8 plantas de compresión de gas

OPERADOR DE PLANTAS Y PLANTAS DE GAS

PLANTAS COMPRESORAS DE GAS
VII. PLANTAS DE COMPRESIÓN DE GAS.

7.1 GENERALIDADES.
Existe gran diversidad de plantas de compresión de gas en todo el territorio
nacional. Aunque el principio de funcionamiento es el mismo; es decir comprimir el
gas, hay ciertas diferencias en cuanto a estructuras físicas (modelos), estas
pueden ser, convencionales o modulares, y en cuanto a capacidad de volumen de
gas manejado pueden ser, plantas o miniplantas.

El gas después de ser comprimido y elevado la presión es utilizado en los
diferentes puntos de consumo entre los que se mencionan:

Inyección de Gas Lift: a los pozos de producción de crudo.
Gasoductos Principales: Es de donde se toma el combustible para Las Plantas
Eléctricas de (Punta Gorda, Las Morochas, Pueblo Viejo). Para las diferentes
plantas de compresión y de proceso y a terceros como Amuay, Cardón, El
Tablazo, Plantas de Cemento, Enelven.
Gas Doméstico.
Gas de Inyección a Pozos.

7.2 TIPOS DE PLANTAS DE COMPRESIÓN DE GAS.
En este capítulo se hará mención de las plantas ubicadas en el occidente del país
y en especial en la costa occidental, oriental y las del Lago de Maracaibo.

1


Planta Lago 1 (Corpoven)

La planta Lago 1 está ubicada en la Costa Oriental del Lago de Maracaibo en Pueblo
Viejo, Distrito Baralt. La planta ha sido diseñada para estar montada en una
barcaza de concreto flotante y portátil; ya que tiene compartimientos especiales
los cuales pueden ser llenados o vaciados individualmente para nivelar la planta
durante su colocación en un sitio determinado.

Sus sistemas de compresión lo forman dos unidades idénticas operando en
paralelo con una potencia de 25000 caballos de fuerzas cada una. Los
compresores centrífugos marca Elliot, tienen dos etapas de compresión y una
capacidad de 75 mmpced cada una para un total de 150 mmpced en la planta.

El gas de la succión recolectado por dos líneas de diámetro 24“ y 30” siendo
regulados a una presión de 80 lppcm. El gas es comprimido hasta una presión de
1500 lppcm aproximadamente y luego es enviado hacia el norte, a través del
gasoducto central de Occidente.

Lagogas 3 (Maraven).
Lagogas 3 consta de un compresor centrífugo de tres etapas y puede comprimir
unos 50 mmpced de gas a 50 lppcm descargándolo a 1800 lppcm.

Planta Tía Juana 1, (PCTJ-1 Lagoven).
La Planta de Conservación Tía Juana 1, está ubicada en el Lago de Maracaibo,
siendo la primera planta compresora instalada por Creole en el lago, en el año de
1954, con fines de conservación de gas mediante su reinyección a los
yacimientos. Tiene diez turbinas de gas con una potencia total de 65000 caballos
de fuerza y puede comprimir unos 210 mmpced, medidos a la succión de la planta,
desde una presión de 30 lppcm hasta 1700 lppcm.

2


Los compresores centrífugos, marca Ingersoll Rand, estan ordenados bajo el siguiente
arreglo:
- 3 compresores en paralelo para 1era. Etapa.
- 2 compresores en paralelo para 2da. Etapa.
- 1 compresor en 3 era, 4 ta, 5 ta, 6 ta, y 7 ma etapa.

También posee instalaciones para recuperar GLP por el proceso de absorción;
para tales efectos se dispone de 2 torres absorvedoras: T1A y T1B, las cuales
operan asociadas a la Planta GLP-1 ubicada en tierra, en el sector Ulé del
Municipio Simón Bolívar.

Una vez comprimido el gas, este es utilizado para levantamiento artificial,
distribución a otros consumidores e inyección a los yacimientos.

Planta Tía Juana 2, (PCTJ-2 Lagoven)
La planta de conservación Tía Juana 2, está ubicada en el Lago de Maracaibo,
tiene doce turbinas de gas con una potencia total de 111240 caballos de fuerza
dispuesto en 2 cadenas de compresión operando en paralelo cada cadena tiene
capacidad para comprimir 220 mmpced, medidos en la succión de la misma,
desde una presión de 45 lppcm hasta 1600 lppcm.

La planta posee instalaciones para recuperar GLP, por medio de un proceso de
enfriamiento del gas a una temperatura de -35 ºF.

El gas de la descarga es utilizado para levantamiento artificial, entrega al sistema
de gas occidente e inyección a los yacimientos.

3


Planta Urdaneta 1, Lagunillas 1 y Bachaquero 2, (PCUD-1, PCLL-1, PCBA-2
Lagoven).

Estas plantas son estructuras modulares, que pueden ser fácilmente reubicadas.
Operan con turbocompresores, y cada módulo es independiente uno del otro. La
PCUD-1, fue instalada en el año 1983 en el área de Urdaneta originalmente con 4
módulos de compresión con una capacidad de 75 mmpced c/u, posteriormente en
el año 1985 se removieron 2 módulos y se instalaron en el área de Tía Juana,
arrancando en el año 1986 como PCLL-1. Para ese entonces contaba con estos
dos módulos y 2 adicionales de la misma capacidad que se instalaron en el año
1988. Por su parte PCBA-2 dispone de dos módulos de 75 mmpced c/u instalados
en el año 1988.

Planta Tía Juana 3 y Bachaquero 1 (PCTJ-3, PCBA-1 Lagoven).
Las plantas de conservación PCTJ-3 y PCBA-1, ubicadas en el lago de Maracaibo
son esencialmente idénticas. Cada planta posee 14 turbinas de gas con una
potencia total por planta de 129780 caballos de fuerza, dispuesta en 2 cadenas de
compresión operando en paralelo. Cada cadena de ambas plantas tiene
capacidad para comprimir 220 mmpced, medidos en la entrada de la planta, desde
una presión de 25 lppcm hasta 1600 lppcm en PCTTJ-3 y 1750 en PCBA-1.

La principal diferencia entre PCTJ-3 y PCBA-1 está, en que la PCTJ-3 dispone de
instalaciones para recuperar GLP, por medio de un proceso de enfriamiento del
gas a una temperatura de -35 ºF .

4


5


6


7


NOTA: LAS PLANTAS DE GAS SE CLASIFICAN EN DOS GRANDES GRUPOS:
SEGÚN SU ESTTRUCTURA EN (CONVENCIONALES Y MODULARES) Y SEGÚN
SU CAPACIDAD DE COMPRESIÓN EN (PLANTAS Y MINIPLANTAS).

MINI-PLANTA

PLANTA
CONVENCIONAL

PLANTA
MODULAR

8


7.3 DESCRIPCIÓN DE UNA PLANTA DE COMPRESIÓN DE GAS.
La Planta Centro Lago 1, está ubicada en el área centro del lago de Maracaibo
(Coordenadas UTM: 1.082.205,6 Norte y 229.360,0 Este; coordenadas
geográficas: 9º 46’ 51”.73 Latitud Norte, 71º 28’ 01”.16 Longitud Oeste),
aproximadamente a 90 minutos por vía lacustre (50.3 km.) desde el Muelle Tia
Juana, a 75 minutos por vía lacustre (43.4 km.) desde el Muelle Zulima Lagunillas
y a 7 minutos aproximadamente (3.7 km.) del centro de operaciones de producción
más cercano a la planta, que es el CENTROIDE. La planta es accesible tanto por
vía lacustre como aérea, mediante la utilización del helipuerto localizado en el
nivel superior del Módulo de Control Central de la propia planta.

50

PCCL-1
.3
K
M

KM
.4
43

CENTRO LAGO

COORDENADAS UTM:
NORTE 1.082.205,6
ESTE 229.360

COORDENADAS GEOGRAFICAS
LATITUD NORTE 9º46`51”.73
LONGITUD OESTE 71º2801`”.16

LONGITUD OESTE 71º28`01”.16

9


Historial de la Instalación (Inicio de Operaciones PCCL-1).
• MODULO “A”. (Operó como antigua MPCL-4, Abril 1988).

• MODULO “B”. (Reubicado desde la PCBA-2 Con módulos auxiliares, Junio

1991). Desde entonces se llamó Planta Compresora Centro Lago - 1 (PCCL-1).
• DESHIDRATADORAS. (Proyecto TJ-4, Noviembre 1993).

• MODULO “C”. (Reubicado desde PCLL-1, Noviembre, 1994).

Descripción de la Instalación PCCL-1.
La Planta Compresora Centro Lago -1 es una planta de tipo modular conformada
con paquetes de módulos removibles con sus sistemas principales y auxiliares,
capaz de comprimir 265 MMPCED de gas natural desde una presión de 70
Lppcm para los Módulos “A y B” y 30 Lppcm para el Módulo “C” hasta una
presión de 1700 Lppcm. La planta consta de doce módulos para la fecha,
construidas sobre fundaciones de concreto en el área de Centro del Lago de
Maracaibo. Los módulos componentes de esta planta son:

• Tres módulos de compresión (A, B y C). (2 niveles cada uno).
• Un módulo de admisión, comprende un separador de entrada V-12, común
para los módulos “A y B”, tuberías de succión y descarga, sistema de gas de
arranque y sistema de recolección de condensado. (3 niveles).

• Un módulo de admisión, comprende un separador de entrada V-0 para el
módulo “C” y tuberías de succión y venteo. (1 nivel).

• Un módulo de deshidratación del gas. Incluye tres deshidratadoras “DH-1-2
-3 ". (de 3 niveles cada una).

10


• Un módulo de servicio de las deshidratadora. Incluye planchada de
servicios. (1 nivel).

• Un módulo auxiliar o de venteo para los módulos A y B. Incluye tambor y
chimenea de venteo. (1 nivel).

• Un módulo auxiliar o de venteo para el módulo “C”. Incluye chimenea de
venteo. (1 nivel).

• Un módulo de distribución de gas llamado MGCL-4. Incluye líneas de
descarga de los tres módulos y de dos miniplantas del área , líneas de succión
y descarga de las tres deshidratadoras. Y La distribución del gas de alta
presión (Inyección de gas Lift y transferencia hacia el MG-1-8 y MG-2-8,
área de Tía Juana y Bachaquero. (1 nivel).

• Un módulo central de control. Incluye talleres, helipuerto y un área de
servicio para los suministros (gasoil, aceite, agua, etc, y adicional a esto se
encuentra el cuarto de control de las deshidratadoras U.C.R, el cual es un solo
nivel, con la excepción de la sala de control principal y las oficinas de los
supervisores que se encuentran en un segundo y tercer nivel respectivamente.

• Un módulo de telecomunicaciones, donde se encuentra una torre con varias
antenas parabólicas para permitir todo lo que respecta a comunicaciones. (1
nivel).

Todos los módulos se encuentran conectados por medio de puentes, entre sí.

11


La fuerza motriz de los módulos de compresión A - B y C, la suministra un
Generador de Gas, marca “General Eléctric” tipo LM-2500 de 33700 HP de
capacidad, el cual se encuentra acoplado a una Turbina de Potencia marca
“DRESSER” modelo DJ-270 de 25340 HP. Este a su vez se conecta a un tren de
compresión de tres etapas consistentes en dos compresores “DRESSER CLARK”

Modelo 4M10 Y 362B; este último del tipo “Back to Back” a través de una caja de
engranaje marca “LUFKIN” modelo MF5707C de relación de velocidad de 2.49.
Actualmente los módulos A y B poseen compresores 4M-10 pero con nueve
etapas de compresión; ya que le fue retirada una de ellas motivado a que estos
módulos trabajan con gas de recolección de alta presión 75 psi; el módulo “C”
continúa igual con un compresor 4M10 con sus diez etapas de compresión; ya que
en este caso la presión de succión es baja 30 Lppcm.

El gas usado como combustible por el generador de gas, es tomado normalmente
de la succión de tercera etapa de compresión respectiva, existiendo la flexibilidad
de recibir combustible desde los cabezales de descarga de los módulos para el
caso de arranque.

Función y Capacidad Instalada
La función principal de la Planta Centro Lago-1 es recibir gas de baja presión,
aproximadamente 70 psig para los Módulos A y B y 30 psig para el módulo C, el
cual es comprimido en tres etapas de compresión hasta alcanzar una presión de
1.700 Psig., para luego ser deshidratado y ser distribuido en el MGCL-4 en cuatro
corrientes:

• Gas de levantamiento artificial del área.
• Gas de levantamiento artificial hacia el MG-1-8 y MG-2-8 (Bloque VIII).

12


• Gas de transferencia hacia el área de Tía Juana, para la extracción líquidos
(producto GLP) o en su defecto como apoyo a la línea de transferencia
• Gas de transferencia hacia el área de Bachaquero, como apoyo a la línea
de transferencia.
La función principal de las Deshidratadoras es extraer la humedad del gas por
medio de un SISTEMA DE ABSORCION líquido – gas con glicol trietileno (TEG),
el cual usa un sistema de despojamiento con vapor de agua cómo fluido de
calentamiento para la reconcentración del glicol.
La capacidad instalada de compresión es de 95 mmpced, por cada módulo A-B
y de 75 para el módulo C. Lo que hace un total de capacidad instalada de 265
mmpced.
La capacidad instalada de deshidratación es de 121 mmpced cada una, las
cuales deshidratan el gas hasta un punto de rocío de 47 °F. Lo que hace un total
de capacidad instalada de deshidratación de 363 mmpced.MOD
VISTA DE PLANTA VENTEO

PCCL-1

MGCL-4 MOD MOD-ADM
SERVICIO

MOD-TELEC.

MOD-DH‘S MOD-A MOD-B

MOD
ADM

MOD-C

MOD
CENTRAL

MOD 13
VENTEO


7.4 DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS DE FLUJO DE GAS DE PROCESO Y
SISTEMAS AUXILIARES.

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO.
Módulos “A y B”.
El gas de recolección para el módulo “A y B” proviene de tres estaciones de flujo
de alta presión, EFCL-1, EFCL-2 y EFCL-4; las cuales están comunicadas entre sí
por medio de múltiples de gas. Cada una ellas poseen dos depuradores de gas,
con la excepción de la EFCL-1 que solo posee uno; todos protegido por válvulas
de seguridad y válvulas de control de presión ajustadas a 83 lppcm. Estos
módulos están diseñados para manejar 95 mmpced cada uno. El gas de
recolección llega a la planta al módulo de admisión por medio de una línea de 24″
∅, desde el MGCL-2 y una línea de 30″ ∅, desde el MGCL-2A; las cuales se unen
en un cabezal común de 36″ ∅ y entra al depurador común V-12. Antes de entrar
el gas a dicho depurador pasa a través de una válvula automática SDV-V12/1 de
36″ ∅, la cual es comandada desde el panel central de control (CCP). Esta
válvula a su vez posee una válvula automática SDV-V12/2 de 2” ∅, que hace las
veces de desvío, la cual también es comandada desde el CCP. Ella también se
usará para presurizar el V-12 y efectuar la purga antes de poner en servicio la
planta. Ambas válvulas cerraran totalmente cuando por cualquier motivo ocurra un
paro automático de planta.

El V-12 está protegido contra altas presiones por:
- Una válvula automática PCV-V12 controlada por un PC-V12/1. Ajustado a 95
psi.
- Tres válvulas de seguridad calibradas a 140 psi VS-3283, VS-3291, VS-3289.

14


Estas válvulas dirigen el exceso de presión del V-12 al tambor de venteo V-13.
Además de esta protección, existe una válvula automática BDV-V12/3 ubicada en
la línea de alimentación de gas a los módulos, la cual abrirá cuando haya un paro
total de planta.

A la salida del V-12, la línea se bifurca para alimentar en una dirección al Módulo
A y en otra al Módulo B.

Módulo “C”.
Para alimentar al Módulo C el gas de recolección es proveniente de baja presión,
EFCL-3, dicha estación posee dos depuradores de gas, protegidos, por válvulas
de seguridad y válvulas de control de presión, estas últimas ajustadas a 35 Lppcm.
La EFCL-3 maneja 75 mmpced, dicho gas llega al módulo de admisión (V-0
depurador de entrada) por medio de una línea de 24″ ∅.

Antes de entrar el gas a dicho depurador, este pasa por una válvula SDV-V0/3, la
cual tiene a su vez una válvula automática SDV-V0/2 de 2″ ∅, que hace las veces
de desvío, que también se usará para presurizar el V-0 y efectuar la purga antes
de poner en servicio el módulo. Ambas válvulas cerraran totalmente cuando por
cualquier motivo ocurra un paro automático del módulo.

Sí por alguna razón de operación la EFCL-3, no es capaz de mantener la presión,
para que el módulo “C” trabaje en operación normal; existe una línea de 24"
proveniente del MGCL-2 con una válvula de control PV-V0/1 la cual sirve de
compensación, esta abre dependiendo del set-point colocado, manteniendo la
presión de succión requerida por el módulo “C” y asi garantizar su operación
normal.

15


Tomando como ejemplo a un módulo, cada uno de ellos están compuestos por
equipos similares, por lo que procederemos a describir el proceso de compresión
del módulo A.

El gas saliendo del V-12, llega al depurador de succión, de la primera etapa de
compresión V-1, pasando antes por una válvula automática SDV-V1/1. Esta

válvula tiene también un desvío formado por la válvula automática SDV-V1/2, la
cual se usará solamente para purgar y presurizar el módulo antes de ser puesto
en servicio. Ambas válvulas cerrarán totalmente cuando el módulo se pare
automáticamente.

El V-1 está protegido por una válvula de relevo, la cual abrirá si la presión llega a
140 psig.

Del V-1 el gas entra al compresor de primera etapa C-1 (K 4847). Este compresor
marca “Clark “modelo 4M10, consiste en un rotor de 10 etapas de compresión y
desarrolla 5000 rpm en operación normal, para incrementar la presión desde 30
lppc, hasta 285 lppc y 390 ºF.

El gas comprimido por el C-1 es descargado a un enfriador por aire E-1, con el fin
de bajarle la temperatura hasta 115 ºF.

En la misma línea de descarga del compresor y antes del enfriador, está ubicada
una válvula BDV-C1/2 para ventear la presión de este, cuando el módulo se pare.

16


A la salida del E-1, está ubicada la válvula de recirculación del compresor de
primera etapa C-1, para recircular entre esta salida y el V-1, cuando por
situaciones de operación, así lo amerite.

Luego que el gas descargado por el C-1, es enfriado en el E-1 hasta 115 ºF, pasa
al depurador de succión de segunda V-2. Este depurador está protegido por alta
presión por una válvula de relevo, la cual está ajustada para abrir a 430 lppc.

Del V-2 el gas es succionado por el compresor de segunda etapa C-2 (K-5120)
para elevar la presión hasta 625 lppc y 380 ºF y descargado a un enfriador por aire
con el fin de bajarle la temperatura hasta 115 ºF.

En la misma línea de descarga del compresor y antes del enfriador, está ubicada
una válvula BDV-C2/2, para ventear la presión de este, cuando el módulo se pare.

A la salida del E-2, está ubicada la válvula de recirculación del compresor de
segunda etapa C-2, para recircular entre esta salida y el V-2, cuando por
situaciones de operación, así lo requieran.

Luego que el gas descargado por el C-2 y enfriado en el E-2, pasa al depurador de
succión de tercera etapa V-3. Este depurador está protegido por alta presión por
una válvula de relevo, la cual está ajustada para abrir a 750 lppc.

Del V-3 el gas es succionado por el compresor de tercera etapa C-3 (K-5130),
para incrementar la presión hasta 1700 lppc y 305 ºF.

17


Nota: Los compresores C-2 y C-3 están comprendidos en una sola unidad
(compresor de doble acción). El compresor C-2 consiste de 4 etapas de
compresión y el C-3 de 5 etapas, por lo tanto un solo rotor mueve dichas
etapas independientemente a una velocidad de 11.306 rpm, en operación
normal.

El gas descargado por el C-3 es enfriado en el E-3 hasta 115 ºF y de allí pasa al
depurador de descarga de unidad V-4. Este depurador está protegido por altas
presiones por una válvula de relevo ajustada a 2.000 Lppc.

En al línea de descarga del C-3 antes del enfriador E-3, existe una válvula
automática BDV-C3/2, para ventear el gas cuando el módulo se pare. Existe otra
válvula automática BDV-C3/3 en el depurador de descarga V-4 y su función es la
de abrir para despresurizar la descarga del módulo cuando este se pare.

En la línea de salida del C-3 está ubicada la válvula de recirculación de la tercera
etapa, para recircular el gas entre el C-3 y el V-3 cuando las condiciones de
operación en el C-3, así lo requieran.

El módulo tiene dos válvulas de descarga SDV-C3/4 y SDV-C3/5, lo que permite la
salida del gas hacia cualquiera de los cabezales de descarga de la planta (alta y
baja). Ambas válvulas son comandadas desde el panel central de control y
cerrarán automáticamente al ocurrir el paro del módulo.

En el caso de la Planta Centro Lago no hay alternativa solo se descarga al cabezal
de alta presión.

18


El control principal de cada unidad de compresión se provee en la sala del control
central. Los transmisores de presión detectan la presión en el separador de
entrada y en el cabezal de descarga y transmiten las señales al panel central de
-C3/3

control CCP. El aumento en la presión de entrada causará un incremento en la
BDV

señal enviada al panel de control de unidad (UCP) en cada unidad compresora.
Cada UCP va a incrementar la velocidad de sus compresores en respuesta al
V-3

-C3/5
-C3/4
incremento ordenado por el CCP. Así, un aumento en el régimen de entrada a la

SDV
SDV
planta va a causar un aumento en la presión en el separador de entrada

DESCARGA DE UNIDAD AL CABEZAL DE ALTA
resultando el aumento de velocidad de los compresores para acomodar al régimen

DESCARGA DE UNIDAD AL CABEZAL DE BAJA
E-3
-C3/2

de flujo ordenado.
BDV

C-3
GAS COMBUSTIBLE

V-3
SISTEMA DE

362-B
E-2
BDV-C2/2

C-2
CABEZAL DE VENTEO DE ALTA PRESIÓN

V-2
CABEZAL DE VENTEO DE BAJA PRESIÓN

COMPRESIÓN DE GAS
E-1
-C1/2

PROCESO DE
BDV

-10
C-1

4M
V-1

-V1/2
-V1/1

SDV
SDV
GAS DE SUCCIÓN

V-12

V-14

19


20


SISTEMA DE CONDENSADO.
El condensado extraído en la PCCL-1, es recolectado en el V-14 (tambor
interconectado con el depurador de entrada de gas). Este sistema está constituido
por tres corrientes o direcciones los cuales se describen a continuación.

Primera Corriente.
El condensado formado en el separador de descarga es controlado por la válvula
de control LCV-V4/1, dejando pasar el líquido al separador de succión de tercera
etapa V-3. El nivel de condensado en este último es controlado por una válvula de
control LCV-V3/1, desde este, el condensado es dirigido al separador de succión
de segunda etapa V-2. En este depurador el nivel es controlado por la LCV-V2/1,
la cual deja pasar el condensado al depurador de succión de primera etapa V-1.
Este tiene una válvula de control LCV-V1/1. Aguas arriba de esta válvula, hay una
línea que se interconecta con la línea de condensado extraído del sistema de gas
combustible, para luego fluir hasta el recolector de condensado de baja presión
V-18.

El condensado que se forma en el depurador de gas combustible V-19, es
controlado por la válvula LCV-V19/1 y enviado a un cabezal común (condensado
de gas combustible). El condensado que se forma en el filtro separador V-5 es
controlado por las válvulas LCV-V5/1 y LCV-V5/2, respectivamente. Existen
válvulas check en cada línea de salida del filtro separador, cada una de estas
permiten la salida del condensado hacia el cabezal común, también a este cabezal
se une el drenaje de condensado del filtro - depurador de gas combustible B-1, el
cual es desalojado por medio de unas trampas.

21


En cada módulo de compresión (A y B), el cabezal común de condensado de
gas combustible se une con el condensado del V-1 (depurador de succión de
primera etapa) y fluyen hacia el recolector de condensado de baja presión V-18,
este último ubicado en el módulo de admisión o módulo de entrada.

Del recolector de condensado de baja V-18 succionan dos bombas P-16 y
P-17 que de forma automática, envían el condensado al recolector de condensado
principal V-14

Nota: en el módulo “C” el condensado no fluye hasta el V-18, sino al depurador de
entrada V-0 y de allí por medio de bombas es enviado a la EFCL-3.

Segunda Corriente.
El condensado acumulado en el separador de gas combustible para
arranque V-15, es controlado por la válvula controladora LCV-V15/1, la cual
permite el flujo directamente hacia el recolector principal de condenado V-14. En la
línea de drenaje posee una válvula check que no permite que se devuelva el
condensado cuando no está en proceso de arranque.

Tercera Corriente.
El condensado acumulado en el tambor de venteo de la planta V-13 es
succionado por las bombas P-10 y P-11, con el fin de descargar el líquido al V-14
directamente.

Desde el V-14, el condensado es descargado a la EFCL-3 por las bombas
P-8 y P-9, en la línea común de descarga existe una válvula automática SDV-P8/1,
que cerrará en un paro de planta.

22


Todos los acumuladores y depuradores están protegidos por alto nivel de
líquidos. Primero sonará una alarma y posteriormente, si continúa subiendo el
nivel hasta el punto señalado se parará la unidad, si el alto nivel ocurre en el V-14
o en el separador común de gas combustible de arranque V-15, se parará la
planta.
LC
V-19

CONDENSADO DEL SISTEMA

CONDENSADO MOD
DE GAS COMBUSTIBLE
B-1

SISTEMA DE
-A
LC

HACIA EL TAMBOR RECOLECTOR
V-5

DE CONDENSADO V
LC

-14
V-1

LC
V-2

PROCESO DE COMPRESIÓN

-17
-16

P
P
LC
LC

CONDENSADO DEL

DE BAJA PRESIÓNLSH
DE CONDENSADO
-18
-3

RECOLECTOR
V

V
V
LC-4

23

CHIMENEA
DE VENTEO

TAMBOR
V-13
DE VENTEO LSH
SISTEMA DE
CONDENSADO PCCL
-1
P-10

P-11
MODULOS DE
COMPRESIÓN RECOLECTOR
Y DH‘S DE CONDENSADO SEPARADOR DE
DE BAJA PRESIÓN GAS DE ARRANQUE

V-18 LC V-15
LSH V-12
HACIA EL TAMBOR RECOLECTOR
DE CONDENSADO-14
V

P-16

V-14
LSH
P-17

CONDENSADO
P-8 A LA EFCL
-3
SDV-P81

MGCL-2

24
P-9


SISTEMA DE VENTEO DE GAS.
Existen dos cabezales para el desalojo de gases de manera segura: un
cabezal de baja presión de 24” y otro de 18” para venteo de alta presión. Ambos
están conectados a una tubería de 36” que va hacia el módulo de venteo, donde
llega al tambor de separador de líquidos V-13, el gas finalmente sale a través de
las chimenea de venteo.
Nota: en el caso del módulo C, de igual manera existen dos cabezales, se
conectan en una línea de 36”, pero van directamente a la chimenea de venteo del
módulo C.

Todos los sistemas operados con presiones iguales o inferiores a la presión
de succión del compresor de segunda etapa, están conectados al sistema de
venteo de baja presión. Los sistemas con presiones superiores a ésta,
descargarán al cabezal de alta presión.

Una línea de 1” proveniente del cabezal de entrada de la planta, inyecta gas
en forma continua al cabezal de venteo con el objeto de mantener purgado el aire
de este sistema.

Los líquidos recogidos en el V-13, son bombeados directamente al tanque
recolector por medio de las bombas P-10 y P-11, las cuales operan
alternadamente y en automático al existir nivel.

Es de hacer notar que el V-13 debe mantener un sello de agua de 1´ en el
cristal respectivo, lo que evitará el arrastre de condensado hacia la chimenea de
venteo.

25


La chimenea de venteo en la parte superior cuenta con un sistema de
detección de llama, que al activarse envía una señal al CCP, para que este active
un comando y envía la señal de abrir a una válvula automática, para dejar pasar
agua del sistema contra incendio.

-C3/3
-C3/2 BDV
BDV
DE VENTEO
CHIMENEA

-C2/2
24” CABEZAL DE VENTEO DE BAJA PRESIÓN
18” CABEZAL DE VENTEO DE ALTA PRESIÓN

BDV
V-13

-C1/2
BDV
DE VENTEO
TAMBOR

36”

-V12/3
BDV
VENTEO DE GAS
SISTEMA DE

V-12

V-14
-V12/2
-V12/1
DE COMPRESIÓN

SDV
SDV
MODULOS

SUCCIÓN
GAS DE
‘S
Y DH

26


SISTEMA DE GAS COMBUSTIBLE.
Gas Combustible de arranque.
El sistema de gas combustible de arranque es suministrado desde la línea de
descarga en el módulo común, mediante la válvula SDV-3, la cual cerrará cuando
exista un paro de planta. Este gas está a 1700 psi. El sistema consiste
principalmente de un intercambiador de calor gas-gas E-7, una válvula
controladora de presión PCV-V15/1 y un separador V-15. El gas a alta presión
fluye a través del lado de los tubos del E-7, donde se enfría hasta 45 ºF. Al
intercambiar con la corriente de gas saliendo del V-15, la presión de este gas es
reducida hasta 450 lppc en el V-15 por medio de la válvula PCV-V15/1.

Esta reducción en la presión hace que el gas se enfríe hasta 10 ºF. Este gas frío
fluye a través del lado de la carcasa del E-7, dirigiéndose al cabezal de gas
combustible a 450 Lppc y 57 ºF.

El controlador de temperatura del gas combustible TIC-E7/1 y una válvula de tres
vías TV-V7/1, desvía el interruptor E-7, a fin de mantener la temperatura en el
V-15 a 10 ºF.

A la salida del enfriador E-7 está instalada una válvula BDV-V15/2, que abrirá para
ventear el gas, en caso de un paro de planta.

Este sistema garantiza el suministro de gas de arranque completo de la planta con
todos los módulos de compresión fuera de servicio, efectuándose así la
separación del punto de rocío, requerida por los fabricantes de los generadores de
gas.

27


28


Gas Combustible.
El combustible para cada módulo que está en servicio, es tomado de la descarga
de segunda etapa a 625 Lppc, este gas pasa por el lado tubo de un enfriador E-9,
para ceder la temperatura a la corriente de gas que viene del V-5. DE la salida del
E-9 la presión de gas es controlada por una válvula de control PCV-V19/1 a 450
Lppc, luego entra a un depurador V-19, para retirar las partículas condensables.
Por el tope de este sale una línea que va al filtro separador de gas combustible
V-5 (horizontal) de dos etapas, la primera posee un elemento de fibra de vidrio
colapsable y la segunda etapa de alambre de acero inoxidable. Ambas etapas
permiten dirigir individualmente el líquido separado de la corriente de gas hacia los
cilindros recolectores de líquidos que el separador posee en su parte inferior.
Desde allí el líquido es drenado por medio de las válvulas LCV respectivas, hacia
el cabezal de condensado del módulo. Una presión diferencial mayor de 5 Lppc en
el filtro V-5, es indicativo que el cartucho está sucio. Por el tope del V-5 el gas se
dirige hacia el Enfriador E-9 por el lado carcasa para retirarle la temperatura al gas
que viene de la 2da etapa de compresión. El gas proveniente del lado carcasa del
enfriador E-9 entra a un segundo filtro denominado B-1, de donde salen dos
corrientes una que va hacia el arrancador del generador y otra hacia la válvula de
control de combustible (WOODWARD).

29

SISTEMA DE
COMBUSTIBLE MOD
-A

FCV
-148 GAS AL
ARRANCADOR

GAS DE
ARRANQUE
CABEZAL FCV
-147
V-19 DE VENTEO
PCV
-V19/1
SDV
-V5/1 LC WOODWARD
BDV
-B1/1
DESCARGA
DE 2DA ETAPA
FCV
-145 FCV
-146

FCV
-144

V-5 GAS AL
B-1 MANIFOULD

LC LC

CONDENSADO DEL SISTEMA
DE GAS COMBUSTIBLE

30


SISTEMA DE AIRE.
El aire de instrumento y de servicio de la planta es suministrado por dos
compresores “Broom Wade”, ubicados en el módulo central (plataforma de
servicios). Estos compresores son de tipo reciprocante, de dos etapas, enfriados
por aire y lubricados. El sistema consta de dos compresores A y B. Uno en
servicio y el otro disponible.

El aire descargado por los compresores pasa por un enfriador tipo fin-fan, para
bajarle la temperatura al aire, una vez enfriado pasa a un acumulador de aire
húmedo para extraer las partículas condensables, luego pasa por un segundo
acumulador, llamado acumulador de aire seco y de allí a alimentar el sistema.
Ambos acumuladores poseen válvulas en el fondo del recipiente para drenar la
humedad extraída del aire.

Aire de Servicio.
Del acumulador de aire húmedo y antes del acumulador de aire seco, sale una
línea en donde está ubicada una válvula controladora de presión. Esta válvula
regula presión a 100 lppc aguas abajo para alimentar el cabezal de aire de servicio
de la planta. Todas las herramientas neumáticas utilizadas para las reparaciones y
mantenimiento de equipos son alimentados por los compresores de aire.

Aire de Instrumento.
Aunque preferiblemente el aire de instrumentos es suministrado por cada módulo
de compresión, extrayendo el aire del compresor axial del generador de gas,
también es suministrado mediante los compresores de aire. Después que sale del
acumulador de aire húmedo, se hace pasar por un acumulador de aire seco para
los instrumentos.

31


De este acumulador el aire es enviado al cabezal común de suministro para
alimentar la planta. Entre este cabezal común y la línea de alimentación de cada
módulo, existe una válvula de retención ubicada antes del punto de entrada del
aire proveniente del generador de gas.

Como se dijo anteriormente, el compresor axial del generador de gas de cada
módulo, es capaz de suministrar el aire para los instrumentos de ese módulo.

El aire después de ser descargado por el compresor axial de cada G.G. a una
presión de 120 Lppc y a una temperatura de 600 ºF, pasa por un enfriador en
donde la temperatura es bajada a 120 ºF, de allí pasa a un secador tipo
refrigerante para luego entrar a la línea de alimentación del módulo respectivo.
Como la presión del aire proveniente del G.G., es mayor que la presión del aire
descargado por los compresores, la válvula de retención antes señalado,
permanecerá cerrada. En caso de un paro del módulo, el aire proveniente de los
compresores alimentará los instrumentos. GENERADOR
DE GAS
COMPRESOR
AXIAL

SISTEMA DE
AIRE SERVICIO ENFRIADOR
SECADOR
INSTRUMENTO CABEZAL AIRE DE AIRE
DE SERVICIO
MOD-A
CABEZAL AIRE
VS INSTRUMENTO
ACUM MOD-B
CONEXIÓN AIRE
FLEXIBLE ENFRIADOR A VS SECO
MOD-C

ACUM MOD-EN
AIRE GENERAL
HUMEDO
DH”S

COMP-A

DRENAJE

CONEXIÓN
FLEXIBLE ENFRIADOR B

COMP-B
32


DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA MOTRÍZ
Entrada de Aire.
El sistema de entrada de aire, sistema de escape de turbina y paquete de la
cubierta, son un sistema de elementos ambientes.

Filtros de Entrada de Aire.
El aire entrando al Generador de Gas pasa a través de una careta de filtros de 4
pasos; la cual reduce el contenido de partículas de sal seca a 0.0005 ppm, elimina
gotas de agua de sal y remueve el 98% de partículas, iguales o mayores a 2
micrones.

Los cuatro pasos consisten de:
- Rejillas de intemperie con caperuza de intemperie.
- Almohadillas aglutinadas M-81.
- Almohadillas de pre-filtros AMER KLEEN M-80.
- Filtros de cartuchos alta eficiencia duracel RM-90.

Cada módulo de filtros es provisto con una puerta de inducción, la cual está
equipada con un interruptor limitador. Cuando la presión en la caseta de filtros
alcanza 6” de columna de agua, la puerta de inducción abre y dispara el interruptor
limitador.

Silenciador de Entrada.
Corriente abajo de los filtros RM-90, la caperuza de la caseta de filtros está
prevista con un revestimiento acústico consistente de 13 lb/ft3 de material
protegido con hojas perforadas de acero inoxidable. Este revestimiento decrece la
cantidad de ruido a la entrada de la turbina de gas que pueda escapar a los

33


alrededores. La construcción es soldada de manera que los sujetadores no se
desprendan y puedan ser aspirados dentro del generador de gas.

Entrada Cámara del Plenum.
La entrada de la cámara del plenum es proveer flujo máximo de aire a la boca de
la campana de la máquina sin presión y distorsiones de flujo y a reducir el fluido de
entrada. La cámara plenum es una estructura rectangular hueca de tablero entre
dos capas acústica. Una puerta en uno de los tableros provee acceso al personal
de mantenimiento.

Descripción General del Generador de Gas LM-2500.
El Generador de Gas, está compuesto de un compresor axial de geometría
variable, un combustor anular, una turbina de alta presión y una caja de
accesorios, esta concebido modularmente, la cual permite un fácil mantenimiento.

Sección del Compresor Axial.
Este módulo esta compuesto por:
- EL cuerpo frontal del compresor, donde está alojado el cojinete No. 3, permite
también la succión de aire axial del compresor y sirve de soporte de la
máquina en la parte delantera.
- Cuerpo trasero del compresor, en el cual está alojado el cojinete No. 4, la
cámara de combustión y la parte delantera de la sección de la turbina.
- Rotor del compresor, está compuesto por 16 etapas, soportada en la parte
delantera por el cojinete No. 3 del tipo rodillo y en la parte trasera por el
cojinete No. 4, el cual está compuesto por un cojinete del tipo rodillo y uno del
tipo de bola para absorber las cargas axiales de los rotores, compresor y
turbina.

34


- Carcasa de Estatores del compresor, las 16 etapas de estatores están
ubicadas en dos carcasas, frontal y traseras cortadas longitudinalmente. Los
alabes guías de entradas y las seis primeras etapas de estatores son variables,
el cambio de posición angular está definida por la temperatura del aire de
entrada y las rpm del generador de gas. Este movimiento del estator le permite
tomar a la superficie aerodinámica del alabe un ángulo óptimo de ataque del
flujo del aire con lo cual se obtiene una eficiente operación del generador y
evita que el compresor entre en SURGE.

Sección de Combustión (Combustor).
Está ubicada en el cuerpo trasero del compresor, está conformada por un
combustor anular el cual está compuesto por cuatro secciones remachadas entre
sí, este diseño permite una combustión más uniforme de mezcla aire-combustible
y también una mejor distribución de entrada de los gases calientes a la entrada.

El combustible se adiciona a la cámara a través de 30 quemadores uniformemente
repartidos y la ignición se efectúa mediante dos bujías.

Turbina de Alta Presión.
La turbina de alta presión consiste de 2 etapas de toberas, un rotor de 2 etapas y
el cuerpo intermedio de la turbina.

La 1era etapa de tobera es enfriada por convección y también mediante película
de aire, la 2da es enfriada solamente por convección.

La parte delantera del rotor de la turbina esta acoplada directamente al compresor
axial y la parte trasera es soportada por el cojinete No. 5 del tipo de rodillo, este

35


último está alojada en el cuerpo intermedio de la turbina y este cuerpo dirige los
gases de escape del G.G. hacia la turbina de potencia.

Descripción General de La Turbina de Potencia DJ-270.
La turbina de potencia DJ-270, está acoplada aerodinámicamente al Generador de
Gas LM-2500 y su función es la de convertir la energía cinética que tienen los
gases de escapes provenientes del G.G. en energía mecánica de rotación para
ser transmitida a los compresores de gas 4M-10 y 362-B, a los cuales está
acoplado mecánicamente.
Rotor.
Es de diseño en catiliver y consiste de 2 etapas de alabes montados en discos
individuales separados entre sí por un disco y unidos entre sí mediante sonidos
especiales.
Etapas de Toberas.
La 1era etapa de tobera sirve también de soporte del G.G. y consiste al igual que
la 2da etapa, en un ring el cual sirve de soporte a los alabes estacionarios. Una
junta de expansión montada entre la tobera y el G.G. permite la expansión térmica
del conjunto.
Carcasa.
El cuerpo de la turbina está constituido por la base entre sí, la cual está apernada
a la fundación, en ella se fijan los rines de las toberas y la carcasa de los cojinetes.
Enfriamiento interno de la turbina.
Aire de la etapa No. 8 del compresor axial del G.G. es introducido a través de los
alabes de 1era etapa de toberas y de los discos del rotor , posteriormente este aire
se incorpora a la corriente de gases calientes.
Sistema de Escape.

36


El sistema de escape de la turbina consiste de difusor interior,
el cual lleva los gases calientes desde la tobera de 2da etapa a la carcasa de
escape, el difusor y la carcasa de escape son divergentes, incrementando el área
en la dirección del flujo.
Características de Operación.
Potencia Suministrada: 25340 HP
Velocidad de Operación: 4540 RPM
Temperatura de Escape: 990 ºF. Presión de Lubricación: 20 PSIG.

SUC
-3
DES DES3

362B
2 -

ENGRANAJE

C-
-

SUC
-2

CAJA

SISTEMA MOTRIZ
DE ESCAPE
CHIMENEA

DES

4M10
-1

C-
CALIENTES

SUC
-1
GASES

POT.
GENERADOR

T.

ALTA
DE GAS

CAM. T.

AXIAL COMB.
COMP.
PLENUM

SUCCIÓN

AIRE

37


Compresores Centrífugos de Gas.
El uso de compresores centrífugos está ampliamente extendido de un gran
número de actividades industriales en el mundo, específicamente en este caso es
utilizado para la compresión de gas natural como método de recuperación
secundaria del petróleo.

El principio de Operación de un compresor centrífugo es de imprimirle por medio
de un impulsor, una alta velocidad al gas que se va a comprimir, para luego
convertir esta velocidad (energía cinética) en energía potencial (de presión).

Carcasa.
Existen dos arreglos básicos de carcasa de compresores centrífugos, a carcasa
dividida horizontalmente, la cual es utilizada cuando las presiones de trabajo son
bajas y el gas de proceso lo permite, la carcasa dividida verticalmente (tipo barril),
con la cual se pueden alcanzar presiones considerablemente altas. En la carcasa
se encuentran los extremos de succión y descarga, contiene los ensamblaje de
rodamientos y sellos y un cuerpo central el cual soporta los ensamblaje de rotor y
estator. Los extremos contienen todos los puntos de servicio para aceite y gas.

38


Rotor.
El rotor es el elemento de máquina que debe impartir la energía aplicada por el
accionamiento al gas de proceso, debe mantener los rodetes en sus posiciones
exactas para mantener las tolerancias internas y garantizar una eficiente
conversión de energía. El rotor es el corazón del compresor y está compuesto por
el eje, los rodetes, los pistones de balanceo y el collar de empuje.

Rodete o Impulsores.
El rodete o impulsor, al mover el gas de proceso a través de alabes, aumenta la
velocidad de este al rotar sobre su eje, causando que el gas se mueva desde la
succión hacia la descarga. La distancia existente entre el eje y la periferia es lo
que causa el aumento de velocidad.
El rodete está compuesto por tres componentes principales, el alabe, el disco y la
cubierta. El alabe es el que entrega la energía al gas, el disco sirve para sustentar
al alabe y para confinar el gas al área del alabe y la cubierta, que con el disco,
limitan el gas al área del alabe.

39


Pistón de Balanceo.
El pistón de balanceo está instalado en el extremo de descarga del compresor
para ayudar a contrabalancear la carga hidráulica sobre los impelentes. El pistón
de balance es un tambor de mayor diámetro que el eje del rotor, con una serie de
laberintos maquinados en la periferia que forman un sello contra un anillo de sello
reemplazable con metal antifricción (babbit). La diferencia de presión multiplicada
por el área del pistón de balanceo iguala el empuje del pistón de balanceo.

Sistema de Cojinetes.
Es un elemento de máquina que soportan a otros elementos que giran, deslizan u
oscilan sobre o dentro de él.

Cojinete Radial.
Soporta Cargas Radiales. Las altas velocidades de operación de los compresores
centrífugos de gas actuales, son posible por el uso de los cojinetes de zapatas
basculantes.

Cojinete de Empuje.
Soporta Cargas Axiales. Dos tipos de cojinete de empuje son utilizados en los
compresores centrífugos de gas área ahusada fija y de empuje con zapata
basculante auto compensado. Ambos tipos ofrecen una excelente operación,
teniendo una comparable capacidad de carga para el mismo tamaño de cojinetes.

40


COJINETES RADIALES

COJINETES AXIALES

41


Tolerancia (holguras).
Son variaciones permisibles en las dimensiones de las piezas mecanizadas.
También son intervalos de medidas dentro del cual puede variar la medida de una
pieza de máquina.

Velocidad Crítica.
Es la velocidad angular en la que un árbol es dinámicamente inestable con
amplitudes laterales grandes, debido a la resonancia a la frecuencia natural de
vibración.

Compresor de Gas Dresser ClarK 4M10.
Este compresor efectúa la primera etapa de compresión de la planta y está
conformado por:
- Carcasa: la cual está cortada longitudinalmente y unidas entre sí mediante dos
soportes las cuales son parte de la mitad de la carcasa inferior, un soporte
flexible, fabricado de láminas de acero, el cual sirve de soporte del lado
descarga al mismo tiempo permite el crecimiento térmico del compresor en la
dirección axial.
- Rotor: Consiste de un eje en el cual están montados los impelentes (10)
espaciadores y el pistón de balanceo, cojinete de empuje y el hub del
acoplamiento.

El pistón, los impelentes y los espaciadores son de apriete suave superficial
en el eje, asegurados al final por una tuerca. El plato de empuje y el hub de
acoplamiento es apretado en el eje con una gran interferencia y ser instalados
y removidos hidráulicamente. El rotor está soportado en cada extremo
mediante cojinetes del tipo zapatas oscilantes lubricadas por aceite a una
presión de 20 psi.

42


- Difusores o Diafragma: Están instalados en la carcasa entre cada etapa de
impelente. Son horizontalmente cortados y asegurados mediante tornillos en la
carcasa superior para permitir levantar esta última.
- Alabes Direccionales de Entrada: Permiten dirigir el gas a la entrada del
impelente y están montados en los difusores, asegurados mediante tornillos.
Sellos laberintos (cortados horizontalmente) están instalados en los álabes
direccionales de entrada con una muy pequeña holgura con respecto al
impelente (al agujero de succión). Estos sellos mantienen separadas las
presiones de descarga y succión en cada área del impelente.
- Sellos Internos (Sellos de Aceite): Están instalados al lado de cada cojinete
(adyacente a la primera etapa del impelente y al pistón de balanceo). Estos
sellos están diseñados para prevenir la entrada de gas a las cámaras de
cojinetes. El principio de funcionamiento consiste en mantener una presión de
aceite entre los rines de los sellos de 5 a 8 psi. Por encima de la presión de
gas existente en la cavidad “A”, la cual es conocida como presión de gas de
referencia. El aceite fluye entre una pequeña holgura existente entre los rines
y el eje., un mayor flujo de aceite toma hacia el lado del ring exterior debido a
que posee una mayor holgura, este se adjunta con el aceite de lubricación del
cojinete cavidad “C”, retornando de nuevo al tanque principal, el resto del
aceite fluye por el ring interior hacia la cavidad “A” previniendo de esta forma
la fuga de gas desde esta cavidad hacia el cojinete, las mezcla de aceite y gas
que se produce en la cavidad “A” es conocida como aceite ácido y es drenada
a unos limitadores de flujo y un demister donde el gas es separado del aceite y
venteado a la atmósfera. El aceite separado es enviado nuevamente al tanque
desgasificador.

43


Compresor de Gas Dresser Clark 362-B.
La configuración de este compresor permite efectuar dos etapas de compresión
con enfriamiento del gas, entre ellas. El principio fundamental es igual al del
compresor 4M10, solo varía la configuración de la carcasa.
- Carcasa: está conformada por una sola pieza de acero forjado, su diseño es
normalmente conocido como del tipo barril. Rines especiales en la parte frontal
y trasera retienen y sellan las tapas o cabezales (Head) de la carcasa.
Características de Operación.

4M10 362-B
Presión de Entrada (Psig) 70 290-625
Temperatura de Entrada (ºF) 90 115
Presión de Descarga (Psig) 295 625-1750
Temperatura de Descarga (ºF) 395 227-305
Capacidad de Manejo de Gas (mmpced) 95 95
RPM de Operación 4540 11306
Potencia Requerida (HP) 11662 10106
1era Velocidad Crítica (RPM) 1800 5800
Presión de Aceite Lubricante (Psig) 20 20
Temperatura de Aceite Lubricante (ºF) 155-165 155-165
Alarma de Temperatura (ºF) 185 185
Paro de Temperatura (ºF) 195 195
Limites de Vibración Radial
Alarma 2.5 2.3
Paro 3.5 3.3
Limites de Desplazamiento Axial
Alarma 5 5
Paro 10 10

Concepto de “Surge”.

El compresor centrífugo está diseñado para operar entre ciertos límites de
flujo y relación de compresión. A una velocidad constante el compresor podrá
44


comprimir una cierta cantidad de volumen de gas determinada
por la relación de las presiones existentes la descarga y succión del compresor,
esto es a una mayor relación de compresión menor es el flujo que podrá
comprimirse y viceversa, la graficación o curvas de estos parámetros a diferentes
rpm nos establece los límites de flujo mínimos y máximos donde puede operar el
compresor, las cuales son denominadas punto de surge para el lado de flujo
mínimo y punto de stenewall para el máximo. En este caso analizaremos el de
surge por considerarlo más crítico.

Cuando el compresor opera con caudales situados a la izquierda de la línea
de surge, el gas tiende a regresarse de la dirección normal de flujo, para luego
retornar a su dirección normal, repitiéndose el proceso varias veces de forma tal
que se produce una oscilación del gas dentro del compresor y en la tuberías
asociadas al mismo. Esta oscilación produce vibración severa del compresor,
ocasionando daños a los cojinetes radiales y de empuje y en ocasiones daños
mayores al rotor en fin.

45


Sistema de Aceite.

Sistema de Lubricante del Generador de Gas LM-2500.
El sistema de lubricación proporciona a los cojinetes, engranajes y acoplamientos
estriados, del gasificador un adecuado aceite frío que evita la fricción y el

46


calentamiento excesivo. El elemento de suministro único de la
bomba impulsa el aceite por los tubos y lo hace llegar a la zona y componentes
que necesitan lubricación. Las toberas de aceite dirigen el aceite a los cojinetes,
engranajes y acoplamientos estriados. En la bomba de lubricación y recuperación
cuatro elementos separados de recuperación extraen el aceite de los sumideros B
y C y de la caja de engranaje de transferencia delantera y trasera. El sumidero A
drena a la caja de engranaje de transferencia frontal. El aceite de recuperación es
devuelto al tanque de lubricación. El sistema de lubricación se divide en tres
subsistemas identificados, suministro de lubricantes, recuperación de lubricantes y
venteo de sumidero.

El aceite lubricante que proviene del tanque de suministro ingresa a la bomba de
lubricación y recuperación a través de un filtro de admisión que impide el paso de
las partículas mayores de 0,76 mm (0,30 pulg) . La salida del elemento de
suministro es conducida al filtro de suministro de lubricante provisto por el usuario.
Desde este filtro, el aceite fluye, a través de una válvula de regulación antiestática,
a la caja de engranajes de admisión, al sensor de velocidad de las paletas del
estator, a la caja de engranajes de transferencia y a los sumideros del gasificador.
El aceite que va al sumidero C atraviesa una válvula de regulación adicional,
ubicada en el conducto de suministro de aceite del sumidero C. El aceite
lubricante de descarga, también es conducido mediante caños a una boca próxima
al extremo delantero de la bomba de lubricación y recuperación para que lubrique
los acoplamientos estriados de transmisión.

La bomba de lubricación y recuperación, es una bomba de seis elementos del tipo
de paletas y desplazamiento positivo. Un elemento se utiliza para el suministro de

lubricante y cinco para la recuperación del mismo. Dentro de la bomba hay filtros
de admisión (uno para cada elemento) y una válvula limitativa de la presión de

47


suministro de lubricante. Las características de diseño de la
bomba son las siguientes:

Rotación ..................................................... En sentido horario cuando se le mira
Desde el extremo de
transmisión.
Sección de Cizalla ..................................... 1730 – 2310 Kg.cm
(1500 – 2000 Lb-pulg)
Válvula Limitativa de Presión.
Presión de Fraccionamiento ...................... 100 psid.
Flujo Total .................................................. 200 psid (1380 Kpa) máx.
Reposición ................................................. 90 psid (621 Kpa)min.
Capacidad de Bombeo .............................. Todos los flujos dependen de las sig
Condiciones:
6000 rpm, Temp aceite: 66 + 3 °C/
(150 + 5 °F). Presión de admisión.
del aceite:12–15 psi/(83 – 103 Kpa)
fluido según MIL-L-7808 ó 2369.
Suministro de lubricante ............................ 61 – 69 lpm (16 – 18,3 gpm).
Recuperación TGB delantero .................... 18 – 20 lpm (4,8 – 5,4 gpm).
Recuperación TGB trasero ........................ 68 – 76 lpm (18 – 20,2 gpm).
Recuperación del sumidero B .................... 40 – 46 lpm (10,6 – 12,1 gpm).
Recuperación del sumidero C .................... 29 – 32 lpm (7,6 – 8,5 gpm).
Presión de descarga

Suministro de lubricante ............................. normal: 25 – 75 psi/ (172-517Kpa).
extrema:75-100 psi /(517-690 Kpa)
Recuperación .............................................. normal: 25 – 85 psi/(172-517 Kpa).
extrema: 85-100 psi/(586-690 Kpa)

48


Sistema de Aceite Hidráulico del Generador de Gas.

El sistema de aceite hidráulico de los generadores de gas LM-2500 tiene la
función de suministrar aceite a presión a los elementos hidráulicos del control de
velocidad. La presión es producida por dos bombas eléctricas controladas por el
sistema de control y un respaldo temporal con un sistema de acumulador
hidráulico que se activa en caso de falla eléctrica.

El sistema cuenta con dos bombas (A y B), movidas por motor eléctrico, las cuales
succionan directamente desde el tanque de aceite lubricante del Generador de
Gas, descargando a una presión de 800 psig aproximadamente. Una bomba
trabaja como principal (automática), la cual arranca al momento de darle arranque
al módulo y la otra como auxiliar (automática) que arranca en caso de falla de la
bomba principal. La descarga de las bombas van a un cabezal común, el cual se
bifurca en dos direcciones, una línea que va hacia un tanque presurizado, que
mantendrá la presión por algún tiempo, en caso de falla de ambas bombas y la
otra línea pasa por un par de filtros (10 micrones) y de allí, una línea va al sistema
(actuádor wooward) y la otra retorna al tanque, antes pasando por una válvula de
control; la cual mantiene la presión en el sistema 800 psig.

Este sistema aplica para los Módulos A, B y C, aunque en la actualidad
sufren ciertas modificaciones. Tiene acoplada una bomba Mecánica a la caja
de accesorio del G.G.

El sistema de aceite hidráulico del generador de gas, es habilitado en la
secuencia de arranque del módulo, con la activación de la lógica de arranque de
las bombas eléctricas para el suministro de aceite a presión, a los elementos

49


hidráulicos del control de velocidad N1 (actuador válvula
woodward). Al comenzar el giro del

generador de gas, la bomba acoplada a la caja de accesorios comienza a elevar la
presión del aceite en su descarga en una proporción directa a la velocidad N1,
cuando la presión de descarga de la bomba acoplada es mayor a 650 psig (valor
de activación del interruptor de presión PSH-126), el relé 680 es energizado para
sacar de servicio las bombas eléctricas.

Las bombas eléctricas de aceite hidráulico entrarán en servicio nuevamente
cuando la presión de descarga de la bomba acoplada disminuya lo suficiente para
desactivar el interruptor PSH-126, motivado a desperfectos y/o deficiencias en el
funcionamiento de la bomba acoplada o durante la secuencia de paro de unidad.

Basado en los requerimientos mínimos de suministro de presión de aceite
hidráulico de la válvula Woodward y de la lógica de falla de la bomba acoplada de
aceite hidráulico, los valores para los interruptores de protección y arranque de
bombas del sistema antes mencionado son los siguientes:
INTERRUPTOR VALOR DE
IDENTIFICACIÓN AJUSTE PSIG

PSL-120/PSL-122 650 Bajando

PSL-124 550 Bajando

PSLL-124 420 Bajando

PSH-126 650 Subiendo

Este sistema cuenta con 2 bombas A y B movidas por motor eléctrico, las
cuales succionan directamente desde el tanque de aceite lubricante del Generador

50


de gas, descargando a una presión de 500 Psig
aproximadamente. Esta presión es controlada por medio de reguladores que
desvían el flujo de aceite de nuevo al tanque. El aceite que va al sistema es
pasado a través de filtros y una válvula termostática que desvía parte del aceite
hacia un enfriador tipo fin-fan.

Para mantener la temperatura entre 140-160 ºF. Posteriormente el aceite se
dirige al sistema. En caso de falla de ambas bombas, el sistema está protegido por
un tanque presurizado que mantendrá la presión por algún tiempo.

51

C.A A B C

SISTEMA DE
ACIETE LUB/HID. G.G

FIN-FAN
RETORNO
BBA. AL TANQUE
MEC. PSDH
RETORNO *
AL TANQUE PSDH TCV
FILTROS
*
FILTROS
WOODWARD
TANQUE DE ACEITE
GATOS HIDR. LUBRICANTE E HIDRAULICO DEL G.G.

PSDH
BBA-A

FILTROS

52
BBA-B


Sistema de Aceite Lubricante de Turbina de Potencia, Caja de Engranaje y
Compresores.
Del tanque deposito D-1, las bombas P-5 o P-6, succión el aceite y descargan un
flujo de 376 GPM a 75 Lppc hacia la válvula termostática (TCV-E4/1), cuya función
es la de controlar la temperatura del aceite descargado por las bombas. Esta
válvula es de tres vías y permite que una parte del flujo de aceite sea pasado por
el enfriador (E-4/1) y la otra desvíe dicho enfriador con el fin de mantener 120 ºF
en el cabezal de aceite lubricante.

Las dos corrientes o flujo de aceite después de pasar por la TCV-E4/1, salen por
una línea y se dirigen a los filtros F-2 y F-3 para formar así el cabezal de aceite
lubricante. En este cabezal está ubicada una válvula controladora de presión PCV-
P5/1, la cual regula la presión a 25 lppc y en vía el exceso de aceite al tanque
deposito. Con esta presión, el aceite alimenta a los cojinetes de los dos
compresores, la turbina de potencia sus acoplamientos y a la caja de engranaje
entre el compresor 4M-10 y el 362-B. El tanque elevado ROON DAW es
alimentado también desde este cabezal. El aceite después de cumplir su función
retorna por tres líneas al tanque depósito D-1.

De la línea de salida de los filtros, sale una línea de 2” la cual se bifurca para
conectarse mediante 2 válvulas de bloque a líneas de succión de las bombas de
aceite de sello. Esto es con el fin de cebar estas bombas cuando sea necesario.
Cada bomba de aceite lubricante está provista de una válvula de alivio ubicada en
sus respectivas líneas de descarga, la cual envían el aceite al tanque deposito en
caso de que haya una presión mayor de 85 Lppc. Existe una alarma por baja
presión de aceite lubricante, cuando la presión sea de 12 Lppc y un paro a 8 Lppc.

53


Este sistema tiene previsto un acumulador elevado ROON DAW el cual
permite suministrar aceite a presión a los cojinetes de los compresores y turbina,
por un lapso de 10 seg, cuando ocurra una falla eléctrica o por una baja presión de
aceite en el sistema.

La bomba P-7 movida por un motor eléctrico de corriente DC lubrica a la turbina
de potencia durante 2 horas en caso de paro de la unidad de compresión. Esta
bomba succiona el aceite lubricante del tanque deposito D-1, y lo descarga a 25
Lppc y 39,5 GPM a un filtro y luego lo envía al extremo final del cabezal principal
de alimentación. Una válvula de retención situad entre estos dos cabezales, evita
que el aceite descargado por la P-7 fluya hacia el cabezal de las bombas P-5 y
P-6.
Los cojinetes de los compresores, sus acoplamientos y la caja de engranaje, se
lubricaran con el aceite que sale por gravedad del tanque auxiliar V-11. Durante 5
minutos aproximadamente a ocurrir una falla eléctrica en este sistema.

Sistema de Aceite de Sello.
El aceite de sello es succionado también del tanque depósito D-1, por las bombas
P-5 y P-6, una operando y otra en reserva, y descargando a una presión de 305
Lppc y un flujo de 38 GPM.

En cada línea de descarga de la bombas, existe una válvula de alivio para retornar
al tanque depósito el aceite cuando la presión sea mayor de 450 Lppc. Ambas
líneas de descargan se unen para formar un cabezal. En este cabezal está
ubicada una válvula controladora de nivel LVB-V6/1, la cual abrirá y descargará
aceite de sello al cabezal del sistema de aceite lubricante cuando el nivel normal
de los tanques auxiliares V-6 y V-7 del sistema de aceite de sello, sea excedido.

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Del mismo cabezal común de las bombas, el aceite de sello pasa a un filtro
F-1. La línea de salida de este filtro forma dos cabezales. En cada cabezal existe
una válvula automática. Una de ellas LV-V6/1, la cual alimenta los sellos del
compresor 4M10 y controla el nivel del tanque auxiliar V-6 del mismo compresor.
La otra válvula LV-V7/1, alimenta los sellos del compresor de segunda y tercera
etapa; es decir al 362-B y controla el nivel del tanque auxiliar V-7 de este
compresor. Ambos tanques tienen dispositivos de alarma y paro de la unidad por
bajo nivel.

Las válvulas LVB-V6/1, LV-V6/1 y LV-V7/1, operan comandadas por
transmisores de nivel LT-V6/1 y LT-V7/1, situados en el V-6 y V-7
respectivamente, para garantizar la alimentación de aceite de los sellos de los
compresores y mantener el nivel normal de los tanques auxiliares, cada tanque
tiene en su tope una línea de 1”, por la cual es mantenida la presión de gas de
referencia en dicho tanque, de acuerdo a la presión existente en la succión del
compresor respectivo.

Por el fondo de los tanques alimentan a los compresores cuando por
cualquier anormalidad el flujo de aceite falle.

El aceite después de cumplir su función (en cada compresor), retorna al tanque
D-1 por medio de dos corrientes:
- Una que permite drenar el aceite que en su recorrido no tiene contacto con el
gas (aceite de sello dulce) directamente al tanque D-1.
- La otra que recolecta el aceite de sello ácido y lo dirige al tanque D-2, para
ser calentado mediante una resistencia, con el objeto de vaporizar los

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