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Reconfiguración de Compresores Centrífugos para maximizar el flujo de gas Marcelo Tello/Héctor Olivares
Cd Del Carmen, Campeche, México 21 Marzo 2014
Agenda
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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
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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 incremento de transforma en un presión cuando el fluido pasa por un difusor.
Familia de compresores de Gas Solar Producción
C51 C50 C41 C16 C33 C40M C45 C40P
A DRIVING FORCE FOR POWER Caterpillar: Non-Confidential
C65 C61 C75
Transporte
C85
VPCOMP(0313) - 4
Componentes de un Compresor Centrífugo BRIDA DE SUCCIÓN ÁLABE GUÍA INTERMEDIA GUÍA ÁLABE DE ENTRADA CARA DE SELLO SECO CHUMACERA DE EMPUJE CHUMACERA RADIAL CAVIDAD DE SUCCIÓN CARCASA CAVIDAD DE DESCARGA SALIDA DE ÁLABE GUIA PISTÓN DE BALANCE BRIDA DE DESCARGA IMPULSOR LABERINT O DIFUSOR ESTATOR ACOPLAMIE NTO
Componentes de un Compresor Centrífugo END CAP CASING Rotating Static DIFFUSER VANELESS INLET DIFFUSER CAVITY ASSEMBLY (Stator) GUIDE VANE DISCHARGE CAVITY LABYRINTH SEAL COUPLING HUB TRIM BALANCE SLEEVE THRUST BEARINGS STUB SHAFT IMPELLER TIE ROTOR BOLT SPACER BALANCE PISTON SHAFT SEALS C334 - 2 Stage JOURNAL BEARING
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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%
Punto de Diseño Efecto Temperatura de Descarga Límite de Sellos Internos de Compresor - 375 °F
Propiedades del Gas
Efecto sobre Temperatura Cp Cv K K = Cp Cv = Calor Específico a presión constante = Calor Específico a volumen constante = Relación de Calores Específicos T2 = T1 + (T1 + C2) P2 (K – 1)/K T1 T2 P1 P2 Eta isen K = 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 T = T 2 1 P2 P1 (K – 1)/K
Efecto sobre proceso Isentrópico T1 Zave K SG P1 P2 Head = C1 isen (T1 + C2) Zave P2 SG (k – 1)/k P1 = Temperatura de Succión = Compresibilidad Promedio = Relación de Calores Específicos = Gravedad Específica = Presión de Succión (absoluta) = Presión de Descarga (absoluta) (K – 1)/K
Respuesta al Incremento de Temperatura
Efectos N2 Efectos alto contenido de N2: 1.
2.
Alta temperatura de descarga Baja eficiencia del compresor centrífugo
o o
Menor Flujo Mayor demanda de Potencia 3.
o
Mayor o menor demanda de velocidad Bajo desempe ño equipo motríz
Que es un Restage?
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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
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Soporte e información requerida
Análsis de rendimiento del compresor Base de datos del comportamiento del compresor
Que típicamente se cambia en el Restage?
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El número de etapas del compresor
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El tipo de impulsor y estator de cada etapa
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Rango de Potencia de la Turbina (Según aplique)
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Sistema de Sellos Secos (Según sea requerido)
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Sistema de enfriamiento de gas (Según se requiera)
Tipo de Impulsores
E D C B A
LOW LOSS RADIAL INLET Características del Diseño de Compresores Centrígugos ADVANCED IMPELLER AERO/MECH DESIGN EFFICIENT PRESSURE RECOVERY AT DISCHARGE DRY COUPLING A DRIVING FORCE FOR POWER Caterpillar: Non-Confidential TILT PAD THRUST BEARING HIGH PRESSURE DRY GAS SEALS VPCOMP(0313) - 18
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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 A DRIVING FORCE FOR POWER Caterpillar: Non-Confidential BENEFICIOS VPCOMP(0613) - 19