XVII EXPOSICION INTERNACIONAL DEL GAS

Transcripción

1 XVII EXPOSICION INTERNACIONAL DEL GAS EL GAS DE CAMPO Y SUS APLICACIONES EN MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

2 UNA BREVE INTRODUCCION Con el Crecimiento de la Demanda Energética Mundial, el hombre se ha visto en la necesidad de emplear combustibles que se produzcan de la forma más económica posible y que por supuesto genere energía de manera segura para el hombre y su entorno. De allí que, con la producción de Petróleo Mundial se han obtenido combustibles por diversos mecanismos químicos de separación para que puedan ser quemados en las Máquinas Térmicas existentes (Motores, Turbinas, Máquinas de Vapor, etc..), siendo su consecuencia altos costos de producción y tratamiento de los mismos; así, surge la iniciativa de diseñar máquinas térmicas que puedan quemar los combustibles de la forma más simple en la que se pueden encontrar, por ello los Fabricantes de Máquinas Térmicas han ajustado sus diseños para que quemen los combustibles base, tomando especial auge la Produccion de Energía a partir del GAS DE CAMPO (asociado o no). Hoy en día tenemos en Venezuela diversos proyectos que nos conducen a la Producción del Gas para su aprovechamiento en diversas Industrias y potenciar el Crecimiento Económico del País. Es oportuno que aprendamos un poco como aprovechar EL GAS DE CAMPO.

3 TIPOS DE GASES Y SUS COMPONENTES Gas Natural Metano Etano Propano Butano Pentano Propano >95% Propano Gas de Relleno Sanitario Metano (50%-65%) Dióxido de Carbono Nitrógeno Pirólisis de Madera y Goma Monóxido de Carbono Hidrógeno Metano Nitrógeno GAS DE CAMPO Similar al gas natural pero de composición variable

4 TIPOS DE GASES Y SUS COMPONENTES Auto-ignición Análisis del Gas de Campo Tiempo de Ignición y Relación de Compresión Número de Metano o Poder Anti-detonante

5 TIPOS DE GASES Y SUS COMPONENTES Análisis de Núm. de Metano de Gases Típicos

6 TIPOS DE GASES Y SUS COMPONENTES Selección de Motores a partir del Número de Metano

7 FALLAS COMUNES EN LA QUEMA DE GAS DE CAMPO EN MOTORES Combustión Normal 1- La chispa enciende la mezcla comprimida de airecombustible. 2- Se crea un frente de llama que se expande a traves de la cámara de combustión. 3- La expansión de los gases quemados hace que el frente de llama comprima los gases aún sin quemar, forzando al pistón a bajar dentro del cilindro

8 FALLAS COMUNES EN LA QUEMA DE GAS DE CAMPO EN MOTORES 1- La combustión secundaria causa un rápido incremento de temperatura / presión 2- La mezcla alcanza la temperatura crítica antes de que sea iniciada por el frente de llama. 3- Uno o mas parámetros de control excede los límites: Presión del cilindro a) Temperatura en el cilindro b) Retardo de ignición C) Relación aire/combustible d) Carga del Motor e) Tipo de gas Detonación

9 FALLAS COMUNES EN LA QUEMA DE GAS DE CAMPO EN MOTORES Factores que Influyen en la Detonación 1- Presión en el Cilindro 2- Relación de Compresión acorde con el gas 3- Temperatura en múltiple de admisión Circuito post-enfriador acorde 4- Ajuste del tiempo de Ignición 5- El avance origina incremento de presión en el cilindro. 6- Relación Aire/Combustible 7- La relación estequiométrica optimiza la combustión pero aumenta la posibilidad de detonación. 8- Carga, a mayor carga el motor trabaja más caliente, disminuyendo la resistencia a la detonación

10 CONTROL DE FALLAS EN MOTORES Y SISTEMAS DE CONTROL DE FALLAS Problemas con El Gas de Campo 1- Líquidos y Partículas 2- Bajo Número de Metano 3- Alto Poder Calorífico 4- Composición Variable del Gas 5- Baja Presión 6- Dióxido de Carbono CO2 y Sulfuro de Hidrógeno H2S

11 CONTROL DE FALLAS EN MOTORES Y SISTEMAS DE CONTROL DE FALLAS Separación de Líquidos y Partículas Secador Automático Filtro Separador Liquids Gas In

12 CONTROL DE FALLAS EN MOTORES Y SISTEMAS DE CONTROL DE FALLAS Tratamiento de Gas de Campo Diseño de Procesos para Fabricar Equipos de Tratamiento de Gas Mejoras de NM Alto BTU Compresión de Gas Separación de H2S y CO2

13 CONTROL DE FALLAS EN MOTORES Y SISTEMAS DE CONTROL DE FALLAS Sistemas de Control de Motores EIS Sistema de Ignición Electrónica Ajusta Automáticamente el Tiempo de Ignición retardando el tiempo cuando ocurre la detonación y protege contra daños mayores AFRC Control de la Relación Aire- Combustible Ambos Cumplen con Certificación CSA (Clase I, División II, Grupo D)

14 EL CONTROL ELECTRONICO DE MOTORES Sensores (Input) Temperatura Presión Gas Combustión Monitoreo Activo y Continuo Control (Output) Combustible Aire Tiempo

15 APLICACIONES COMUNES DE MOTORES QUE CONSUMEN GAS DE CAMPO Generación Eléctrica Emergencia Carga Base Salvado de Picos Genración Distribuida Cogeneración

16 APLICACIONES COMUNES DE MOTORES QUE CONSUMEN GAS DE CAMPO Drivers Mecánicos Bombas Compresores de Gas Compresores de Aire Chillers

17 GRACIAS POR SU ATENCION Familia de Motores a Gas CATERPILLAR desde 150 ekw hasta 6,1 MW