INTERCAMBIABILID AD DE GAS

Transcripción

1 INTERCAMBIABILID AD DE GAS 17 de Agosto de 2017 Juan Manuel Ortiz Afanador Gerente Polygon Energy S.A.S.

2 Imagen: commons.wikimedia.org Drawing the retorts at the Great Gas Establishment Brick Lane, from The Monthly Magazine (1821)

3 Los gases combustibles y sus familias Gases de la Primera Familia (manufacturados) Desde 1812 hasta 1980s Gases de la Segunda Familia (gas natural) Desde 1821 hasta hoy Gases de la Tercera Familia (gases licuados - GLP) Desde 1912 hasta hoy

4 Intercambiabilidad: Medida del grado en que las características de combustión de un gas son compatibles con las de otro gas. Se dice que dos gases son intercambiables cuando un gas puede ser sustituido por otro sin interferir con la operación de los equipos de combustión Fotografía: Andy Bullock -

5 Índice de Wobbe 1927 Goffredo Wobbe Bolonia, Italia El poder calorífico del gas, por sí solo, no es un parámetro que permita evaluar la intercambiabilidad. Wobbe desarrolló un parámetro que tiene en cuenta el flujo de la energía contenida en el gas.

6 Índice de Wobbe Poder calorífico superior Q energía = PCS Q v Caudal energético Caudal volumétrico Q v 1 G Densidad relativa Índice de Wobbe (IW) Cociente entre el poder calorífico y la raíz cuadrada de la densidad relativa del gas IW = PCS G Dos gases con igual índice de Wobbe brindan el mismo flujo de energía contenida en el gas (a igual presión y diámetro de orificio inyector) Presión Constante Densidad del gas Poder calorífico Flujo de energía contenida en el gas Orificio del inyector (fisto) (área constante)

7 Son intercambiables los gases de diferentes familias? RTA/ En la mayoría de equipos de combustión NO Gases de la Primera Familia (manufacturados) IW 598 a 662 BTU/ft 3 Gases de la Segunda Familia (gas natural) IW 1044 a 1461 BTU/ft 3 Valores reportados a condiciones estándar RUT 14,65 psia y 60 F Gases de la Tercera Familia (gases licuados - GLP) IW 1947 a 2331 BTU/ft 3

8 Son intercambiables gases de la misma familia? RTA/ En la mayoría de equipos de combustión NO Cada familia está conformada por una gran variedad de gases, por esta razón ha sido necesario subdividir las familias en grupos Segunda familia (Gas Natural) IW 1044 a 1461 BTU/ft 3 Grupo H: IW 1220 a 1461 BTU/ft 3 Grupo L: IW 1044 a 1196 BTU/ft 3 Grupo E: IW 1092 a 1461 BTU/ft 3 Valores reportados a condiciones estándar RUT 14,65 psia y 60 F COLOMBIA Cusiana-Cupiagua: IW 1390 BTU/ft 3 Bullerengue: IW 1380 BTU/ft 3 Gibraltar: IW 1363 BTU/ft 3 Arianna: IW 1341 BTU/ft 3 Guajira: IW 1325 BTU/ft 3 Creciente: IW 1323 BTU/ft 3 Corrales: IW 1318 BTU/ft 3 Caramelo: IW 1300 BTU/ft 3

9 Son intercambiables los gases de la misma familia y grupo? RTA/ NO necesariamente Desde la perspectiva del uso final, el IW por sí solo no es suficiente para realizar un buen control de la intercambiabilidad. Por esta razón, operativamente se debe usar de forma complementaria con uno o varios parámetros de intercambiabilidad adicionales, tales como los índices de Weaver, los índices de AGA, el índice de desprendimiento de llama, el factor de combustión incompleta, el índice de hollín, el número de metano, entre otros

10 Especificaciones de calidad CREG 071 de 1999 (RUT) Incluidas modificaciones (CREG 054/2007) Las especificaciones de calidad de gas vigentes en la actualidad no contemplan el IW u otros parámetros de intercambiabilidad. CREG 084 de 2008: Proyecto intervalo de ±5% sobre el promedio de los límites del grupo H (segunda familia) CREG 172 de 2016: Se retoma el proyecto Actualmente: La CREG revisa comentarios recibidos a la CREG- 172/2016 Fuente: Resolución CREG 071 de 1999 RUT (incluida modificación de la Resolución CREG 054 de 2007)

11 GASES DE AJUSTE (Índice de Wobbe aumenta en este sentido ) Análisis caso colombiano GASES SUSTITUTOS (Índice de Wobbe aumenta en este sentido ) CAR USM COR APY CRE GUA BLN ARI GIB LPZ TUC BUL CUP CUSEP CUSAP CUSAP CUSEP CUP BUL TUC LPZ GIB ARI BLN GUA CRE En 2016 el Consejo Nacional de Operación de Gas (CNO- Gas) desarrolló, a través de Polygon Energy, una Investigación Documental Detallada sobre Intercambiabilidad de Gases. Los resultados están disponibles públicamente y en análisis por parte de la CREG APY COR USM CAR En la Figura se aprecia un análisis de riesgos que podría derivarse de un intercambio directo de los gases naturales producidos en Colombia Fuente: Informe preparado por Polygon Energy para CNO-Gas. 2016

12 Problemas potenciales de intercambiabilidad Combustión incompleta Llamas con puntas amarillas Formación de hollín Retroceso de llama Alta concentración de monóxido de carbono (CO) en productos de combustión Presencia de hidrocarburos sin quemar (HxCx) en productos de combustión Daños en equipos de combustión Afectación sobre motores que operan con gas Cascabeleo (knocking) Afectación sobre la calidad de los productos obtenidos en procesos de manufactura relacionados con la cerámica, el vidrio, la porcelana, la fibra de vidrio, hornos de atmósfera controlada y procesos textiles de llama directa Pérdida de eficiencia energética en procesos Desactivación de catalizadores Afectación sobre el medio ambiente (aumento de emisiones, polución atmosférica)

13 Soluciones implementadas exitosamente a nivel internacional Punto de implementación Técnica de Gestión de Calidad de Gas Ajuste a realizar Fraccionamiento (Extracción de GLP y/o Empobrecimiento etano) En el punto de producción de gas Inyección de nitrógeno Empobrecimiento Inyección de GLP Enriquecimiento Ballasting con gas inerte Empobrecimiento Fraccionamiento (Extracción de GLP y/o etano) Empobrecimiento En la terminal de regasificación Inyección de GLP Enriquecimiento Remoción de inertes o CO2 Enriquecimiento Mezcla con gases de diferente composición Empobrecimiento/ Enriquecimiento En la red de transporte y/o de distribución Mezcla con gases de diferente composición Empobrecimiento/ Enriquecimiento Ballasting con gas inerte Empobrecimiento Inyección de GLP Enriquecimiento En el punto de salida Mezcla con gases de diferente composición Empobrecimiento/ Enriquecimiento Control automatizado de la combustión Fuente: Adaptado de IGU Guidebook to Gas Interchangeability and Gas Quality 2011

14 Retos actuales GNL Importaciones convencional de gas (por gasoducto) Gasoductos virtuales Control de las mezclas de gases Biogás Sustituciones de gas natural por GLP y viceversa Definición de condiciones locales de distribución Una nueva etapa: Gestión de la calidad del gas Diversidad de fuentes de gas Variaciones del gas suministrado a usuarios Multiplicidad de usos del gas Conformación de mezclas de gases

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