las corrientes de aire no apaguen los pilotos o quemadores.

Los equipos de consumo instalados dentro de recintos o cuartos cerrados se deben ubicar en sitios que dispongan de una ventilacin adecuada, tanto en la parte inferior como en la superior de la construccin, que d directamente al exterior, patio o ducto de ventilacin.

Todos los calentadores de agua, calderetas, entre otros, ubicados dentro de cuartos cerrados deben tener chimeneas o tiro inducido que desaloje al exterior los gases producto de la combustin. Se prohbe instalar calentadores de agua dentro de cuartos de bao, recmaras y dormitorios.

Para los equipos de consumo de uso comercial e industrial que se instalen en recintos cerrados (nichos, cuartos de mquinas, cocinas industriales, entre otros), se debe instalar una chimenea con tiro directo, inducido o forzado hasta el exterior, para desalojar los gases producto de la combustin y proveer los medios adecuados que permitan la entrada permanente de aire del exterior, en cantidad suficiente para que el funcionamiento del quemador sea eficiente de acuerdo con las especificaciones del fabricante.

Soldadura

La soldadura debe ser realizada por un soldador calificado utilizando procedimientos calificados. Ambos, los soldadores y los procedimientos, deben cumplir adems los requerimientos de esta seccin. Para calificar el procedimiento de soldadura, la calidad de la soldadura deber determinarse por pruebas destructivas.Los procedimientos de soldadura aplicados a una instalacin de aprovechamiento se deben conservar, e incluir los resultados de las pruebas de calificacin de soldadura.

Calificacin del procedimiento de soldadura. Antes de que se realicen las soldaduras de campo en una tubera de acero se debe contar con un procedimiento de soldadura calificado de acuerdo con lo establecido en el API-1104. La calificacin del procedimiento debe efectuarla un inspector de soldadura calificado. El procedimiento de soldadura y el reporte de su calificacin debern estar disponibles para referencia o consulta cuando la unidad de verificacin lo solicite.

Procedimiento de soldadura. El procedimiento debe contar con alcances y limitaciones definidas para cada aplicacin.

Calificacin de soldadores. Los soldadores sern calificados de acuerdo con la seccin 6 del API-1104.

Preparacin para soldar. Antes de iniciar cualquier proceso de soldadura, las superficies a soldar deben estar limpias y libres de cualquier material que pueda afectar la calidad de la soldadura. La tubera y sus componentes deben estar alineados para proporcionar las condiciones ms favorables para la deposicin de la soldadura en la raz del rea a soldar. Dicha alineacin se debe conservar mientras la soldadura de fondeo est siendo depositad.

Los requerimientos de pre y postcalentamiento de la tubera se deben establecer con base en sus propiedades mecnicas y metalrgicas, los cuales debern estar incluidos en el procedimiento de soldadura correspondiente.

Inspeccin y prueba de soldaduras. Se debe realizar una inspeccin visual de la soldadura para asegurar que se aplique de acuerdo con el procedimiento mencionado en el inciso 8.4 y que sea aceptable de acuerdo con el inciso 8.8.1. Asimismo, las soldaduras en una tubera que va a operar a una presin que ocasione esfuerzos tangenciales iguales o mayores al 20% (veinte por ciento) de la RMC, se deben probar no destructivamente de acuerdo con el inciso 8.9. Cuando la tubera tenga un dimetro nominal menor de 152 mm, no sern requeridas las pruebas no destructivas para aquellas soldaduras que son visualmente inspeccionadas y aceptadas.

Criterios de aceptacin o rechazo de una soldadura. Los criterios de aceptacin o rechazo de una soldadura visualmente inspeccionada o inspeccionada con cualquier mtodo de prueba no destructiva, se determinarn de acuerdo a lo establecido en el API-1104.

Pruebas no destructivas. Para las pruebas no destructivas a soldaduras se permite utilizar los mtodos radiogrficos, por ultrasonido, lquidos penetrantes, partculas magnticas o cualquier otro mtodo que indique con precisin y claridad las discontinuidades y/o los defectos en la soldadura, que pueden afectar la integridad de la misma de acuerdo a lo establecido en el API-1104

Los procedimientos para pruebas no destructivas se deben establecer con el objeto de registrar con precisin y claridad los defectos, para asegurar la aceptabilidad de la misma.

Cuando se utilicen mtodos radiogrficos, todas las soldaduras de campo, tanto en lnea regular como en obras especiales, empates y doble junta, se deben radiografiar al 100% con la tcnica de inspeccin de pared sencilla en ductos de 8 de dimetro y mayores, y con la tcnica de doble pared slo cuando no sea posible aplicar la tcnica de pared sencilla.

Prueba de hermeticidad.

La prueba de hermeticidad debe realizarse a las instalaciones de aprovechamiento desde la salida del medidor o de la estacin de regulacin y medicin hasta las vlvulas de control de los aparatos de consumo. En caso de ampliaciones y/o modificaciones a las instalaciones de aprovechamiento, la prueba de hermeticidad debe acotarse a dicha ampliacin y/o modificacin.

La prueba de hermeticidad debe realizarse slo con aire o gas inerte.

En la realizacin de la prueba de hermeticidad a instalaciones de aprovechamiento, se debe observar lo siguiente:

Presin de trabajo de las instalaciones de aprovechamientoPresin de pruebaTiempoInstrumento

Hasta 2,5 kPa (0,36 psi)1,5 (uno coma cinco) veces la presin de trabajo 10 minManmetro de Bourdon con precisin 10% del valor de la presin de prueba y rango mximo de2 (dos) veces el valor de la prueba.Columna de agua, cuya calibracin ser nica.

Superior a 2,5 kPa (0,36 psi) y hasta 50 kPa (7,2 psi)1,5 (uno coma cinco) veces la presin de trabajo 30 minManmetro de Bourdon con precisin 10% del valor de la presin de prueba y rango mximo de2 (dos) veces el valor de la prueba.Columna de agua o mercurio, cuya calibracin ser nica.

Superior a 50,0 kPa (7,2 psi) y hasta 689 kPa (99.9 psi)1,5 (uno coma cinco) veces la presin de trabajo 8 horasRegistro grfico o digital y se debe considerar la variacin de la temperatura al inicio y final de la prueba (PV= RT).

Superior a 689 kPa (99.9 psi).1,5 (uno coma cinco) veces la presin de trabajo 24 horasRegistro grfico o digital y se debe considerar la variacin de la temperatura al inicio y final de la prueba (PV= RT).

La instalacin de aprovechamiento debe ser purgada antes de ponerla en servicio para expulsar el fluido utilizado en la prueba de hermeticidad.

En caso que las reparaciones consistan en el reemplazo de un tramo de tubera o cambio de accesorio, se debe realizar una prueba de hermeticidad con jabonadura en las uniones y/o empates correspondientes a la presin de operacin. Slo el Distribuidor puede realizar estas pruebas con gas natural, adems que tambin se podr realizar esta comprobacin siempre y cuando no exista una desconexin previa de algn equipo o accesorio de la instalacin.

Las pruebas de hermeticidad que se realicen a instalaciones que operen con una presin de trabajo superior a 689 kPa debern ser atestiguadas por una UV.

Para instalaciones de aprovechamiento tipo industrial que se encuentren en operacin se debe realizar una prueba para la deteccin de fugas (en las uniones, bridas, accesorios o cualquier otro componente de la instalacin), a la presin de operacin, mediante un instrumento para deteccin de fugas. En estos casos dicha prueba sustituye a la prueba de hermeticidad.

Puesta en servicio

Monitorear con un instrumento para deteccin de fugas o jabonadura todas las conexiones entre los equipos de consumo existentes y la instalacin de aprovechamiento.

En el caso de instalaciones de aprovechamiento tipo domstico, se debe monitorear que los apara tos existentes sean apropiados para uso de gas natural, que presenten adecuada combustin o que la presin dinmica en el quemador de cualquier aparato o equipo de consumo sea la adecuada.

El monitoreo para deteccin de fugas en la conexin del medidor con la propia instalacin de aprovechamiento es responsabilidad del distribuidor, toda vez que el medidor es parte del sistema de distribucin.

Conceptos bsicos para el Clculo de una Red de Aprovechamiento de GN

Propiedades de los gasesEl estado gaseoso es un estado disperso de la materia, es decir, que las molculas del gas estn separadas unas de otras por distancias mucho mayores del tamao del dimetro real de las molculas.

Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene. Un gas, al cambiar de recipiente, se expande o se comprime, de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente.

Se dejan comprimir fcilmente. Al existir espacios intermoleculares, las molculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen, cuando aplicamos una presin.

Se difunden fcilmente. Al no existir fuerza de atraccin intermolecular entre sus partculas, los gases se esparcen en forma espontnea.

Se dilatan, la energa cintica promedio de sus molculas es directamente proporcional a la temperatura aplicadaVariables que afectan el comportamiento de los gases.

PRESIN

Es la fuerza ejercida por unidad de rea. En los gases esta fuerza acta en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente.La presin atmosfrica es la fuerza ejercida por la atmsfera sobre los cuerpos que estn en la superficie terrestre. Se origina del peso del aire que la forma. Mientras ms alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de l, por consiguiente la presin sobre l ser menor. La presin puede expresarse en diversas unidades, tales como: Kg/cm (cuadrado), psi, cm de columna de agua, pulgadas o cm de Hg, bar y como ha sido denominada en trminos internacionales, en Pascales (Pa).

TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor, y el calor a su vez es una forma de energa que podemos medir en unidades de caloras. Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno fro, el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo fro.La temperatura de un gas es proporcional a la energa cintica media de las molculas del gas. A mayor energa cintica mayor temperatura y viceversa.CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa, usualmente en gramos. De acuerdo con el sistema de unidades SI, la cantidad tambin se expresa mediante el nmero de moles de sustancia, esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular.

VOLUMENEs el espacio ocupado por un cuerpo.

DENSIDAD

Es la relacin que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros.

Clasificacin de los gases.

Gas Real

Los gases reales son los que en condiciones ordinarias de temperatura y presin se comportan como gases ideales; pero si la temperatura es muy baja o la presin muy alta, las propiedades de los gases reales se desvan en forma considerable de las de gases ideales.

Concepto de Gas Ideal y diferencia entre Gas Ideal y Real.

Los Gases que se ajusten a estas suposiciones se llaman gases ideales y aquellas que no, se les llaman gases reales, o sea, hidrgeno, oxgeno, nitrgeno y otros.

Las molculas de un gas se encuentran animadas de movimiento aleatorio y obedecen las leyes de Newton del movimiento. Las molculas se mueven en todas direcciones y a velocidades diferentes. Al calcular las propiedades del movimiento suponemos que la mecnica newtoniana se puede aplicar en el nivel microscpico. Como para todas nuestras suposiciones, esta mantendr o desechara, dependiendo de s los hechos experimentales indican o no que nuestras predicciones son correctas.

El nmero total de molculas es grande. La direccin y la rapidez del movimiento de cualquiera de las molculas pueden cambiar bruscamente en los choques con las paredes o con otras molculas. Cualquiera de las molculas en particular, seguir una trayectoria de zigzag, debido a dichos choques. Sin embargo, como hay muchas molculas, suponemos que el gran nmero de choques resultante mantiene una distribucin total de las velocidades moleculares con un movimiento promedio aleatorio.

El volumen de las molculas es una fraccin despreciablemente pequea del volumen ocupado por el gas. Aunque hay muchas molculas, son extremadamente pequeas. Sabemos que el volumen ocupado por una gas se puede cambiar en un margen muy amplio, con poca dificultad y que, cuando un gas se condensa, el volumen ocupado por el gas comprimido hasta dejarlo en forma lquida puede ser miles de veces menor. Por ejemplo, un gas natural puede licuarse y reducir en 600 veces su volumen.No actan fuerzas apreciables sobre las molculas, excepto durante los choques. En el grado de que esto sea cierto, una molcula se mover con velocidad uniformemente los choques, la energa cintica que se convierte en energa potencial durante el choque, queda disponible de nuevo como energa cintica, despus de un tiempo tan corto, que podemos ignorar este cambio por completo.

Leyes de los gases ideales

La Ley de Boyle-Mariotte

Formulada por Robert Boyle y Edme Mariotte, es una de las leyes de los gases ideales que relaciona el volumen y la presin de una cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante. La ley dice que el volumen es inversamente proporcional a la presin:

PV=k Donde es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.Cuando aumenta la presin, el volumen disminuye, mientras que si la presin disminuye el volumen aumenta. No es necesario conocer el valor exacto de la constante k para poder hacer uso de la ley: si consideramos las dos situaciones de la figura, manteniendo constante la cantidad de gas y la temperatura, deber cumplirse la relacin:

P1V1=P2V2

Donde:

P1 = presin inicialV1= presin finalP2 = volumen inicialV2 = volumen final

La Ley de Charles y Gay-Lussac.

Es una de las leyes de los gases ideales. Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenido a una presin constante, mediante una constante de proporcionalidad directa. En esta ley, Charles dice que para una cierta cantidad de gas a una presin constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura el volumen del gas disminuye. Esto se debe a que la temperatura est directamente relacionada con la energa cintica (debida al movimiento) de las molculas del gas. As que, para cierta cantidad de gas a una presin dada, a mayor velocidad de las molculas (temperatura), mayor volumen del gas.

La ley fue publicada primero por Louis Joseph Gay-Lussac en 1802, pero haca referencia al trabajo no publicado de Jacques Charles, de alrededor de 1787, lo que condujo a que la ley sea usualmente atribuida a Charles. La ley de Charles es una de las leyes ms importantes acerca del comportamiento de los gases, y ha sido usada en muchas aplicaciones diferentes, desde para globos de aire caliente hasta en acuarios. Se expresa por la frmula:

Donde:

V= es el volumenT= es la temperatura absoluta (es decir, medida en Kelvin)K= es la constante de proporcionalidad.

Adems puede expresarse como:

Donde:

V1=Volumen inicial T1= Temperatura inicial V2=Volumen final T2=Temperatura final

La presin atmosfrica: es el peso que ejerce el aire sobre la superficie terrestre y es uno de los principales factores de la meteorologa y que tiene un gran poder de influencia sobre la vida en la tierra.La presin puede expresarse en diversas unidades, tales como: Kg/cm (cuadrado), psi, cm de columna de agua, pulgadas o cm de Hg, bar y como ha sido denominada en trminos internacionales, en Pascales (Pa).

Ley de Avogadro

Esta ley relaciona la cantidad de gas (n, en moles) con su volumen en litros (L), considerando que la presin y la temperatura permanecen constantes (no varan).El enunciado de la ley dice que el volumen de un gas es directamente proporcional a la cantidad del mismo.Esto significa que:Si aumentamos la cantidad de gas, aumentar el volumen del mismo.Si disminuimos la cantidad de gas, disminuir el volumen del mismo.Esto tan simple, podemos expresarlo en trminos matemticos con la siguiente frmula:

Donde:

V=Volumen inicial.n= numero de moles.K=constante del gas

Que se traduce en que si dividimos el volumen de un gas por el nmero de moles que lo conforman obtendremos un valor constante.Esto debido a que si ponemos ms moles (cantidad de molculas) de un gas en un recipiente tendremos, obviamente, ms gas (ms volumen), as de simple

Fluidos

Se denomina fluido a un tipo de medio continuo formado por alguna sustancia entre cuyas molculas hay una fuerza de atraccin dbil. Los fluidos se caracterizan por cambiar de forma sin que existan fuerzas restitutivas tendentes a recuperar la forma "original" (lo cual constituye la principal diferencia con un slido deformable). Un fluido es un conjunto de partculas que se mantienen unidas entre s por fuerzas cohesivas dbiles y/o las paredes de un recipiente; el trmino engloba a los lquidos y los gases. En el cambio de forma de un fluido la posicin que toman sus molculas vara, ante una fuerza aplicada sobre ellos, pues justamente fluyen.

Los lquidos toman la forma del recipiente que los aloja, manteniendo su propio volumen, mientras que los gases carecen tanto de volumen como de forma propios. Las molculas no cohesionadas se deslizan en los lquidos, y se mueven con libertad en los gases. Los fluidos estn conformados por los lquidos y los gases, siendo los segundos mucho menos viscosos (casi fluidos ideales).

Propiedades de los Fluidos.

La posicin relativa de sus molculas puede cambiar de forma abrupta.

Todos los fluidos son compresibles en cierto grado. No obstante, los lquidos son fluidos igual que los gases.

Tienen viscosidad, aunque la viscosidad en los gases es mucho menor que en los lquidos.

Compresible: Esta propiedad de los fluidos les permite mediante un agente externo al cambio de su velocidad y volumen, esta caractersticas son muy usadas para la industria como palancas de presin.

Distancia Molecular Grande: Esta es unas caractersticas de los fluidos la cual sus molculas se encuentran separadas a una gran distancia en comparacin con los slidos y esto le permite cambiar muy fcilmente su velocidad debido a fuerzas externas y facilita su compresin.

Clasificacion.

Los fluidos se pueden clasificar de acuerdo a diferentes caractersticas que presentan en:

Newtonianos.Es un fluido cuya viscosidad puede considerarse constante en el tiempo. La curva que muestra la relacin entre el esfuerzo o cizalla contra su tasa de deformacin es lineal y pasa por el origen, es decir, el punto [0,0]. El mejor ejemplo de este tipo de fluidos es el agua en contraposicin al pegamento, la miel o los geles que son ejemplos de fluido no newtoniano.

Fluido no-newtoniano. Un fluido no newtoniano es aquel fluido cuya viscosidad vara con la temperatura y la tensin cortante que se le aplica. Como resultado, un fluido no-newtoniano no tiene un valor de viscosidad definido y constante, a diferencia de un fluido newtoniano.

Aunque el concepto de viscosidad se usa habitualmente para caracterizar un material, puede resultar inadecuado para describir el comportamiento mecnico de algunas sustancias, en concreto, los fluidos no newtonianos. Estos fluidos se pueden caracterizar mejor mediante otras propiedades reolgicas, propiedades que tienen que ver con la relacin entre el esfuerzo y los tensores de tensiones bajo diferentes condiciones de flujo, tales como condiciones de esfuerzo cortante oscilatorio.

Flujo laminar

Al movimiento de un fluido cuando ste es ordenado es decir se mueve sin entremezclarse y cada partcula de fluido sigue una trayectoria suave, llamada lnea de corriente. El flujo laminar es tpico de fluidos a velocidades bajas o viscosidades altas.

Flujo turbulento

Es aquel en el cual las partculas se mueven desordenadamente y las trayectorias de las partculas se encuentran formando pequeos remolinos no coordinados por lo cual no es posible predecir al 1005 el movimiento de sus partculas.

El principio de Bernoulli,

Tambin denominado ecuacin de Bernoulli o Trinomio de Bernoulli, describe el comportamiento de un fluido movindose a lo largo de una lnea de corriente. Esta expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en rgimen de circulacin por un conducto cerrado, la energa que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido. La energa de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes:

Energa Cintica: es la energa debida a la velocidad que posea el fluido.

Energa Potencial gravitacional: es la energa debido a la altitud que un fluido posea.

Energa de flujo: es la energa que un fluido contiene debido a la presin que posee.

Formula de Barlow.

Para determinar el espesor minimo del tubo dadas las condiciones que tendr nuestra tubera utilizaremos la formula de Barlow la cual esta expresada por:

P= 2 s t / d0

Donde:

P = presin.s = resistencia mnima de sedencia.t = espesor de pared.d0 = dimetro interno de la tubera.

Frmula General Para El Flujo De Gas.

El desarrollo matemtico de la frmula general para el flujo de gas natural a travs de las tuberas est dada por :

Los supuestos y condiciones en relacin con el flujo a travs de una longitud de tubera son:

Q = Flujo, ft /h a una presin y temperatura bases de P0 y T0T = temperatura base de un ft de gas, ( F)P0 = presin base de un ft de gas (lb/in)K = constante 1.6156P1 = presin de entrada, lb/in P2 = presin de salida lb/in d = dimetro interior del tubo (in)S = gravedad especfica del gas T = temperatura del flujo de gas ( F)L = longitud de la tubera, (mi)f = coeficiente de friccin.

La ecuacin general se expresa en varias formas dependiendo de los factores (tales como el coeficiente de friccin y bases de temperatura y presin) que se incluyen con la constante K para dar una constante diferente, K,. Un comn forma de la ecuacin general modificada es

Ecuacin de Cox

La formula de Cox es una formula derivada de la ecuacin general para el flujo de gas ,usada en el diseo de tubera de gas con un propsito de aprovechamiento del fluido, la presin de entrada debe ser mayor a 29.4 KPa y el coeficiente de fricciona ser constante. Principalmente es usada para encontrar la cada de presin .

Esta frmula es la que usaremos para calcular nuestra tubera en alta presin.

Ecuacin de Cox:

Donde:

K = constante 52.335P1 = presin de entrada P2 = presin de salida d = dimetro interior del tubo S = gravedad especfica del gas L = longitud de la tubera

La ecuacin de Dr. Poole

Es una ecuacin utilizada para determinar la cada de presin que se produce en tuberas de pequeo dimetro a baja presin la cual est dada por:

H= Prdida de carga en Milmetros de Columna de AguaS= Densidad del Gas (Natural 0,65)L= Longitud de CaeraQ= Caudal en mD= Dimetro (en Cm).

Esta frmula nos servir para determinar si la carga es adecuada en los tramos de tubera que trabajan con baja presin de lo contrario los equipos trabajaran de forma inestable.

Mecnica A Seguir Para Surtir Un Cliente

Levantamiento: Es necesario realizar un levantamiento al interior del inmueble del cliente sobre la instalacin de gas con la que cuenta, esto para poder conocer las condiciones, equipos, dimetros, trayectorias, etc. y as determine la necesidad que requiere el proyecto y si es posible aprovechar su instalacin.

Contrato: Un ejecutivo comercial se pondr en contacto para proporcionarle la informacin necesaria para que el cliente conozca los beneficios que va a tener al usar gas natural

Instalacin: Una vez teniendo el contrato firmado por ambas partes, se podr iniciar los trabajos de instalacin la cual ser 100% apegada a la NOM-002-CCRE-2010.

Entrega de Gas: El departamento de atencin a clientes se comunicara con usted para informarle la logstica que manejara el departamento de construccin para la Entrega de Gas Natural.

Medicin: Se realizar en m3 y se registrar a travs de medidores certificados para gas natural: El 1er da de cada mes acudir un representante del departamento de medicin quien se encargar de realizar la toma de lectura.

Facturacin: Llegar los primeros tres das de cada mes

Calculo de la Red De Aprovechamiento para Empresa Lamitubo.

Filosofa de Operacin

La Instalacin de Aprovechamiento tiene como finalidad la conduccin del Gas Natural proveniente de la Estacin de Regulacin y Medicin (ERM), regulando la presin para acondicionarla a las necesidades del cliente hasta los equipos de consumo, llegando a estos con una serie de arreglos de tubera y accesorios (codos, tees, reducciones, etc.), diseados y seleccionados especficamente para cumplir con las condiciones requeridas de flujo, velocidad y presin ptimas para el funcionamiento adecuado de cada uno de los equipos que consumirn el combustible. Adems estos cuentan con vlvulas y elementos de seguridad instaladas en zonas especficas para su fcil acceso al momento de necesitar hacer un paro del suministro del gas natural ya sea por operaciones de mantenimiento de los equipos o en alguna contingencia.

Ubicacin de la Instalacin de Aprovechamiento de Gas Natural

Gracias a esto podemos conocer la presin atmosfrica de la zona y el costo del GN en el estado o zona.

Nombre del cliente(empresa):Lamitubo.Direccion:Amomolulco Santiago Tianguistenco No. Km.1Colonia: Ocoyacac,52740Ciuda:Ocoyacac ,Estado de Mexico Presion baromtrica: 2585 MSNM =0.764 kg/cm

Levantamiento.

El levantamiento consiste en visitar las instalaciones del cliente para definir la ubicacin de la Estacin de Regulacin y Medicin(ERM) tomando en cuenta la red de distribucin con la que se cuenta, se ubican los equipos que se alimentaran de GN para saber su localizacion y consumo ,adems se hace una inspeccin de la tubera instalada por el cliente para ver si puede ser aprovechada y se define la trayectoria de nuestra red de tubera a instalar basndonos en la norma para poder definir el material a utilizar mediante calculo de dimetros y el costo del proyecto .

Trayectoria de la red de aprovechamiento y equipos de consumoEn el caso de este cliente la tubera a instalar ser completamente nueva , la ubicacin de la ERM y la trayectoria de nuestra tubera quedan de la siguiente manera :

Los equipos de consumo son los siguientes:

CONSUMO TOTAL

IDEquipos a conectarBTU/hr (unit.)m3/hr (unit.)

EQ1HORNO DE CURADO 11,650,000.0045.49

EQ2HORNO DE SECADO 11,650,000.0045.49

EQ3BOILER G-60.145,000.001.24

EQ4PARILLA 6 Q120,000.003.31

EQ5PARILLA 4 Q Y BAO MARIA90,000.002.48

EQ6BOILER G-60.245,000.001.24

EQ7BOILER G-60.345,000.001.24

EQ8HORNO DE CURADO 21,650,000.0045.49

EQ9HORNO DE SECADO 21,650,000.0045.49

EQ10HORNO DE SECADO 31,650,000.0045.49

TOTAL8,595,000.00236.94

El consumo de gas estimado corresponde a condiciones estndar, es decir a 20 C y a 1.0 Kg/cm2 de presin absoluta, la instalacin de aprovechamiento actual tendr un consumo total al 100%de = 236.94 m3/hr.

El cliente utiliza sus equipos para diferentes procesos en sus instalaciones. El cliente tiene trabajando sus equipos en promedio 16 horas al da, durante 5 das de la semana, al 80% de eficiencia teniendo un consumo diario estimado de 3032.83 m3/da por lo tanto se considera que a estos equipos se les estar suministrando gas en promedio 260 das al ao. Por lo tanto el consumo ser de :Consumo = 28604.16 MMBTU al aoConsumo = 2383.68 MMBTU al mes

Calculo de Estacin de Regulacin y Medicin.(ERM)

Para realizar el calculo de nuestra ERM es primordial determinar el dimetro de tubera que tendr nuestro arreglo mecnico ,esto nos permitir la correcta seleccin de nuestros equipos de regulacin y medicin al igual que el buen servicio al cliente y una medicin exacta para motivos de cobro. Al hacer el calculo de una ERM es necesario conocer el consumo real de operacin que maneja el cliente de esta forma se puede seleccionar los componentes adecuados para el arreglo mecnico. El cliente opera sus equipos al 80% esto nos da un consumo de 189.55 m/h.

Nos ayudaremos de la ecuacin de continuidad de la mecnica de fluidos para obtener los dimetros y velocidades tomando en cuenta no exceder los 20 m/s mencionados en la norma.

Q=V(a)Donde:Q= FlujoV= velocidada = Area

Primero necesitamos conocer nuestra presin aproximada en la lnea de distribucin y la presin que se estima entregar en la red de aprovechamiento las cuales son:

Pin max 6.86Bar7.0Kg/cm99.56Psig686.7kpa

Pin min 4.90Bar5.0Kg/cm71.12Psig490.5kpa

Pout max 2.94Bar3.00Kg/cm42.67Psig294.3kpa

Pout min 1.96Bar2.00Kg/cm28.45Psig196.2kpa

Por lo tanto tenemos que:

Qact in=32.6558ACMHQactout=68.106ACMH

Conociendo nuestro flujo podemos determinar el dimetro requerido tomando en cuenta una velocidad nominal de 18m/s esto para estar holgados de la velocidad permitida por norma y aumentar la vida til de la tubera.

Dentrada= 0.09 pulgadas Dsalida=1.4pulgadas

Se selecciona un dimetro de 2 para el diseo mecanico de la ERM, tomando en cuenta esta seleccin podemos calcular la velocidad de entrada y salida de este mismo.

vin=4.48m/s14.69ft/svout=9.34m/s30.639ft/s

Teniendo conocimiento de las presiones , dimetro y velocidad podemos seleccionar nuestro accesorios para la ERM.

Reguladores

Los reguladores son usados para reducir la presin tanto en las ERM como en las lneas de transporte de GN hasta los puntos de consumo, son muy variadas pero todos funcionan bajo el mismo principio dentro de cada clasificacin se deber seleccionar el regulador segn la presin que tendr a la entrada y la presin deseada en la linea ,operan mediante una fuerza originada bajo el diafragma ejercida por la presin regulada del gas, la cual trata de mover el diafragma hacia arriba, otra fuerza originada por el resorte trata de mover el diafragma hacia abajo, segn cual sea la fuerza mayor, si la del gas o la del resorte. Si la presin regulada aumenta, la fuerza que ejerce el gas bajo el diafragma tambin aumenta y llega un momento en que se hace mayor que la fuerza que ejerce el resorte y entonces el diafragma se mueve hacia arriba.

Para tener el regulador correcto es importante seleccionar el resorte que limitara el movimiento del diafragma para tener una presin regulada exacta y constante , el proveedor de los reguladores ofrece una tabla para seleccionarlo.

Por ultimo se selecciona el orificio de entrada al regulador segn tomando en cuenta tu presin de entrada y salida, la presin de entrada a nuestra ERM es de 5kg/cm .

La presin de entrada es de aproximadamente 72 PSIG y la presin ser de aproximadamente 29 PSIG por lo tanto se selecciona el regulador Itron Modelo CL34-2-IM,con las siguientes caractersticas :

Itron Modelo CL34-2-IM Orificio 1/4", se selecciona un y resorte color plata de 29 - 60 PSIG

Medidores

La funcin de un medidor de GN, es medir volumtricamente el gas entregado a los equipos de consumo. Principalmente, los equipos de medicin de consumo de gas se clasifican en medidores de tipo diafragma, y medidores de tipo rotativo .

Los medidores de tipo rotativo, dependen de dos lbulos en forma de ocho. Los lbulos giran al pasar el gas, de manera que, durante su operacin, cada uno de ellos asla entre l y el cuerpo un volumen fijo de gas, que es evacuado a travs de la salida del contador.Los medidores rotativos son adecuados para medir caudales importantes de gas, por ello su aplicacin es mas en el campo industrial que en el residencial.

Los contadores de diafragma, cuantifican el volumen de gas que pasa a travs del mismo, mediante el llenado y vaciado peridico de cmaras de medicin provistas de diafragmas, se utilizan preferentemente en instalaciones residenciales, donde se manejan bajos caudales y bajas presiones, el volumen ocupado es indicado por el contador que lo expresa en m/h.

Seleccin del medidor

Condiciones base.

Dichas condiciones son en las cuales se mide el gas natural correspondientes a 1 kg/cm2 y a una temperatura de 20 C.

Condiciones de Medicin.

Son las mediciones que se realizan a una presin regulada por lo que siempre el sistema de regulacin siempre se antepondr al del medidor y estar calculado para mantener la presin regulada en un valor estable a los efectos de no introducir errores en la medicin.

Volumen Corregido.

Volumen del gas natural considerado como si estuviese en las condiciones base de medicin.Tambin es llamado Volumen estndar.

Volumen No-Corregido o sin Corregir.

Volumen de gas natural que ha pasado a travs del medidor a las condiciones de flujo. Tambin conocido como volumen actual.

Los parmetros requeridos para la seleccin de un medidor son, el flujo mximo y mnimo de operacin, la presin mxima de operacin, y la cada mxima de presin de diseo permitida en el medidor, para calcular el medidor el proveedor nos pide la condicin real de de flujo medido (volumen corregido) la cual est dada por:

Dnde:

QR = Consumo en condiciones reales.QS =Consumo estndar.P0 =Presin a condiciones estndar del gas = 1ATM = 101.325 KPa.P1= Presin absoluta del gas a las condiciones de salida del regulador.La presin baromtrica en la empresa a alimentar es de = 74.95 Kpa.

La presin de suministro ser de 28.45 Psi = 2Kg/cm2 (presin manomtrica como mxima regulada a la salida del regulador), equivalen a 196.20 KPa.

P1 = 74.95 Kpa + 196.20 Kpa = 271.15 Kpa.

Calculo del Gasto Real:

Qs = 189.55 m3/hr (Consumo de todos los equipos).

Segn la siguiente tabla provista por el proveedor podemos determinar que medidor utilizaremos tomando en cuenta que el medidor debe trabajar a un flujo mximo del 75% para asegurar la cuantificacin de una variacin o expansin de los equipos de consumo.

Segn la tabla y nuestro flujo mximo conforme la condicin real de medicin se usara un medidor G65 el cual nos permite un flujo mximo de medicin de 100m /h y trabajara a un 70.8%.Por ltimo se tomara en cuenta un by pass en la ERM para cuestiones de mantenimiento, y manmetros para saber la presin de entrada y salida dentro del arreglo mecnico. La estacin queda de la siguiente manera:

El material necesario para la construccin de la ERM es:

MATERIAL CUANTIFICADOMATERIAL EXTRAUCONCEPTO

1.80.7mlTuberia Ac c., ced. 40 con costura de 2", ASTM A53 GRADO B

2PzaTee soldable Ac. c., ced. 40 de 2"

2PzaCodo soldable de 90 x 2" en Acero al carbon, ced. 40, Radio Largo

1PzaCodo roscable de 90 x 1/2" en acero al carbon, Ced. 40

21PzaCople soldable de acero al carbn de 1/2" de ced 80

41PzaCople soldable de acero al carbn de 1/4", Ced 80

31PzaNiple corrido de " de X 3 de largo en AC cedula 40.

41PzaNiple corrido de " de X 2" de largo en AC cedula 40.

2PzaTapn macho Solido roscable de 3000 lbs de 1/2" de en AC

1PzaTapn macho Solido roscable de 3000 lbs de 1/4" de en AC

14PzaBrida cuello soldable (WN) Ac.c. 2" RF ANSI 150

3PzaValvula de 2" de esfera de paso completo con bridas tipo RF en ANSI 150

2PzaVlvulas de 1/2" de esfera de paso completo Roscable de Bronce para gas

4PzaVlvulas de 1/4" de esfera de paso completo Roscable de Bronce para gas

1PzaValvula de seguridad angular Vayremex, calibrada a 2.9 kg/cm con conexin de entrada roscada macho de 1/2" y conexin de salida roscada hembra de 3/4"

142PzaJunta Flexitallic de 2" en ANSI 150

484PzaEsprragos tropicalizados de 5/8" X 3 1/2" de largo con 2 tuercas de 1 1/16"

1PzaFiltro Tipo "Y" Bridado de acero al carbon 2" en ANSI 150 (con conexiones de purga de 1/2")

1PzaRegulador Itron Modelo CL34-2-IM, Orificio 1/2", Resorte 29 - 60 PSIG Color Silver, Conexiones bridadas de 2" tipo RF

1PzaMedidor Tipo Piston Rotativo Modelo G-65, con conexiones bridadas de 2" ANSI 150 RF.

82PzaTornillo de 5/8" x 2" de largo Ac. c. con su respectiva rondana de presion alta resistencia

1PzaManometro de 2 1/2" de caratula, Rango de 0-11 kg/cm con conector inferior de 1/4" NPT

2PzaManometro de 2 1/2" de caratula, Rango de 0-4 kg/cm con conector inferior de 1/4" NPT

3Pza.Cerrojo de 1/2" R10

6Pza.Bisagra de 1/2" tobular

4Pza.Abrazadera tipo U con ronda y tuerca para tuberia de 2"

1Pza.Tubular cuadrado de 1" x 1 1/2" con tramo de 6 metros

3Pza.Angulo de 1/8" x 1 1/2" con tramo de 6 metros

2Pza.Solera de 1/8" x 1" con tramo de 6 metros

1Pza.Canal tipo U de 4" con tramo de 6 metros

1.5Pza.Malla tipo extruida 1 x 10mts (Rollo con 10 m2)

El costo del material para la ERM considerando el gabinete en el que ser resguardada es de $106,821.00 mxn.

Calculo de la Red de Aprovechamiento.

La red de aprovechamiento se calcula tomando en cuenta el consumo de los equipos al 100% y determinando el dimetro de tubera por la formula de Barlow, despus se determinara el dimetro y velocidad en cada punto de clculo dentro de la red de aprovechamiento, estos puntos son generados por:

Cambio de dimetro.Cambio de material.Divisin del flujo.

Clculo de la tubera Red de Aprovechamiento.

Los materiales a utilizar son acero cobre y PEHD para tramos enterrados, los dimetros internos de los diferentes materiales se presentan en la siguiente tabla.

ACEROPEHDCOBRE

Inches"cm"cm"cm

1/20.6221.57990.65701.668780.5451.3843

3/40.8242.09300.86302.192020.7851.9939

11.0492.66451.07902.740661.0252.6035

1 1/41.383.50521.36103.456941.2653.2131

1 1/21.614.08941.55403.947161.5053.8227

22.0675.25021.94304.935221.9855.0419

2 1/22.4696.27132.4696.27126

33.0687.79272.86207.269482.9457.4803

44.02610.22603.68209.352283.94510.02792

66.06515.40515.421013.76934

87.98120.27177.059017.92986

1010.0225.45088.800022.352

121230.480010.434026.50236

Aplicando la frmula para determinar la presin mxima de diseo en tuberas de acero al carbn, dada en la norma NOM-003-SECRE-2002.

Los tubos de acero que se utilizan para la conduccin de gas deben cumplir con la Norma Mexicana NMX-B-177-1990. El espesor mnimo de la tubera se calcula de acuerdo con la Ecuacin de Barlow.

La ecuacin de Barlow .

Es una frmula conservadora que se usa para determinar la tensin tangencial en recipientes a presin de pared delgada. Esta frmula aparece n el cdigo internacionalmente aceptado ASME para Tuberas a Presin, B31 (B31.8, Edicin 1995).

Aplicacin de la formula de BARLOW para espesores de tubera de los tramos ERM-A.

Donde:

T = Espesor del tubo en cm.P = Presin manomtrica de diseo en Kpa.D = Dimetro exterior de la tubera en cm.S = Resistencia mnima de cedencia en Kpa.F = Factor de diseo.T = Factor de correccin por temperatura del gas

La presin de salida del regulador ser de 2 Kg/cm2, tomaremos de ejemplo una tubera de Acero Cdula 40 de 2" de dimetro.

El dimetro exterior de la tubera de 2 pulgadas nominal en tubera de acero cdula 40 es de 60.3 mm equivalente a 6.03 cm obtenido de la siguiente tabla.

La resistencia mnima de cedencia para la tubera seleccionada es de 241.38 Mpa equivalentes a 2,461.32 Kg/cm2, (USAS B31.2-1968).

El factor de diseo considerado es de 0.40

Para la tubera de acero longitudinal por resistencia elctrica, el valor de E es de 1.0

El factor de correccin por temperatura es de 1.0

Sustituyendo tendremos:

Por lo tanto, si el espesor estndar de un tubo de 2 de acero cdula 40 es de 3.9 mm el espesor requerido para la presin dada de diseo resulta menor, por lo que la instalacin cumplir con los parmetros de diseo para espesores de pared del tubo.

Calculo de dimetro de tubera presin media.

La frmula para calcular los dimetros y demostrar que la tubera instalada es la correcta es la ecuacin de COX aplicable a tuberas de menos de 4 y presin media.

Haremos el ejemplo para el tramo ERM - A con la finalidad de demostrar que el dimetro determinado en estos tramos son los correctos, haciendo uso de la Ecuacin siguiente:

Dnde:

Q = Flujo de volumen en m3/hr (20 C y 2.0 Kg/cm2)P 1 =Presin inicial absoluta en Kg/cm2. (abs)P 2= Presin final absoluta Kg/cm2. (abs)D = Dimetro interior de la tubera en cm.S =Densidad relativa del Gas Natural a 20 C (0.6).Le =Longitud total equivalente en m. (por tramo)Pbar Presin baromtrica de la zona = 0.764 Kg/cm2 = 10.88 Psia

Tramo ERMA, tubera de 2 de de acero al carbn cdula 40.

P1 = 28.45 Psi

P1abs = P1 + Pbar = 2 + 0.764 = 2.764 Kg/cm2

La presin de salida de cada tramo se calcula con la siguiente frmula, a la longitud equivalente se le suma un factor de 0.6 por cada codo en el tramo a calcular:

Ahora se calcula el dimetro requerido en la tubera con el flujo actual para este tramo:

La tubera debe ser de un dimetro mayor o igual al 1.516 , se selecciona tubera de 2 de Acero al carbn cedula 40, tiene 2.375 pulg (60.325 mm) de dimetro externo y 0.154 pulgadas. (3.911 mm) de espesor, por lo que su dimetro interno es de 2.067 pulgadas (52.50 mm), por lo tanto dicha tubera satisface el dimetro de tubera requerido.

Calculo de velocidad dentro de la tubera.

Ahora demostraremos la velocidad con la frmula de la ecuacin de continuidad para los diferentes dimetros..La velocidad en cada tramo se calcul con la siguiente ecuacin:

Dnde:

Q =Flujo de volumen en (m3/hr)v =Velocidad del fluido en (m/seg).

A =rea del dimetro interior del tubo en (m2).

De acuerdo a este ltimo clculo se indica que la velocidad del gas dentro de la tubera no rebasa el lmite establecido de 20 m/s, la siguiente tabla muestra los valores obtenidos por las formulas anteriormente usadas.

TRAMO ERM-A AC

p1 =Presin manomtrica de entrada2kg/cm228.446