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Reconfiguración de Compresores Centrífugos para maximizar el flujo de gas

Reconfiguración de Compresores Centrífugos para maximizar el flujo de gas. Marcelo Tello/Héctor Olivares Cd Del Carmen, Campeche, México 21 Marzo 2014 . Agenda. Definición de Compresor Centrífugo Componentes y Diseño de Compresores

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Reconfiguración de Compresores Centrífugos para maximizar el flujo de gas

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Presentation Transcript

  1. Reconfiguración de Compresores Centrífugos para maximizar el flujo de gas Marcelo Tello/Héctor Olivares Cd Del Carmen, Campeche, México 21 Marzo 2014

  2. Agenda • Definición de Compresor Centrífugo • Componentes y Diseño de Compresores • Variables a considerar en la selección de los Compresores Centrífugos • Características del Compresor y del Gas • Compresión de Gas Vs Alto Contenido de Nitrógeno • Limitaciones del Compresor • Efectos del Nitrógeno en el Gas de Proceso • Beneficios del Restage (Reconfiguración de etapas del compresor)

  3. Definición Compresor Centrífugo • Un compresor centrífugo aumenta la presión de un fluido a base de adición de energía a través de los impulsores en el rotor. Esta energía cinética se transforma en un incremento de presión cuando el fluido pasa por un difusor.

  4. A DRIVING FORCE FOR POWER Caterpillar: Non-Confidential Familia de compresores de Gas Solar Producción C16 Transporte C61 C51 C50 C41 C40M C33 C85 C75 C65 C45 C40P

  5. Componentes de un CompresorCentrífugo CARCASA CAVIDAD DE SUCCIÓN BRIDA DE SUCCIÓN CAVIDAD DE DESCARGA ÁLABE GUÍA INTERMEDIA SALIDA DE ÁLABE GUIA GUÍA ÁLABE DE ENTRADA PISTÓN DE BALANCE CARA DE SELLO SECO CHUMACERA DE EMPUJE BRIDA DE DESCARGA CHUMACERA RADIAL IMPULSOR LABERINTO DIFUSOR ESTATOR ACOPLAMIENTO

  6. Componentes de un Compresor Centrífugo DIFFUSERASSEMBLY(Stator) VANELESSDIFFUSER INLETCAVITY GUIDEVANE DISCHARGECAVITY CASING ENDCAP LABYRINTHSEAL COUPLINGHUB JOURNAL BEARING STUBSHAFT ROTORSPACER BALANCEPISTON IMPELLER TRIMBALANCESLEEVE THRUSTBEARINGS SHAFTSEALS Rotating Static TIEBOLT C334 - 2 Stage

  7. Variables consideradas en el diseño del CompresorCentrífugo • P1 y T1 (presión y temperatura de succión) • P2 y T2 (presión y temperatura de descarga) • Q (Flujo) • S.G (gravedad específica) • Ratio de Presión (P2/P1)

  8. Compresión de Gas con N2 Punto de Diseño Contenido de N2 Punto 1 = 3.263% Punto 2 = 17.77% Punto 3 = 46.86% Punto 4 = 57.62%

  9. Efecto Temperatura de Descarga Límite de Sellos Internos de Compresor - 375 °F Punto de Diseño

  10. Propiedades del Gas

  11. Efecto sobre Temperatura Cp Cv K = Cp = Calor Específico a presión constante Cv = Calor Específico a volumen constante K = Relación de Calores Específicos (K – 1)/K (T1 + C2) P2 - 1 - 1 T2 = T1 + Eta P1 isen T1 = Temperatura de Succión (°F ó °C) T2 = Temperatura Descarga (°F ó °C) P1 = Presión de Succión (absoluta) P2 = Presión de Descarga (absoluta) Eta = Eficiencia Isentrópica K = Relación de Calores Específicos (K – 1)/K P2 T = T P1 2 1 isen

  12. Efecto sobre proceso Isentrópico Head = C1 isen (K – 1)/K (T1 + C2) Zave P2 - 1 SG (k – 1)/k P1 - 1 T1 = Temperatura de Succión Zave = Compresibilidad Promedio K = Relación de Calores Específicos SG = Gravedad Específica P1 = Presión de Succión (absoluta) P2 = Presión de Descarga (absoluta)

  13. Respuesta al Incremento de Temperatura

  14. Efectos N2 Efectos alto contenido de N2: • Alta temperatura de descarga • Baja eficiencia del compresor centrífugo • Menor Flujo • Mayor demanda de Potencia • Mayor o menor demanda de velocidad • Bajodesempeño equipomotríz

  15. Que es un Restage? • Cambio de componentesinternos (etapas) de un compresorparasatisfacer los nuevosrequerimientos o cambios del proceso. • Otrossistemasrelacionados: Enfriadores de Gas, Sistemas de Sellos y CajaReductoras • Soporte e informaciónrequerida • Análsis de rendimiento del compresor • Base de datos del comportamiento del compresor

  16. Que típicamente se cambia en el Restage? • El número de etapas del compresor • El tipo de impulsor y estator de cada etapa • Rango de Potencia de la Turbina (Según aplique) • Sistema de Sellos Secos (Según sea requerido) • Sistema de enfriamiento de gas (Según se requiera)

  17. Tipo de Impulsores A B C D E

  18. Características del Diseño de Compresores Centrígugos A DRIVING FORCE FOR POWER Caterpillar: Non-Confidential LOW LOSS RADIAL INLET ADVANCED IMPELLER AERO/MECH DESIGN EFFICIENT PRESSURE RECOVERY AT DISCHARGE DRY COUPLING TILT PAD THRUST BEARING HIGH-PRESSURE DRY GAS SEALS

  19. BENEFICIOS A DRIVING FORCE FOR POWER Caterpillar: Non-Confidential • Cubrir los nuevos parámetros del proceso. • Recuperación del flujo manejado • El aumento de la eficiencia del compresor • Eliminación del flujo de recirculación • Ahorro en energía o consumo de combustible • El aumento de velocidad de la turbina de potencia

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