Elaboración de un Programa para el Cálculo de Parámetros Fundamentales en la Selección de un Compresor Centrífugo

Transcripción

1 Elaboración de un Programa para el Cálculo de Parámetros Fundamentales en la Selección de un Compresor Centrífugo Autores: Ing. Brito José. Cargo: Soporte Técnico Equipos Dinámicos Ing. Méndez Juan. Supervisor Equipos Dinámicos Ing. Ruiz José. Soporte Técnico Equipos Estáticos

2 Fundamento Teórico Succión Compresor Centrífugo Convierte la energía cinética en energía potencial (Presión), por medio de impulsores que giran a alta velocidad. Aumenta la presión del gas natural para una aplicación en particular. Turbina de Potencia Compresor Centrífugo Descarga Figura Nº 1: Compresor centrífugo.

3 Fundamento Teórico Compresor Centrífugo Descarga Difusores Impulsores Succión Figura Nº 2: Corte transversal del Compresor Centrífugo.

4 Fundamento Teórico Parámetros Fundamentales para la selección de un Compresor Altura Politrópica: Energía Adicionada al Gas mediante la aceleración de los impulsores giratorios. Caudal: Cantidad de fluido por unidad de tiempo (Expresado bajo condiciones de presión y temperatura estándares) Potencia requerida: Trabajo requerido por unidad de tiempo. Figura Nº 3: Turbocompresor.

5 Fundamento Teórico Elección de un compresor centrífugo Conocer las Condiciones de operación. Calcular los parámetros asociados al compresor centrífugo haciendo uso de ecuaciones matemáticas. Figura Nº 4: Vista de planta compresor centrífugo.

6 Fundamento Teórico Ecuaciones a utilizar para la selección del compresor centrífugo Altura Politrópica. Exponente Politrópico. Caudal a condiciones estándar. Potencia requerida. Factor de compresibilidad (Ecuación de Papay). Presión y Temperatura seudocrítica (Correlación de Sutton) Presión y temperatura seudoreducida (Teorema de los estados correspondientes). Viscosidad del Gas (Correlación de Lee, González y Eakin). Figura Nº 5: Conjunto Turbocompresor

7 Por qué conocer los parámetros fundamentales? El rendimiento del compresor centrífugo se muestra en una gráfica comparada de altura politrópica contra caudal. La intersección de los valores (Altura politrópica y caudal), representa el punto de operación del compresor centrífugo. Figura Nº 6: Impulsor y Difusor de un compresor centrífugo.

8 Por qué conocer los parámetros fundamentales? Análisis de la Gráfica Sobrecarga: Es básicamente la pérdida del flujo de aire en la entrada del compresor. Cabezal Politrópico Máx im o Lín ea C on tro l e as urg Lín e Surge u Oleaje: Es una situación de inestabilidad del compresor centrífugo, donde se producen repetidas reversiones del sentido del flujo a través del compresor. Míni m Pto. Operación o Caudal Figura Nº 7: Gráfico del punto de operación.

9 Criterios y Metodología de Diseño* Ejecutar el programa Cálculo de parámetros fundamentales en Compresores Centrífugos Identificar las Ecuaciones a utilizar Crear una interfaz gráfica amigable con el usuario Utilizar un lenguaje de programación Orientado a objetos Diagrama Nº 1: Metodología de Diseño. * La metodología de diseño esta hecha bajo la filosofía del sistema de mejora continua

10 Criterios y Metodología de Diseño* Para la programación se procedió de la siguiente manera: Se ejecutó el lenguaje de programación orientado a objetos. Se insertaron etiquetas para la identificación de las variables de proceso. Se Insertaron y convirtieron cajas de texto a formatos numéricos. Se insertó lista de datos de los parámetros fundamentales en la elección de un compresor centrífugo. * La metodología de diseño esta hecha bajo la filosofía del sistema de mejora continua

11 Criterios y Metodología de Diseño* Para la programación se procedió de la siguiente manera: Se insertaron botones de comando. Se convirtieron las ecuaciones al lenguaje de programación. Se realizó la corrida del programa. * La metodología de diseño esta hecha bajo la filosofía del sistema de mejora continua

12 Resultados y Discusión Resultados empresa de servicios 1 planta Santa Rosa II Resultados programa (Condiciones de operación de planta Santa Rosa II) Z Potencia (hp) H. politrópica (ft*lbf/lbm) Caudal (ft3/min) Z Potencia (hp) H. politrópica (ft*lbf/lbm) Caudal (ft3/min) 0, , , , ,9028 0, , , , ,7002 Tabla 1.1: Reporte de la empresa de servicios 1. Tabla 1.2: Resultados arrojados por el programa. Comparación Reporte de la empresa de servicios 1 Vs. Programa (%) Z Potencia (hp) H Politrópica (ft*lbf/lbm) Caudal (ft3/min) 0,2127 0,0311 0,3688 1,4615 0,2127 0,0270 0,4533 1,4592 Tabla 1.3: Cuadro comparativo reporte empresa de servicios 1 Vs. Programa.

13 Resultados y Discusión Resultados empresa de servicios 2 Planta Boca I Resultados programa (Condiciones de operación de la planta Boca I) Z Potenci a (hp) H. politrópica (ft*lbf/lbm) Caudal (ft3/min) Z Potencia (hp) H. politrópica (ft*lbf/lbm) Caudal (ft3/min) 0, ,7 2309,99 0, , , ,6139 0, ,3 2213,51 0, , , ,2307 Tabla 1.4: Reporte de la empresa de servicios 2. Tabla 1.5: Resultados arrojados por el programa. Comparación Reporte empresa de servicios 2 Vs. Programa (%) Z Potencia (hp) H Politrópica (ft*lbf/lbm) Caudal (ft3/min) 0,0710 0,0332 0,2116 0,1029 0,0812-0,0074 0,1975 0,0578 Tabla 1.6: Cuadro comparativo reporte empresa de servicios 2 Vs. Programa.

14 Ventajas del Programa Características Novedosas Automatiza el cálculo de parámetros fundamentales para la selección de un compresor centrífugo. Mayor precisión y confiabilidad en los resultados obtenidos. Admite llevar un historial de los cálculos realizados. Interfaz gráfica amigable con el usuario. Figura Nº 8: Interfaz Gráfica del programa

15 Ventajas del Programa Características Novedosas No requiere de conocimientos en programación para su manejo. Permite evaluar a diferentes condiciones de operación. Se desarrolla con esfuerzo propio, para la auditoria de las empresas de servicios, permitiendo la independencia tecnológica. Figura Nº 9: Interfaz Gráfica del programa

16 Limitaciones del Programa Limitaciones Al no suministrar datos confiables el programa dará resultados poco fidedignos. Esta hecho en un software con licencia comercial. Figura Nº 10: Compresor Centrífugo

17 Conclusiones Las correlaciones matemáticas utilizadas son confiables ya que presentan una diferencia porcentual poco significativa. Los resultados obtenidos por el programa arrojan una excelente precisión. La interfaz gráfica del programa es amigable con el usuario. Facilita el cálculo de los parámetros fundamentales para la selección de un compresor centrífugo. Optimiza el tiempo de decisión y ejecución temprana y oportuna de las actividades, generando mayor productividad.

18 Gracias por su Atención Hay una fuerza motriz más poderosa que el vapor, la electricidad y la energía atómica: La voluntad! Einstein