Download Reconfiguración de etapas del compresor
Document related concepts
no text concepts found
Transcript
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 • 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) 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. Familia de compresores de Gas Solar Producción C61 C51 C50 C41 C40M C16 C33 C85 C75 C65 C40P C45 Transporte VPCOMP(0313) - 4 A DRIVING FORCE FOR POWER Caterpillar: Non-Confidential Componentes de un Compresor Centrífugo BRIDA DE SUCCIÓN ÁLABE GUÍA INTERMEDIA GUÍA ÁLABE DE ENTRADA CARA DE SELLO SECO CHUMACERA DE EMPUJE CAVIDAD DE SUCCIÓN CARCASA CAVIDAD DE DESCARGA SALIDA DE ÁLABE GUIA PISTÓN DE BALANCE BRIDA DE DESCARGA CHUMACERA RADIAL IMPULSOR LABERINT O DIFUSOR ESTATOR ACOPLAMIE NTO Componentes de un Compresor Centrífugo CASING DIFFUSER VANELESSINLET ASSEMBLY GUIDE DISCHARGE DIFFUSER CAVITY (Stator) VANE CAVITY END CAP LABYRINTH SEAL Rotating Static TRIM THRUST BALANCE BEARINGS SLEEVE COUPLING HUB STUB IMPELLER SHAFT TIE ROTOR BALANCE SHAFT BOLT SPACER PISTON SEALS C334 - 2 Stage JOURNAL BEARING Variables consideradas en el diseño del Compresor Centrífugo • • • • • 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) 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% Efecto Temperatura de Descarga Límite de Sellos Internos de Compresor - 375 °F Punto de Diseño Propiedades del Gas Efecto sobre Temperatura Cp K = Cv Cp Cv K = Calor Específico a presión constante = Calor Específico a volumen constante = Relación de Calores Específicos T2 = T1 + T1 T2 P1 P2 Eta isen K (T1 + C2) Eta isen = Temperatura de Succión (°F ó °C) = Temperatura Descarga (°F ó °C) = Presión de Succión (absoluta) = Presión de Descarga (absoluta) = Eficiencia Isentrópica = Relación de Calores Específicos P2 P1 T2 = T1 (K – 1)/K -1 P2 P1 (K – 1)/K Efecto sobre proceso Isentrópico Head T1 Zave K SG P1 P2 isen (T1 + C2) Zave = C1 SG (k – 1)/k = Temperatura de Succión = Compresibilidad Promedio = Relación de Calores Específicos = Gravedad Específica = Presión de Succión (absoluta) = Presión de Descarga (absoluta) P2 P1 (K – 1)/K -1 Respuesta al Incremento de Temperatura Efectos N2 Efectos alto contenido de N2: 1. Alta temperatura de descarga 2. Baja eficiencia del compresor centrífugo o o o Menor Flujo Mayor demanda de Potencia Mayor o menor demanda de velocidad 3. Bajo desempeño equipo motríz Que es un Restage? • Cambio de componentes internos (etapas) de un compresor para satisfacer los nuevos requerimientos o cambios del proceso. Otros sistemas relacionados: Enfriadores de Gas, Sistemas de Sellos y Caja Reductoras • Soporte e información requerida Análsis de rendimiento del compresor Base de datos del comportamiento del compresor 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) Tipo de Impulsores A B C D E Características del Diseño de Compresores Centrígugos LOW LOSS RADIAL INLET DRY COUPLING ADVANCED IMPELLER AERO/MECH DESIGN EFFICIENT PRESSURE RECOVERY AT DISCHARGE TILT PAD THRUST BEARING HIGHPRESSURE DRY GAS SEALS VPCOMP(0313) - 18 A DRIVING FORCE FOR POWER Caterpillar: Non-Confidential BENEFICIOS • 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 VPCOMP(0613) - 19 A DRIVING FORCE FOR POWER Caterpillar: Non-Confidential