mdp_02_k_02

PDVSA N° TITULO

REV. FECHA DESCRIPCION PAG. REV. APROB. APROB.

APROB. FECHAAPROB.FECHA

COMPRESORES

� PDVSA, 1983

MDP–02–K–02 PRINCIPIOS BASICOS

APROBADA

MAY.96 MAY.96

MAY.960 58 F.R.

MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO

ESPECIALISTAS

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COMPRESORESPRINCIPIOS BASICOS MAY.960

PDVSA MDP–02–K–02

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.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma

Indice1 OBJETIVO 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 ALCANCE 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 REFERENCIAS 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 CONSIDERACIONES DE DISEÑO 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1 Definiciones Generales 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Generalidades 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3 Factores Sensitivos en Costos de Inversión 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4 Velocidad de Flujo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5 Propiedades de los Fluidos 7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.6 Efecto del Reciclo 12. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.7 Determinación del Tamaño de Tuberías 13. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.8 Presión de Entrada 13. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.9 Presión de Descarga 14. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.10 Presión de Ajuste 15. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.11 Temperatura de Entrada 15. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.12 Temperatura de Descarga 15. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.13 Etapas del Proceso 16. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.14 Control 18. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.15 Cabezal 18. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.16 Condiciones Extremas de Operación 20. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.17 Consideraciones para el Arranque 21. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.18 Flexibilidad para Expansión 24. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.19 Requerimientos de Potencia 25. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.20 Condiciones Ambientales 26. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.21 Líquido en Corrientes Gaseosas 26. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.22 Materiales para Maquinarias 28. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.23 Características de los Servicios de Compresió

que Afectan los Sellos del Eje 29. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.24 Diseño para Mínimo Mantenimiento 30. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.25 Exactitud de la Información de Ingeniería Suministrada

por el Suplidor 30. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.26 Presión y Temperatura de Diseño 31. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.27 Especificaciones del Compresor 35. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.28 Requerimientos de Servicios del Compresor 35. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5 NOMENCLATURA 57. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

http://www.intevep.pdv.com/santp

http://www.intevep.pdv.com/santp/mdp/indice_mdp.htm

http://www.intevep.pdv.com/santp/mdp/compre/indice_compre.htm

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1 OBJETIVOEl objetivo de este capítulo es presentar los fundamentos teóricos que permitanuna óptima comprensión de la terminología usada en el área de compresores.

2 ALCANCEEn este capítulo se muestran las definiciones básicas y consideracionesrelevantes para lograr el diseño óptimo de servicios de compresión. Lanomenclatura y definiciones aquí presentados son aquellas usadasconvencionalmente en el campo de la ingeniería de servicios de compresión.Además, se especifica la información que debe ser suministrada por el diseñadory la suministrada por el suplidor del compresor.

3 REFERENCIAS

Prácticas de Diseño (Versión 1986).

Vol. VI, Sección 11 CompresoresVol. VII, Sección 12 InstrumentaciónVol. VII, Sección 15 Seguridad en Diseño de Planta

Manual de Ingeniería de Diseño

Vol.9 “Intrumentación”, Especificación de Ingeniería PDVSA–K–339.

Instrumentación de equipos Rotatorios”.

Vol.14 “Equipos Rotativos”, Especificación de IngenieríaPDVSA–GB–201–R. “Compresores Centrífugos”. (1993)

Vol.14 “Equipos Rotativos”, Especificación de IngenieríaPDVSA–GB–203. “Compresores de Desplazamiento Positivopara Aire de Servicios e Instrumentos”. (1993)

Vol.14 “Equipos Rotativos”, Especificación de IngenieríaPDVSA–GB–202–PR. “Compresores Reciprocantes”. (1993)

Vol.14 “Equipos Rotativos”, Especificación de IngenieríaPDVSA–GB–204–R. “Compresores Rotatorios”. (1993)

Vol.22 “Seguridad en el Diseño”, Guía de Ingeniería PDVSA–90622.1.001.“Guías de Seguridad en Diseño”.

Manual de Calidad de Servicios Técnologicos Vol. VII

Normas Nacionales e Internacionales

API Standard 617, Centrifugal Compressors for General Refinery Services.(Feb.1995)




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API Standard 618, Reciprocanting Compresors for General Refinery Services.(Feb.1995)

Otras Referencias

Baumeister, T., ed. “Marks’ Mechanical Engineers’s Handbook”, 9th ed,McGraw–Hill Book Company, 1987.

Gibbs, C. W., “Compressed Air and Gas Data”, Ingersoll–Rand Co., 1971.

Ludwig, E. E., “Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants”,Volume III, Gulf Publishing Co., 1983.

Perry, Robert H., et al., “Chemical Engineers’ Handbook”, 5th ed, McGrawHill BookCompany, 1986.

Edmister, W. C., “Applied Hydrocarbon Thermodynamics”, Gulf Publishing Co.,Vol. I 1984.

Engineering Data Book, Natural Gas Processors Suppliers Association, Tulsa,Oklahoma, 1966. 9th ed. 1972, with 1974 and 1976 Revisions.

4 CONSIDERACIONES DE DISEÑO

4.1 Definiciones GeneralesCapacidad de un Compresor – Es la cantidad de gas liberado cuando opera apresiones de entrada y salida especificadas. La capacidad es medida en volumena las condiciones de presión, temperatura, composición del gas y contenido dehumedad a la entrada del compresor.

Temperatura Crítica – Es la mayor temperatura a la cual un gas puede ser licuado.

Presión Crítica – Es la presión de saturación a la temperatura crítica.

Proceso Adiabático – Proceso durante el cual no hay calor adicionado oremovido del sistema.

Proceso Isentrópico – Proceso donde la entropía se mantiene constante.

Proceso Isotérmico – Proceso en el cual no hay cambio en la tempertura.

Proceso Politrópico – Proceso en el cual hay cambios en las características delgas durante la compresión.

Mol – es el peso de un gas numéricamente igual al peso molecular o al pseudopeso molecular de una mezcla de gas. Un kilogramo mol (lb mol) es el peso enkilogramos (lb) igual al peso molecular del gas. A las mismas condiciones depresión y temperatura, el volumen de un mol es el mismo para todos los gasesperfectos.

Potencia al Freno – es el requerimiento total de potencia incluyendo potencia delgas y todas las pérdidas por fricción mecánicas y transmisión de potencia.




http://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_normas_int_es.html

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Espacio Muerto – (tolerancia) en un cilindro reciprocante es el volumenremanente al final del cilindro el cual no es recorrido por movimientos del pistón.Incluye el espacio entre el pistón y la cabeza al final de la carrera de compresión;espacio bajo las válvulas, etc. y es expresado como un porcentaje deldesplazamiento del pistón en un recorrido. El espacio muerto puede ser diferente,para los dos extremos de un cilindro de doble actuación, en el cual se usa un valorpromedio para describir el compartimiento total del cilindro.

Factor de Compresibilidad – es la relación del volumen actual de un gas alvolumen de un gas perfecto a las mismas condiciones.

Eficiencia de Compresión – es la relación del requerimiento de trabajo teórico(usando un proceso establecido) y el trabajo actual requerido a ser hecho sobreel gas a comprimir. Tomando en cuenta pérdidas por fugas internas y fricción delfluido así como variaciones del proceso termodinámico teórico.

Relación de Compresión – se refiere a la relación de los volúmenes dentro deun cilindro de motor reciprocante al comienzo y al final del recorrido decompresión. El valor nominal es igual al desplazamiento más el volumen deespacio muerto dividido entre el volumen de espacio muerto, pero el valor efectivoes algo menor, debido a la regulación de válvulas o de lumbrera.

Punto de Rocío – de un gas es la temperatura a la cual el vapor, a una presióndada, comenzará a condensarse. El punto de rocío de una mezcla gaseosa es latemperatura a la cual el constituyente con el punto de ebullición más altocomenzará a condensarse.

Potencia de Gas – es el requerimiento actual de potencia para compresión acondiciones particulares, incluyendo todas las pérdidas termodinámicas, porfugas y por fricción del fluido, pero excluyendo las pérdidas por fricción mecánica.

Relación de Presión – es la relación de la presión de descarga absoluta sobrela presión de entrada absoluta en cualquier ciclo de compresión.

Eficiencia Volumétrica – es la relación, en porcentaje, del volumen (medido a lascondiciones de entrada) entregado, sobre el desplazamiento del pistón de uncompresor reciprocante.

Compresores Centrífugos

Oleaje – Se refiere a la cíclica e inestable operación de un compresor dinámicoa bajo flujo.

Punto Normal de Operación – Este es el punto de operación usual y en el cualse obtiene la óptima eficiencia deseada. El funcionamiento del compresor deberágarantizar el punto normal de operación, a menos que no sea especificado. VerAPI Standard 617 para más detalles de garantía. Normalmente especificado porel diseñador del servicio.




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Punto Nominal de Compresor – es determinado como se indica:

1. La velocidad más alta necesaria para cumplir cualquier requerimiento deoperación especificada.

2. La capacidad nominal requerida por el diseño del compresor para alcanzartodos los puntos de operación. Este punto será seleccionado por el suplidorpara abarcar mejor las condiciones de operación especificadas dentro delalcance de la curva de funcionamiento esperada (API Standard 617).Normalmente especificado por el diseñador del servicio.

Velocidad Normal – es la velocidad correspondiente a los requerimientos delpunto normal de operación (API Standard 617). Normalmente especificado por eldiseñador del servicio.

100% de Velocidad – es la velocidad correspondiente a los requerimientos delpunto nominal del compresor. Esta puede ser mayor o igual que la velocidadnormal. El 100% de la velocidad del motor o equipo motriz del compresor deberáser igual a la relación de engranajes (si hay alguna) a la velocidad de plena cargadel motor suministrado. Normalmente especificado por el diseñador del servicio.

Velocidad Máxima – Continua es el límite superior de la velocidad de operacióndel compresor. Para compresores de velocidad variable, esta deberá ser 105% dela velocidad del punto nominal del compresor, a menos que otra cosa seaespecificada. Normalmente especificado por el diseñador del servicio.

Estabilidad y Relación de Reducción de Capacidad (Turndown) – Estetérmino significa la reducción del flujo másico con respecto al flujo normal, el cualse encuentra entre éste y el flujo de oleaje. La relación de reducción de capacidadcon respecto al flujo normal está definida como el porcentaje de cambio decapacidad entre el punto normal y el punto de oleaje a determinada altura,operando a la temperatura de diseño y composición de gas. Esto equivale a 100%menos de la relación de porcentaje del punto de oleaje de flujo de masa normal.API Standard 617 define la relación de reducción de capacidad en términos decapacidad especifica y altura, en lugar de capacidad normal. Para mayorinformación consultar Prácticas de Diseño (versión 1986), Vol.VII Sec. 11E“Compresores Contrífugos”. Normalmente especificado por el diseñador delservicio.

Compresores Reciprocantes

Presión de Descarga Nominal – Es la máxima presión requerida de acuerdo conlas condiciones especificadas por el comprador para un uso determinado (APIStandard 618).

Temperatura de Descarga Nominal – es la temperatura más alta de operaciónpredecible, resultante de las condiciones específicas de servicio. (API Standard618). Normalmente especificado por el diseñador del servicio.




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Máxima Velocidad Permisible y Máxima Velocidad Continua – ambos serefieren a la velocidad de rotación más alta a la cual el diseño del fabricantepermitirá la operación continua. (API Standard 618). Normalmente especificadopor el diseñador del servicio.

Velocidad Nominal – es la velocidad más alta de operación necesaria paracumplir con las condiciones específicas de servicio. (API Standard 618).Normalmente especificado por el diseñador del servicio.

Potencia Nominal – de un compresor, es la potencia máxima garantizadarequerida por el compresor para cualquiera de las condiciones de operaciónespecificadas. Las pérdidas del motor deben establecerse por separado. (APIStandard 618). Normalmente especificado por el diseñador del servicio.

4.2 GeneralidadesLa ingeniería juega un papel muy importante en el diseño de servicios decompresión, sobre todo cuando se utilizan nuevas unidades compresoras; de ellodepende el éxito en la operabilidad, ejecución y confiabilidad de las mismas, demanera de garantizar una operación rentable y económica.

Los costos de inversión de los equipos de proceso y equipos auxiliares sonelevados y representan una porción significativa del costo total de la planta. Loscostos de instalación y servicios auxiliares son por lo general más elevados quelos mismos precios del equipo.

4.3 Factores Sensitivos en Costos de InversiónLos siguientes factores en el diseño de los servicios de compresión tienen la mayorinfluencia sobre el costo del compresor, su accionador e instalación, y por lo tantorequieren de una atención especial durante el diseño del servicio:

• Número de unidades compresoras instaladas en paralelo.

• Tipo de Compresor.

• Diseño de etapas (Número de etapas de proceso de compresión).

• Tipo de accionador.

• Velocidad de Flujo.

• Requerimientos de cabezal.

• Requerimientos de Potencia.

• Número requeridos de sistemas separados auxiliares de aceite.

• Tipo de Control.

4.4 Velocidad de FlujoLas velocidades de flujo del compresor deberán ser especificadas en unidades de:




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• Libras por hora,

• Moles Totales por hora y

• Caudal actual, m3/s (Pie3/min), calculado a las condiciones deentrada.

Las velocidades de flujo y sus condiciones de presión asociadas deberán serreportadas para todos los puntos operacionales de interés: normal, alterno,arranque, futuro, inicial de operación, final de operación, y operación de la plantaa baja capacidad. Luego el suplidor del compresor, seleccionará un punto“normal” para el diseño de su mecanismo, de tal forma que abarque todos lospuntos de operación especificados.

Los suplidores normalmente acordarán garantizar sólo una condición deoperación. A menos que se especifique lo contrario, el punto normal de operaciónes diseñado como el punto de garantía estipulado por la norma API 617.

Si el desempeño en cualquier otro punto especificado es especialmente crítico,esto debe ser indicado en las especificación del diseño, para una revisióndetallada con el suplidor seleccionado.

Cuando se emplea reciclo continuo en el control de pequeños compresores, debeañadirse un incremento de flujo de un 10% aproximadamente al requerimientoneto de flujo, a fin de permitir que el sistema de control esté controlando bajocualquier circunstancia de operación.

Cuando se especifican compresores múltiples, la especificación de diseño deberáestablecer la relación de capacidad de cada compresor a la velocidad de flujo totaldel servicio.

4.5 Propiedades de los FluidosLas Propiedades de los fluidos se muestran en el Capítulo “Cálculos en Sistemasde Compresión” PDVSA–MDP–02–K–04.

Propiedades de los Fluidos que Influyen en el Diseño de Servicio deCompresores

Composición de la Mezcla de Gas – La especificación del diseño tiene queincluir una análisis completo del gas a ser comprimido para cada condición deoperación especificada, identificando cada constituyente por su nombre y suvelocidad de flujo individual, en moles por hora. Esta forma es la más convenientepara cálculos posteriores. Si la mezcla gaseosa contiene algunos constituyentespoco usuales, para los cuales no existe disponibilidad de datos acerca de algunasde sus propiedades, la Especificación del Diseño deberá incluir datos sobre pesomolecular, relación de calor específico y la compresibilidad a las condiciones deentrada y descarga.




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Humedad del Aire Atmosférico – Servicios de aire con entrada atmosféricadeberán ser especificados para 100% de humedad. El contenido de agua debe seradicionado al requerimiento de aire seco neto del proceso. Observe que el airesaturado a 32°C (90°F) contiene cerca de 3% de vapor de agua en peso, lo cuales demasiado para ser despreciado.

Temperatura Crítica, Presión Crítica – La temperatura y la presión crítica de losconstituyentes en una mezcla gaseosa son significativos cuando se realizancálculos manuales, ya que la mayoría de los datos de las propiedades de los gasesson graficados o tabulados en términos de temperatura y presión reducida:

Tr � TTc Ec. (1)

Pr � PPc Ec. (2)

Estos datos no necesitan ser dados en las Especificaciones de Diseño, ya queellos están ampliamente disponibles en la literatura de referencia en la Industria.

Para cálculos de servicios de compresión, al usar los valores críticos actuales delos “Fluidos Cuánticos”, Hidrógeno y Helio, para calcular las propiedades de lasmezclas da lugar a errores, los cuales son minimizados al sustituirlo por valores“efectivos” o valores pseudo–críticos. Estos valores son:

Tc Actual Pc Actual Tc Efectiva Pc EfectivaHidrógeno 33°K (60°R) 1317KPa (191Psia) 46°k (83°R) 2255 KPa (327Psia)Helio 5.5°K (10°R) 228KPa (33Psia) 13°K (24°R) 1040 KPa (151Psia)

Proximidad al Punto Crítico – Debe tenerse especial cuidado, para prevenir unatrayectoria de compresión que se aproxime mucho a los valores de presión ytemperatura crítica del gas. A medida que las condiciones se acercan al puntocrítico, la exactitud del valor del factor de compresibilidad y la relación de calorespecífico se vuelven desconfiables. Por otra parte, un leve enfriamiento puedeoriginar condensación dentro del compresor, lo cual a su vez ocasiona erosión,corrosión y un rápido desgaste. La trayectoria de compresión puede mantenerseseparada del punto crítico, seleccionando cuidadosamente los niveles de presiónde inter–etapas y controlando la temperatura del agua de enfriamiento delcompresor. El ejemplo más común de este problema en los servicios a plantas deproceso es el de la comprensión del Dióxido de Carbono a presiones por encimade la presión crítica, para la alimentación de plantas de urea.

Peso Molecular, Constante de los Gases – El peso molecular, M, de un gas puroy el peso molecular promedio de una mezcla de gases afectan la conversión dela relación de presión al requerimiento de cabezal y la conversión flujo másico a




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flujo volumétrico, y en consecuencia, son de gran importancia en el diseño deservicios de compresión. El peso molecular está relacionado con la “constante delgas”, R, por la constante universal de los gases, R:

R � RM Ec. (3)

En unidades métricas

En unidades inglesas

R = Constante universal de los gases 8314.34 N m/° K kmol 1545.3 Pie lb/° R lbmol

8314.34 J/° K Kmol 1.9875 BTU/lbmol° R

La especificación del diseño deberá establecer el peso molecular promedio paracada mezcla gaseosa diferente a ser manejada por el compresor. Si el pesomolecular promedio de una mezcla gaseosa (diferente al aire) se espera que varíecon respecto a las composiciones especificadas, ya sea debido a cambio en laalimentación o en el mismo proceso, entonces debe especificarse el máximorango de variación en el peso molecular. El peso molecular promedio se obtieneal dividir el total de libras por hora entre el total de moles por hora.

Calor Específico, Relación de Calor Específico – Los términos de calorespecífico utilizados para computar exponentes de compresión y temperatura soncomo sigue:

1. La relación de calor específico Cp/Cv = K se usa, cuando se aplica la teoríade compresión isentrópica (adiabática) . Por ejemplo:

T2 � T1 � P2

P1�

k–1k

(enfriado)Ec. (4)

2. La capacidad calórica del gas ideal a presión constante, Cp°, y el efectoisotérmico de presión sobre la capacidad calórica a presión constante, �Cp,son usadas por el método Edmister para evaluar el exponente de aumentode temperatura, m. Estos términos están relacionados como sigue:

�Cp � Cp – Cp° Ec. (5)

Para gases ideales a baja presión y altas temperaturas (absolutas), Cp seaproxima a cero y la diferencia de capacidad calórica Cp – Cv se aproxima a R.La especificación de diseño deberá dar el valor de la relación de calor específicopromedio, K, para la mezcla a las condiciones de entrada y descarga (usando unatemperatura de descarga estimada).

Compresibilidad – La compresibilidad de un gas, Z, refleja la desviación de lascaracterísticas de este con respecto a la del gas ideal, y es definida por:




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Z � PVRT

� MPVRT Ec. (6)

Por lo tanto, el volumen específico, V, de un gas real, no ideal, es calculado por:

V � Z R TMP Ec. (7)

donde:

En unidadesmétricas

En unidadesinglesas

V = Volumen específico m3/kg pie3/lb

R = Constante universal delos gases

8314.34J/°KKmol 1545.3 pie lb/lbmol °R

T = Temperatura °K °RP = Presión, abs kPa lb/pie2

M = Peso molecular kg/kmol lb/lbmol

Entonces el flujo volumétrico actual, Q, es calculado por:

Q = F1.W.V Ec. (8)

donde:


En unidadesinglesas

Q = Flujo volumétrico, real m3/s pie3/minW = Flujo másico kg/s lb/hV = Volumen específico m3/kg pie3/lbF1 = Factor cuyo valor

depende de las unidadesusadas

1 1/60

Fo = Factor cuyo valordepende de las unidadesusadas

9.806 1

La compresibilidad también afecta los requerimientos de cabezal para un aumentodado de presión, ya que:

HPoli � � gcg �� Z R T1

M�� n

n–1��

��P2

P1�

n–1n

1��

�1Fo

Ec. (9)




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El desarrollo de la ecuación anterior muestra que el cabezal es teoricamentedependiente del valor de compresibilidad, Z, a las condiciones de entrada,independientemente de la magnitud de la relación de presión o de las propiedadesdel gas a las condiciones de descarga. Aún siendo esto teoricamente correcto, enla práctica se ha conseguido que el uso de un promedio del factor decompresibilidad a la entrada y a la descarga es más confiable para propósitos dediseño de ingeniería, que usar sólo el valor de la entrada. La especificación deldiseño deberá incluir el factor de compresiblidad, Z, para la mezcla a lascondiciones tanto de la entrada como de la descarga (a una temperatura dedescarga estimada).

Contenido de Líquido – La presencia de liquidos en la corriente gaseosa,usualmente es dañina a los compresores y deberá evitarse diseñando un sistemade entrada apropiado. Cuando el gas llega al compresor a condiciones desaturación, la especificación deberá indicarlo así, ya que esto algunas vecesinfluye en la selección de los materiales, diseño del cilindro de enfriamiento yselección del cilindro de lubricación.

Contenido de Sólidos – Partículas sólidas grandes en la corriente gaseosapueden causar daños mayores en compresores de cualquier tipo. Partículassólidas pequeñas, tales como desecho de soldadura, productos de corrosión,arena, etc, pueden dañar las válvulas y partes del revestimiento de loscompresores reciprocantes, mientras que normalmente pasarán a través decompresores centrífugos y rotativos sin causar daños mayores, a menos queestén presentes grandes cantidades o en forma continua. Cuando se prevea quealgunos sólidos lleguen a un compresor bajo ciertas condiciones de operación(tales como polvo de catalizador, partículas de hierro, etc), éstas tienen que sercompletamente descritas en la especificación del diseño. Algunos tipos decompresores rotativos tienen mayor tolerancia que otros tipos de compresores,pero ellos también pueden ser dañados fácilmente por excesivos sólidos.

Corrosión – Los constituyentes corrosivos en el gas deben ser identificadosincluso para condiciones de operación transitorias. La sustancia corrosiva máscomún e importante en corrientes de refinería es el sulfuro de hidrógeno, aunqueel cloruro de amonio, dióxido de sulfuro, amoniaco, cloruro de hidrógeno, dióxidode carbono y agua pueden llegar a ser significativos tanto en corrientes gaseosascomo en servicios de aire. El sulfuro de hidrógeno húmedo es un problema serio,especificamente en compresores centrífugos, ya que éste puede causaragrietamiento corrosivo por tensión de componentes de acero altamentetemplado y endurecido. Inclusive trazas de sustancias corrosivas deberan serespecificadas en mg/kg (ppm), considerando tanto condiciones de procesonormales, así como las excepcionales.

Tendencia al Ensuciamiento – El ensuciamiento de las partes internas de uncompresor ocurre como resultado del arrastre de sólidos finos y la polimerización




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de monómeros insaturados. La predicción de la tendencia al ensuciamiento estábasada principalmente en resultados de plantas pilotos y a la experiencia enprocesos comerciales anteriores. Las partículas sólidas encontradas con mayorfrecuencia en operación normal, después de remover el polvo inicial y escombrosson, carbón, partículas de catalizador, partículas de desecantes, y productos decorrosión tales como óxido de hierro, cloruro de hierro, cloruro de amonio y sulfurode hierro. Otros caso son los de partículas de carbón en procesos de conversiónde carbón y partículas de hierro en las plantas reductoras del hierro. Loshidrocarburos más susceptibles a polimerización son acetileno, diolefinas talescomo butadieno, y olefinas mayores tales como propileno y más pesadas. Losservicios comunes sujetos a mayor ensuciamiento son: vapores de gas de losprocesos de reformación, gas de tope de la unidad de coquificación, y gas de topedel fraccionador de la planta de reformación y craqueo catalítico.

La temperatura a la cual comienza el ensuciamiento por polimerización gaseosanormalmente está considerada en el rango entre, 100° a 120°C (210° a 250°F),incrementandose al doble para cada incremento de 11°C (20°F) por encima de los120°C (250°F). Las etapas y los inter–enfriamientos son diseñadasconvencionalmente para mantener todas las temperaturas de descarga pordebajo de 120°C (250°F) en servicios donde potencialmente el ensuciamiento porpolimeros tenga lugar.

La especificación de diseño deberá describir la tendencia de ensuciamiento delgas e indicar si deben ser incluidas y especificadas instalaciones para lavado.

4.6 Efecto del RecicloSi se elimina el condensado (luego de un enfriamiento ) de la corriente de recicloalrededor de un compresor que maneje una mezcla gaseosa, el peso moleculary otras propiedades del gas de reciclo cambian con respecto a las de la“alimentación fresca”. Por lo tanto, la mezcla del gas de reciclo y gas fresco quemaneja el compresor mientras esté en operación de reciclo es diferente a la de lacorriente principal del proceso, y esta diferencia puede afectar significativamentela actuación de compresores centrífugos y axiales, debido a su limitada capacidadde cabezal. Esto es especialmente crítico en el caso del reciclo rico en hidrógenoen reformación, servicios de compresión de gases en plantas de productoslivianos, ya que el peso molecular de la mezcla puede ser reducidosignificativamente por el efecto de remover el condensado.

El cambio de peso molecular bajo condiciones de reciclo es especialmentesignificativo cuando estan involucradas dos o más etapas del proceso decompresión ya que involucra etapas de enfriamiento y separación de condensado.

Se ha convenido para diseñar sistemas de reciclo, devolver la corriente dedescarga sin enfriar, aguas arriba, a la entrada del sistema desde un enfriador (ocondensador), evitando de esta manera la remoción de líquido lo cual cambiaría




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las propiedades de la mezcla gaseosa. Si se usa algún otro diseño de circuito dereciclo, deberá tomarse la previsión de recircular tanto el condesado como el vaporde la descargas al tambor separador de la entrada, para así minimizar el cambiode las propiedades del gas. La alternativa de diseñar el compresor y el elementomotriz o conductor para un punto de operación alterno con peso molecularreducido es costoso y es recomendado solamente si otras alternativas resultanimprácticas.

El sistema de reciclo normalmente deberá diseñarse para minimizar el efecto decambio en las propiedades del gas para una velocidad de reciclo correspondientea una perdida de alimentación a la planta, la cual requiere una velocidad de flujode reciclo cerca del 70% del flujo del diseño normal del compresor.

En el caso de compresión de etapas múltiples, se deberá considerar el hacer usode reciclo intermedios alrededor de cada etapa, para reducir el impacto del cambiodel peso molecular. Los compresores de desplazamiento positivo son muchomenos sensibles a cambios de propiedades del gas que los compresoresdinámicos, y en consecuencia no requieren de diseño de sistemas especiales parala operación de reciclo.

Nota:

Para todos los sistemas de reciclo, el controlador de la válvula de reciclo tiene queser diseñado para operar con cambios en las propiedades de la mezcla gaseosa.

4.7 Determinación del Tamaño de TuberíasEl diseño básico de sistemas de tubería asociados con los compresores y sussistemas impulsores se muestran en las especificaciones de ingenieríaPDVSA–MID–GB–203 “Compresores de desplazamiento positivo para aire deservicio e instrumentos”, GB–202–PR “Compresores reciprocantes”. Paramayor información consultar las Prácticas de Diseño (versión 1986), Vol.VII Sec.11 “O”, Sitemas de tuberías de la unidad del compresor y equipo de tren deproceso.

4.8 Presión de EntradaLa presión de entrada debe especificarse como el valor más bajo para el cual seespera que el compresor trabaje de acuerdo al diseño. Cualquier variación en lapresión de entrada que pueda ocurrir durante la operación normal tiene que serespecificada.

Los compresores de aire deberán tener una tolerancia de 2 kPa (0.3 psi) para lacaida de presión a través de la cubierta de entrada, cedazo, filtros y tuberías. Lapresión de entrada en los sistemas de procesos se controlan frecuentementemodulando el flujo del compresor. El método de control deberá ser identificado enla Especificación del Diseño de la sección de diseño del servicio de compresión.




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La presión de entrada especificada es la presión inmediatamente aguas arriba dela brida, a la entrada del compresor. Cuando se emplea estrangulamiento a laentrada (para el control de una velocidad constante) la presión que debe serreportada para el diseño del compresor es aquella del lado del compresor en laválvula de estrangulamiento, con la válvula en su posición controladora develocidad de flujo normal (en consecuencia, con alguna caída de presión a travésde la válvula).

El termino “entrada” es preferido sobre su sinónimo “Succión” para el uso generalde diseño de servicios de compresores.

4.9 Presión de DescargaNormal – La presión de descarga especificada es aquella requerida en la brida dedescarga del compresor ó a la salida del eliminador de pulsaciones a la descarga;o sea, aquella requerida a la presión del recipiente aguas abajo más las caídas depresión permisibles por tuberías, intercambiadores, enfriadores, separadores deaceite, etc. El suplidor del compresor establece las pérdidas permisibles a travésde la entrada y descarga del eliminador de pulsaciones de compresoresreciprocantes (cerca del 1% del nivel de presión absoluta en cada lado). El métodopara controlar la presión de descarga deberá establecerse en la Especificación deDiseño de la sección de diseño del servicio de compresión.

Máxima – La presión de descarga máxima que un compresor de desplazamientopositivo es capaz de producir está limitada normalmente por la graduación de laválvula de seguridad a la descarga. La presión de descarga máxima que uncompresor dinámico puede producir está limitada por su capacidad de cabezalmáximo, con una presión de entrada máxima. El cabezal máximo es estimado dela siguiente manera:

1. Calcule el requerimiento de cabezal al punto de operación normal.

2. Añada el aumento en cabezal, estimado para entrar en “oleaje”, por elaumento en la relación de presión seleccionada para la Especificación deDiseño.

3. Para máquinas de velocidad variable, multiplique el cabezal por 110%,cuando el compresor entre en “oleaje”, debido a la flexibilidad para operar avelocidad máxima, o sea, 105% de la velocidad normal.

La presión máxima se cálcula resolviendo la ecuación de cabezal para P2:

HPoli � gcg Z R T1

M nn–1��

P2P1

n–1n

–1��1Fo Ec. (9)

Usando el peso molecular máximo, M, P1 máxima y T1 mínima.




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4.10 Presión de AjusteLa presión de ajuste es el máximo nivel de presión que puede ser alcanzado dentrodel compresor, después de que éste se dispare y antes de que la presión seaventeada manualmente. Esto es sumamente importante para el diseño delcompresor, por representar la máxima presión a la cual son expuestos los sellosdel eje y el área de entrada del compresor. Esta presión normalmente es algo másalta que cualquier presión de operación de entrada y más baja que la presión dedescarga, estando limitada, ya sea por una válvula de seguridad en el área deentrada del compresor, o por la presión de equilibrio para el gas cuando éstealcanza temperatura atmosférica (durante una parada). Cuando se estédeterminando la presión de ajuste de diseño deberá asumirse que la válvula debloqueo a la descarga o la válvula de retención a la descarga del compresor estarácerrada, de tal manera que la presión en este punto no estará presente dentro delcompresor. Estableciendo una presión de ajuste alta, se minimiza la pérdida degas, debido al disparo de la válvula de seguridad durante una parada; pero estorequiere de una presión de diseño alta para equipos y tuberías, incrementando asíel costo.

Por lo tanto, la selección de esta presión establece un compromiso entre la pérdidade gas y el costo inicial del equipo.

4.11 Temperatura de EntradaDebido a que la temperatura de entrada afecta tanto la velocidad de flujovolumétrico como el requerimiento de cabezal para un determinado servicio decompresión, el rango completo tiene que ser especificado. Cuando se colocanintercambiadores en la línea de entrada, el rendimiento del compresor dependerádel rendimiento de los intercambiadores; en consecuencia, se justifica ponerespecial atención a la interacción intercambiador/compresor. Cuando la seguridady operabilidad del compresor dependen en alto grado de la actuación orendimiento de un intercambiador a la entrada, deberían especificarse alarmaspara la temperatura del gas de entrada (Por ejemplo, enfriamiento de gascraqueado para prevenir el ensuciamiento del compresor, calentando gasrefrigerante, a fín de determinar su influencia en la selección de los materiales ylos requerimientos de resistencia al impacto, etc.).

4.12 Temperatura de DescargaLa temperatura de descarga del compresor está influenciada por la temperatura(absoluta) de entrada, la relación de presión, el valor del calor específico del gas,y la eficiencia de compresor. Esta efecta el diseño mecánico del compresor, latendencia al ensuciamiento del gas, la selección de etapas y el diseño del enfriadorde descarga, más el diseño mecánico de la tubería y el requerimiento deaislamiento. Sin embargo, ésta puede ser estimada únicamente durante la fase




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de diseño del servicio, debido a que la eficiencia del compresor actual no esconocida aún.

Se presentan métodos para estimar temperaturas de descarga en el Capítulo“Cálculos de Sistemas de Compresión” PDVSA–MDP–02–K–04.

Durante la fase de ingeniería de detalle, luego de haber seleccionado el suplidordel compresor y el modelo, todos los aspectos del diseño del sistema quedependan de la temperatura de descarga (por ej. temperatura de entrada alpost–enfriador) tienen que ser chequeadas contra la predicción de la temperaturade descarga suministrada por el suplidor del compresor.

La limitación en la temperatura de descarga para los diferentes tipos decompresores son cubiertas en las Prácticas de Diseño (versión 1986), vol. VIISubsecciónes E, F, G, H e I.

4.13 Etapas del ProcesoRazones para Diseñar el Proceso de Compresión por Etapas – Los serviciosde compresión de alta relación de presión comúnmente se separan en etapas decompresión múltiples y casi siempre incluye enfriadores entre etapas a fin deremover el calor generado en la compresión. La compresión se lleva a cabo poretapas, por las siguientes razones:

1. Para limitar la temperatura de descarga de cada etapa a niveles que seanseguros desde el punto de vista de limitaciones mecánicas o tendencia deensuciamiento del gas.

2. Para tener disponibles corrientes laterales, en la secuencia de compresióna niveles de presión intermedia, tales como en los sistemas de los procesosde refrigeración.

3. Para aumentar la eficiencia total de compresión (a fin de obtener unareducción en potencia) manteniendo la compresión tan isotérmica como seaposible, optimizando la inversión adicional en enfriadores interetapas y loscostos de operación del agua de enfriamiento contra el ahorro de potencia.Esto es un factor significativo en compresores de aire en plantas y encompresores de aire para procesos de gran capacidad.

4. Para enfriar las entradas a las etapas y de ésta manera reducir losrequerimietos de cabezal de compresión total, suficientemente a fin dereducir el número de etapas de compresión requeridas. Esto da comoresultado compresores más compactos y de costos de construcción másbajos.

5. Para fijar el aumento de presión por etapa a las limitaciones de presióndiferencial del tipo de maquinaria: limitaciones en carga de empuje axial enlos compresores centrífugos, limitaciones de tensión en la varilla del pistón




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en los compresores reciprocantes, deflexión del rotor y empuje en losrotativos.

Definiciones de etapas de Compresión – El término “etapa de compresión delproceso” describe el paso de compresión entre dos niveles de presión adyacentesen un sistema de proceso. La “etapa de compresión del proceso” puede serejecutada por una o más “etapas del compresor”. Ejemplos de “Etapas decompresión del proceso” son:

1. Servicios de compresión de gas craqueado en el proceso de Pirólisis conVapor “Steam Cracker” con enfriamiento intermedio para limitar latemperatura de descarga de la etapa, de tal forma que el ensuciamiento seaminimizado.

2. En procesos de niveles múltiples de sistemas de refrigeración, vaporrefrigerante del tambor de vaporización instantánea y de los enfriadores denivel superior, es admitido al compresor a los niveles óptimos de presiónintermedia, dividiendo asi el aumento de presión total en varias porcionesdiscretas o “Etapas de Compresión del Proceso”

3. Los compresores centrifugos de aire son frecuentemente enfriados entre lasetapas del compresor a fin de minimizar el consumo de potencia. Estapráctica común se debe principalmente a que el costo de potencia representauna gran porción del costo de operación de muchos procesos que utilizanaire comprimido.

4. Los servicios de compresores reciprocantes con una alta relación debendividirse en etapas de compresión múltiple a fin de mantener lastemperaturas de descarga del cilindro dentro de los límites impuestos por lasconsideraciones de lubricación del cilindro.

5. En las plantas de caucho sintético “Butyl Rubber” el servicio de compresiónde cloruro de metilo es dividido en etapas de baja y alta presión a fin depermitir la remoción del agua y del hexano entre etapas, y además permitirla admisión de una corriente lateral de cloruro de metilo en un nivel de presiónintermedia.

El término “etapa compresora” describe un montaje de elementos de trayectoriade flujo, diseñados para realizar toda o una parte de la etapa de compresión delproceso.

Ejemplos de “etapas compresoras” en varios tipos de mecanismos son:

1. Para compresores centrifugos, cada álabe guía en la entrada, el impulsor, eldifusor y el conjunto de canal de retorno.

2. Para compresores axiales, cada fila de paletas rotativas y su fila de paletasestacionarias siguientes.




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3. Para compresores reciprocantes, cada cilindro o conjunto de cilindrosordenados en flujo paralelo.

4. Para compresores rotativos, la mayoría de las carcazas (con el conjunto derotor) son de una etapa sencilla. Algunos diseños especiales tienen dosetapas compresoras (con enfriamiento intermedio) dentro de un bloquesencillo.

Equipo Interetapa – El equipo interetapa normalmente está diseñadoconjuntamente con el servicio de compresión, y las especificaciones incluidas enlas Especificaciones de Diseño. Excepciones de esta regla lo constituyen lasplantas en forma de paquetes y compresores de aire de proceso, para los cualesel suplidor diseña y suministra todo el equipo interetapa. Los compresoresreciprocantes complejos de etapas múltiples (y servicios múltiples) sonmanejados comúnmente de ambas maneras, dependiendo principalmente de laspreferencias de la organización de la ingeniería de detalle. Ver Prácticas de Diseño(versión 1986) vol.VII Sec. 11H “Montaje de Equipo Interetapa, Accesibilidad yMultiplicidad”.

Los elementos de equipos interetapas incluyen enfriadores, tambores,separadores, válvulas de seguridad y tuberías. El uso de válvula interetapasúnicamente se requiere cuando volúmenes grandes de líquido almacenado enseparadores requieren aislamiento, a fin de mantener una seguridad contraincendios. Las lineas de recirculación manual para cada etapa, frecuentemente seproveen para ayudar en las operaciones de arranque y para ayudar a mantenerlos niveles de presión interetapa cerca de los niveles normales, bajo condicionesde carga parcial.

4.14 ControlPara decidir sobre el sistema de control de una unidad de proceso es importanteconocer las variables de proceso que son importantes y las herramientas decontrol y medición requeridas para efectiva operación de la unidad. En el campode compresión, la experiencia operacional facilita el análisis del sistema de controlrequerido, el cual varia con el tipo de compresión. En la especificaciones deingeniería PDVSA–MID–GB–201–R “Compresores centrifugos”, GB–202–PR“Compresores reciprocantes” GB–203 “Compresores de desplazamiento positivopara aire de servicio e instrumentos”, GB–204–R “Compresores rotatorios”, semuestran las normas de instrumentación y contro de cada uno.

4.15 CabezalRequerimiento de Servicio – “Cabezal” es un término usado en la determinaciónde la cantidad de energía que debe ser añadida a cada unidad másica de gas paraproducir el incremento deseado de presión. Las unidades que normalmente seutilizan son:




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1g x

Joules de energíaKilogramos de gas

� metros de cabezal

Pie – lb de energíalb de gas

� Pie del cabezal

El término “cabezal” ha sido tomado del campo de la hidráulica, donde la altura deuna columna de liquido en metros (pie) es equivalente a la energía teoricamenterequerida para producir la presión estática existente en la base de la columna. Elconcepto puede ser aplicado al campo de fluidos compresibles si la de presión sesustituye por “presión en la base de la columna” y el peso molecular se sustituyepor la gravedad específica del líquido.

El requerimiento de cabezal para compresiones de vapor se calcula por:

HPoli � gcg Z R T1

M nn–1� P2

P1 n–1

n –1� 1Fo Ec. (9)

Detalle de esta ecuación son presentados en el Capítulo “Cálculos de Sistemasde Compresión” PDVSA–MDP–02–K–04.

El cabezal requerido, es un concepto útil para el diseñador del servicio decompresión, ya que:

PG �W x H

Eficiencia Ec. (10)

donde:

En unidades En unidades métricas inglesas

PG = Potencia del Gas Kw Hp

Capacidad del Compresor – Los compresores dinámicos, debido a que tienenlimitaciones finitas de velocidad periférica, tienen limitaciones en la cantidad deenergía que una etapa dada pueda convertir en presión; es decir tienen limitaciónen la capacidad de cabezal. Esta limitación está definida por una curvacaracterística de cabezal–capacidad la cual difiere para cada diseño demecanismo centrifugo y axial. Cuando a un compresor dinámico se le imprime unacondición de requerimiento de cabezal en exceso de su capacidad, el “oleaje”(flujo en reverso) ocurrirá. El “oleaje” puede causar daños o fallas al compresor.

Los mecanismos de desplazamiento positivo no tienen limitaciones de cabezalcomo tales, pero en cambio poseen limitaciones impuestas por aumento depresión a través de una etapa del compresor, aumento de temperatura, o por lacapacidad de fuerza del vástago del pistón.




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4.16 Condiciones Extremas de OperaciónAdemás de la selección de las condiciones normales de operación, el diseñadordel servicio tiene que especificar el rango de los puntos de operación alterna quedebe ser capaz de aguantar el compresor. Estos puntos de operación alterna sonseleccionados, de tal manera que incluyen las condiciones de operación másdifíciles o severas para el tipo de compresor seleccionado en particular. En lasPrácticas de Diseño (versión 1986), vol. VII secciones 11 E, F, G, H, e I, detallanlas limitaciones particulares de cada tipo de mecanismo, pero la tabla siguiente,resume el significado de los parámetros, en sus valores extremos, en general:

Factores Afectados

Parámetro Al valor mínimo delParámetro

Al valor máximo delParámetro

Flujo volumétrico Bajo valor para el extremo Diseño básico del tamaño definal del rango de diseñopara el mecanismo y los

la carcaza y todos loselementos de la trayectoria del

controles del flujo deproceso.

flujo.

Flujo másico Poca significación. Requerimiento de Potencia.

Temperatura de Selección de materiales Requerimiento de Cabezal;entrada para resistencia de temperatura de descarga.

impacto; selección deaceite lubricante y/o aceiteaceite lubricante y/o aceitede sello.

Temperatura de Poca significación. Diseño de etapa, Diseño delTemperatura dedescarga

Poca significación. Diseño de etapa, Diseño delmecanismo para el control deexpansión térmica y espaciosmuertos críticos; potencialformación de coque einflamación del lubricante yinflamación del lubricante yaceite de sello; selección deaceite de sello; selección demateriales.

Presión de Requerimiento de Cabezal; Capacidad de máximaentrada aumento potencial de velocidad de flujo másico del

temperatura; máximavelocidad de flujo

compresor, y porsupuesto elrequerimiento de potencia;velocidad de flujo

volumétrico; máximarequerimiento de potencia;potencial de presión de

presión diferencial que los descarga del mecanismo;elementos mecánicosdeben soportar; potencial

diseño del sistema de sello deleje.deben soportar; potencial

de ingreso de aireeje.

atmosférico (vacío).




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Factores Afectados

Parámetro Al valor máximo delParámetro

Al valor mínimo delParámetro

Presión de Potencial de máxima Requerimientos de cabezal;descarga velocidad de flujo diseño de carcaza y de los

volumétrico (compresoresdinámicos).

pernos; presión diferencialmáxima que deben soportardinámicos). máxima que deben soportarlos elementos.

Peso molecular Máxima capacidad de Velocidades permisibles delcabezal de la máquina. gas dentro de la máquina

debido al nivel de velocidadsónica (compresores dinámicos); máximo requerimientocos); máximo requerimientode potencia.

El diseñador del compresor debe reajustar las condiciones extremas de operacióny además optimizar el diseño de la máquina para las condiciones de operaciónmás frecuentes. Por esta razón el diseño del servicio de compresión deberá incluiralguna indicación acerca del intervalo de tiempo anticipado para cada condiciónde operación especificada.

4.17 Consideraciones para el ArranqueObjetivos de la Prueba Inicial con Aire – Las unidades compresoras paraservicios de gas y aire, usualmente son probadas con aire, por un período corto,después de su instalación inicial, después de trabajos mayores de mantenimiento,o antes de comenzar largos períodos de funcionamiento. El principal propósito deesta corrida de prueba es exponer y corregir deficiencias mecánicas que de otramanera podrían parar el proceso. Los objetivos específicos pueden resumirsecomo sigue:

1. Verificar la limpieza y operabilidad del aceite lubricante y los sistemas de sellodel eje.

2. Probar todas las señales permisibles de arranque, señales de alarmas yparadas asociadas con la unidad compresora.

3. Revisión de las partes de desgaste (sellos de contacto, anillo de pistones,empaque del vástago del pistón, acoplamientos, dientes de engranaje,artículaciones del gobernador, etc.) a baja velocidad y carga liviana, con altasvelocidades de lubricación, y con paradas frecuentes para enfriamiento einspección.

4. Probar el encendido y apagado del accionador y sistemas del controlmodular y cualquier control integrado de la máquina.

5. Verificar operabilidad del sistema de suministro de servicio de la planta conuna carga tan alta como sea posible, operando con aire del compresor.




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6. Verificación de alineamientos de acoplamientos y niveles de vibración con elcompresor y conductor a temperaturas tan cercanas a la temperatura deoperación, como sea posible.

7. Dar oportunidad de entrenamiento al operador.

8. Soplado y/o secado de las lineas de proceso y equipos.

Facilidades Requeridas para la Prueba Inicial con Aire – Usualmente serequieren facilidades especiales en el sistema de tuberías de los compresores detal forma que la prueba inicial con aire pueda realizarse conjuntamente con otrosacondicionamientos del equipo del tren de procesos. Estas facilidades son:

1. Una línea auxiliar corta con bridas en la línea de entrada, dentro de la válvulade bloqueo de entrada, para servir como una toma de aire temporal; unaportezuela de acceso para inspección, y un filtro temporal y portezuelaremovible. Esta línea corta normalmente es parte del diseño del filtrotemporal.

2. Filtros temporales, según las especificaciones de ingenieríaPDVSA–MID–GB–201–R y GB–203 son usados durante la pruebainicial con aire y al inicio de la operación del proceso, para proteger alcompresor del polvo, objetos y escombros que podrían quedar a la entradadel sistema, ya sea por accidente o por descuido en la inspección.

3. Una línea auxiliar corta, de aproximadamente la mitad del diámetro de lalínea, a la descarga, dentro de la válvula de bloqueo a la descarga, que sirvacomo una portezuela de descarga.

4. Facilidades para disminución de ruidos, algunas veces se requerirán a laentrada del aire y en las portezuelas de descarga temporal.




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Circuito Cerrado para la Prueba Inicial

1. Recirculación de una Mezcla de Gas Inerte – Mientras que casi todos loscompresores centrífugos diseñados para servicio de gas, pueden operarseen forma segura y continuamente con aire, otros no pueden hacerlo, debidoa que la temperatura de descarga (o la temperatura en alguna etapaintermedia del compresor) excederá la máxima temperatura de trabajopermisible de la máquina. Esto tiende a ocurrir con mayor frecuencia, cuandola temperatura normal de entrada al proceso de servicio está muy por debajode la temperatura del ambiente, cuando la relación de presión de servicio esmuy alta, cuando el cabezal está por encima de 15000 m (50000 pie), cuandola relación de calor específico del gas está muy por de bajo a la del aire, y conaccionadores de velocidad constante. Tanto los servicios de gases de altopeso molecular, como los de bajo peso molecular, pueden presentarproblemas de temperatura de descarga operando con aire. El accionamientocon velocidad variable, lo cual permite operar a baja velocidad, da algunaflexibilidad para limitar la temperatura de descarga, pero el operar avelocidad parcial no es tan útil como operar a la velocidad de diseño, debidoa que en el primer caso se expone a muchos problemas mecánicospotenciales. El ejemplo más común de dificultad de operación es el serviciode refrigeración con etileno. Otro ejemplo es el de gas de alimentación ricoen hidrógeno, en el proceso de Hidrotratamiento.

En los casos donde la temperatura de descarga en aire pueda predecirse queestará cerca, o ligeramente por encima de la temperatura máxima permisiblepor la carcaza, pueden hacerse una serie de corridas de prueba muy cortase intermitentes bajo estricto control para probar la seguridad de una corridaprolongada y para detectar problemas que puedan surgir a velocidadmáxima.

Cuando haya riesgo de daños al compresor, aún haciendo corridas cortas,se pueden hacer circuitos cerrados temporales a bajo costo y llenados conuna mezcla de helio–nitrógeno para recircular. Mezcla de gas y detalles delcircuito deberan ser determinados por los ingenieros encargados, con elasesoramiento del suplidor del compresor.

2. Riesgos al Circular Aire – Los compresores centrífugos con sellos de aceiteno deberán operarse en ningún momento en un circuito cerrado usando aireu oxígeno, a menos que se incluyan aspectos especiales de seguridad talescomo los descritos más adelante. De otra manera, podría aumentar la fugade aceite de sello en la corriente circulante de aire, hasta formar unaconcentración explosiva. Ver también las Prácticas de Diseño (versión1986), vol. VIII. Sec. 15–B. “Minimizando los riesgos de fuego, explosioneso accidentes”.

Un ejemplo, es el uso de un compresor de gas de reciclo en un ReformadorCatalítico (Powerformer) equipado con sellos de aceite en eje para circular aire




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para el secado del sistema de tuberías o para regenerar el catalizador. Para evitarel paso de aceite desde los sellos del eje hacia la corriente de aire circulante, elcompresor deberá ser especificado, para inyectar nitrógeno en el laberinto internodel sello del eje. El nitrógeno actúa como una barrera de gas inerte entre el airecaliente a la descarga del compresor y el aceite de sello en las cámaras internasdel drenaje de aceite, y provee una atmósfera inerte en el sello interior. El gasamortiguador también sirve como una barrera, que impide la entrada de aceite alas tuberías del sistema. Los sistemas de gas amortiguador deben dotarse deinstrumentos de alarmas de baja presión diferencial, para señalar una falla delsistema de protección. Aplicaciones de este tipo deberán ser revisadas con unespecialista en máquinas rotativas.

Los compresores reciprocantes con cilindros lubricados no debe ser operadosnunca en un circuito cerrado usando aire u oxígeno, ya que se podría generar unamezcla explosiva en el circuito.

Condiciones de Proceso – El diseño del control y sistemas de reciclo de loscompresores deberán considerar dos situaciones anormales de operación quefrecuentemente ocurren cuando maquinarias nuevas o reparadas son puestas enservicio de proceso. Primero es deseable, probar el compresor y el accionadorbajo flujo total, y condiciones de carga total, incluso cuando el flujo de alimentacióna la planta esté muy por debajo de lo normal. Esto requiere que el sistema dereciclo sea diseñado para permitir flujo nominal al compresor. Para esta operaciónde prueba, no se necesita alta eficiencia del sistema. Luego, pueden ocurrirperíodos prolongados de bajo flujo de alimentación a la planta, debido aconsideraciones operacionales o de mercado, haciendo deseable la operacióneficiente de compresión a carga parcial. Diseñar para ésta condición puede influiren los pasos de control a la descarga, para compresores reciprocantes, yposiblemente el número de unidades paralelas provistas. Con compresoresdinámicos, la eficiencia de operación a carga parcial puede ser maximizadaespecificando y seleccionando el diseño del compresor con estabilidad máxima(flujo mínimo de oleaje) y aplicando y optimizando el sistema de control“anti–oleaje” que considera las características actuales de la máquina asi comotambién la velocidad de flujo.

4.18 Flexibilidad para Expansión

Una estrategia de inversión en medios de manufactura y planificación a largo plazoocasionalmente justifica una preinversión en el equipo inicial de planta, a fin depermitir una futura expansión de capacidad a bajo costo. Los servicios decompresión, junto con otras operaciones unitarias de planta, pueden serespecificadas inicialmente para el grado deseado de flexibilidad de expansión.Simplemente el dejar un espacio de terreno para operar un compresor adicionalen paralelo, es una práctica poco usada, porque el dejar espacios de terreno




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grande, para el equipo del tren de proceso asociado, resulta muchas veces pocoeconómico desde el punto de vista de disposición de equipo.

La mejor manera de prepararse para una expansión de servicios de compresión,en la mayoría de los casos, es especificar las condiciones de operación futuras quepuedan ser definidas junto con las condiciones iniciales. Luego, especificar que elcompresor, el elemento motriz y los equipos auxiliares principales (tales comotambores separadores, tuberías, sistema auxiliares de aceite, etc.) seandiseñados con un criterio de ingeniería para un costo bajo de aumento decapacidad, cuando se requiere por una expansión prevista de la unidad.

4.19 Requerimientos de Potencia

Generalidades – Los requerimientos de potencia de los servicios de compresióntienen que ser estimados en la etapa de diseño del servicio, de tal forma que losrequerimientos de diseño de los sistemas de servicios puedan ser especificadosy los costos de operación estimados. Los cálculos son realizados por métodos ydatos presentados en el Capítulo “Cálculos de Sistemas de Compresión”PDVSA–MDP–02–K–04. Después de la selección de los modelos de equipos,los diseños del sistema de servicio deben ser comparados con la garantía deconsumo de servicios por parte del suplidor.

Reclasificación de la Capacidad del Compresor Operado a Máxima CargaLas turbinas a gas, motores y accionadores de motores eléctricos, sonfrecuentemente prediseñados para una capacidad normal fija, ocasionando estoque los accionadores seleccionados sean algo más grande, que el tamaño mínimorequerido por las especificaciones de ingeniería PDVSA–MID–GB–201–R,

GB–202–PR, GB–203 y GB–204–R. El margen de potencia disponible deesta manera en los accionadores puede ser aprovechado aumentando lacapacidad del compresor al nivel de requerimientos de potencia que se ajuste alcriterio de selección de tamaño del accionador según las especificaciones arribamencionadas. Si este incremento en capacidad tuviese un valor económico, y siun leve incremento en la velocidad del flujo de oleaje es aceptable, laEspecificación del Diseño estipulará:

“Si existe un margen entre el requerimiento de potencia nominal del compresor yaquel permitido según la clasificación del elemento motriz seleccionado, entoncesla calibración de la capacidad del compresor debe incrementarse hasta que elaccionador quede a carga máxima (según especificaciones de ingenieríaPDVSA–MID–GB–201–R, GB–202–PR, GB–203 y GB–204–R)” . Eldiseño del equipo del tren de proceso debe ser revisado entonces para determinarcómo lo afecta este incremento de capacidad.




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4.20 Condiciones AmbientalesLas siguientes condiciones ambientales afectan el diseño y las instalaciones delos servicios auxiliares para las unidades compresoras, y tienen que ser cubiertasen las Especificaciones de Diseño:

Factores que Afectan a todas las Unidades Compresoras:

1. Altura – La presión barométrica afecta la conversión de un indicador depresión manométrica a valores de presión absoluta.

2. Rango de Temperatura Ambiente – Esto determina la clasificaciónclimática de la zona (según especificaciones de ingenieríaPDVSA–MID–GB–201–R, GB–202–PR, GB–203) e influye en eldiseño del rendimiento de compresores, turbinas a gas y motores de combustión interna.

3. Polvo y Arena – Cantidades excepcionales de polvillo (como partículas decatalizador) y arena, tienen un efecto adverso en aquellas piezasdescubiertas, tales como el vástago de las válvulas, laberintos de sellos deeje, articulaciones mecánicas de la turbina, y mecanismos posicionadores delos álabes directores del estator de compresores axiales.

Factores que Afectan a los Compresores de Aire, Turbina a Gas y Motores

1. Altura –La presión barométrica afecta el volúmen específico del aire y enconsecuencia, afecta el diseño del rendimiento de todas la las máquinas queoperan con aire.

2. Sustancias Corrosivas y Sólidas en el Aire – La calidad del aire en losalrededores de la entrada afecta los requerimientos de filtrado y puedeafectar la selección de máquinas y materiales del sistema. La presencia derocío de mar, vapores salados y gases químicos deben ser especificados.

3. Dirección Predominante del Viento – Esto afecta la ubicación que seseleccionará para las tomas de aire, con respecto a válvulas que descargana la atmósfera, fuentes de gases aceitosos, fuentes de vapores químicos,rocio de mar, etc.

Factores que Afectan a los Compresores de Gas

1. Restricciones de Emisión Atmosférica – El diseño del sistema de sello deleje es afectado por la cantidad permitida de emisión continua de gas.

4.21 Líquido en Corrientes GaseosasRiesgos – La presencia de líquido en la corriente gaseosa perjudica a loscompresores en diferentes formas:




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1. Porciones de líquido pueden causar graves daños a casi todos los tipos decompresores.

2. El agua en cantidades muy pequeñas se puede combinar con H2S del gas,y producir fractura por corrosión debido a esfuerzos en las partes de acerode gran resistencia.

3. Cantidades pequeñas de agua pueden combinarse con H2S y CO2 paraformar ácidos, los cuales aceleran la fátiga por corrosión y erosión, ademásde la corrosión de las partes incluidas en la trayectoria del gas.

4. Hidrocarburos líquidos y agua en la corriente gaseosa, diluyen y lavan lapelículas lubricantes de los cilindros de los compresores reciprocantes,acelerando grandemente la velocidad de desgaste de las piezas de contacto:anillos de pistones, forros del cilindro, empaque de vástagos, vástagos yválvulas.

Los compresores reciprocantes son muy sensitivos al arraste de líquido, ya seaen forma intermitente o en forma continua. Los compresores centrífugos son muysensitivos a la corrosión por líquidos. Los compresores rotatorios del tipo anillo ytornillos helicoidales tienen la mayor tolerencia a todas las formas de líquido.

Si bajo alguna circunstancia predecible, se puede esperar que algún líquidoalcance el compresor, esta situación debe ser completamente descrita en laespecificación de diseño.

Medios para Proteger los Compresores – Para evitar estos riesgos alcompresor el sistema de proceso podría proveerse de los siguientes tipos omedios de remoción de líquido.

1. Proveerse de un tambor separador en la línea de entrada al compresor pararemover las porciones de líquido arrastradas en el gas. Además seespecificarán alarmas de alto nivel de líquido y disparo automático delcompresor.

2. Se especificarán trazas de calor y aislamiento de la tuberia de entradacuando el enfriamiento de la misma, debido a la temperatura ambiental seatal, que pueda condensar parte de líquido de la corriente gaseosa.

3. Especificar celdas colectoras de líquido, con cristales de nivel y drenaje conválvulas, colocados cerca de la brida de entrada al compresor, y así permitirun arranque seguro y facilitar el control normal de contenido de líquido. Estasinstalaciones no son adecuadas para una separación y remoción continuade líquido.

4. Todos los tramos largos horizontales de la línea de entrada y las celdas bajasdeberán estar provistos de drenajes en los puntos bajos.

5. Ocasionalmente, cuando es problemática la condensación en la tubería,residuos de arrastre, o los productos de corrosión en los sistemas de




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compresores reciprocantes inmediatamente aguas arriba de loscompresores, se instalan una especie de filtros coalescentes.

Beneficios en el Uso de Inyección de Líquido – Generalmente mientras que ellíquido tiene el potencial para hacer mucho más daño que bien en loscompresores, ocasionalmente se inyecta en forma deliberada a fin de mejorar,mantener o restablecer el rendimiento del compresor. Por ejemplo:

1. Para prevenir el depósito de polímeros en superficie internas en servicios degas de ensuciamiento, continuamente se inyecta aceite de lavado en lacorriente gaseosa y en las etapas individuales del compresor.

2. El lavado intermitente con solventes fuertes se usa algunas veces paradisolver y limpiar depósitos de ensuciamiento.

3. Ocasionalmente se inyecta agua, para suministrar enfriamiento evaporativodel calor de compresión, como un preventivo del ensuciamiento. Esta técnicareduce el cabezal de compresión, retardando continuamente el aumento detemperatura, aunque el ahorro en potencia se ve disminuido notablementepor el aumento en flujo másico añadido por la inyección. El método deinyección de agua es utilizado comercialmente para retardar lapolimerización en compresores que manejan corrientes ricas en acetileno,debido a la gran tendencia de polimerización del acetileno. Esta práctica esefectiva y relativamente segura para compresores rotativos; paracompresores centrífugos sólo es aplicada donde el enfriamiento marginal serequiere para evitar un aumento grande en la inversión por ejemplo, paraeliminar la necesidad de una etapa de proceso adicional de compresión. Serequiere de agua limpia y tratada para evitar la deposición de sólidos dentrodel compresor. Se requiere un diseño individual de los medios de inyección.

4. La inyección de aceite de enfriamiento se aplica comercialmente encompresores de aire de servicios del tipo rotativo para minimizar el númerode etapas y obtener una eficiencia alta. El aceite es separado a la descargadel compresor, es enfriado y luego recirculado a través de la máquina.

4.22 Materiales para MaquinariasGeneralidades – Especificaciones de materiales para compresores yaccionadores se encuentran en las especificaciones de ingeniería (verreferencias) de Maquinarias y sus Complementos de Normas API. Ellas enconsecuencia no necesitan presentarse en las Especificaciones de Diseño bajocircunstancias normales.

El uso del término “materiales según norma del suplidor” deberá evitarse en lasespecificaciones, ya que esto implicaría la aceptación de materialesconvencionales en lo que podría ser un ambiente de servicio severo o fuera de lonormal.




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Corrosión con Esfuerzo de Acero Super–Templado – Los acerossupertemplados usados en las piezas de compresores centrífugos sometidos agrandes esfuerzos, están sujetos a ruptura por agrietamiento de corrosión conesfuerzo, cuando se exponen a H2S húmedo. Debido a que normalmente resultaimpráctico remover el sulfuro de hidrógeno a niveles suficientemente bajos comopara evitar este peligro, se brinda protección seleccionando acero con bajasusceptibilidad (debido a su limitada resistencia a punto cedente) y minimizandoel agua en fase líquida en la corriente gaseosa. Las tuberias de entrada paraservicios de compresión conteniendo H2S y vapor de agua a condiciones desaturación deberán especificarse de tal forma de tener trazas de vapor, a fin deprevenir que se forme condensado a lo largo de las paredes de la tubería. Deberátomarse un cuidado especial en el diseño del tambor separador y los medios dedrenaje de la tubería de entrada y además el diseño mecánico de la tubería, ya queésta puede alcanzar la temperatura máxima generada por la traza de vapor, tanpronto como se pare la máquina.

Medidas Especiales para Prevenir la Corrosión – Si por experiencia previa,desarrollos de plantas pilotos o trabajos de pruebas de laboratorio se handesarrollado medidas especiales para evitar problemas de corrosión únicos, éstosdeberan mencionarse en las Especificaciones de Diseño. Un ejemplo sería el usode superficies galvanizadas o aluminizadas en compresores manejandomonóxido de carbono para prevenir la corrosión carbonilica. Un segundo ejemplosería la protección contra el dióxido de azufre en la atmósfera de la planta,pintando con epoxy la superficie interna del equipo interetapa de los compresoresy la tuberia.

4.23 Características de los Servicios de Compresión que Afectan losSellos del Eje

Presión – Las siguientes presiones influyen en el diseño del sistema de selladodel eje y deberán ser incluidas en las Especificaciones de Diseño.

1. Presión de entrada mínima, por períodos breves o prolongadosespecialmente si está cerca o por debajo de la presión atmosférica.

2. Máxima presión de entrada para operación.

3. Presión de ajuste, luego de una parada automática.

Significado de Fuga a la Atmósfera – Varios tipos de sistemas de sello de ejesde compresores, permiten una fuga continua de gas a la atmósfera o a un cabezalde mechurrio a velocidades bajas y controladas. Para encaminar la ingeniería dedetalle del sistema se deberán indicar las siguientes características:

1. Naturaleza peligrosa del gas que sale debido a la toxicidad, inflamabilidad ocorrosividad.




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2. Valor económico del gas que se pierde.

Implicaciones de Ingreso de Sellador en la Corriente Gaseosa – Varios tiposde sistemas de sello de ejes tienden a permitir fuga de fluidos selladores en lacorriente gaseosa. Para encaminar la ingeniería de detalles del sistema, deberáindicarse la sensibilidad del proceso a pequeñas cantidades de los siguientesselladores:

1. Aire atmosférico, en pequeñas cantidades.

2. Aceite lubricante, en pequeñas cantidades.

3. Gas amortiguador.

Disponibilidad de Gas Amortiguador – Algunos diseños de sistemas de sellode ejes se oponen a la fuga de gas y al ingreso de aire/aceite presurizados a lazona de sellado, con un gas “amortiguador” usualmente gas inerte o nitrógeno deservicio. La disponiblidad de tal fuente gaseosa deberá ser anexada en laEspecificación de Diseño, junto con los otros servicios.

4.24 Diseño para Mínimo MantenimientoA pesar de que todas las instalaciones de compresores en los procesos modernosson diseñados para un bajo uso de personal en las funciones de operación ymantenimiento, algunas opciones están disponibles al diseñador a fin de mejorarla seguridad, operabilidad y mantenimiento en situaciones de mínimo uso depersonal a cambio de un aumento en la inversión. Las opciones consistenprimeramente en las áreas de instrumentación supervisoria y en las facilidades demantenimientos y éstas son cubiertas en las Prácticas de Diseño (versión 1986),vol. VIII, Sec. 11 “P”.

4.25 Exactitud de la Información de Ingeniería Suministrada por elSuplidor

Una gran parte de los datos de ingeniería y costos suministrados por el vendedorson requeridas para planificar, diseñar y ejecutar la aplicación de maquinaria a losservicios del proceso.

Esta información tiende a ser menos exacta y confiable durante las fases deplanificación y diseño del proceso de un proyecto, que en la fase de ingeniería dedetalle. Esto se debe a que los representantes de los suplidores de maquinariaspueden ponerle menos atención a los detalles de ingeniería, antes de que laaplicación entre en la etapa comercial. Por esta razón, la confianza que undiseñador deposita en la información de ingeniería del suplidor debe ponerse enjuicio, de acuerdo a la base en que se obtiene.

Los datos anticipados por el suplidor son considerablemente más confiablescuando provienen de modelos normales de máquinas prediseñadas y de unidades




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que han sido construidas con anterioridad, que aquellos provenientes demáquinas diseñadas contra pedidos especificos que son usados frecuentementeen aplicaciones de proceso.

Los datos de ingeniería provenientes de los suplidores normalmente se disponencomo siguen, en orden ascendente de confiabilidad:

Los Catálogos de Productos, se emiten rutinariamente a las oficinas principalesde ingeniería. Su interpretación puede requerir la asistencia de ingeniería deventas. No se incluyen con frecuencia, los diseños de máquinas nuevas.Usualmente los datos son breves y generalizados, y algunas veces caducos.

Las Investigaciones de Pre–oferta son realizadas por ingenieros de venta enrespuesta a requisiciones, para estimados e información de planificación. Losrendimientos y estimados de costos tienden a ser optimistas, ya que en esta etapano siempre se preveen detalles que reducirán la eficiencia y aumentarán loscostos. En raros casos, donde se necesitan muchas licitaciones y/o diseños paraasegurar la confiabilidad de la información anticipada para el uso del diseño deproceso, se negocian contratos especiales para este servicio con uno o mássuplidores previamente seleccionados.

Las Propuestas Comerciales son preparadas como respuesta a un estudio decompra formal al comienzo de la ingeniería de detalles. Las propuestasnormalmente son más confiables que los resultados de investigación deprepropuesta para costos y datos de rendimiento, aunque poseenconsiderablemente menos detalles de ingeniería que los que se aplican a unaorden.

Las Ordenes de Diseño son realizadas en detalle completo después de que unaorden es colocada, y constituye la base para el diseño detallado de la instalación.Los detalles dimensionales no se desarrollan normalmente hasta esta etapa.

4.26 Presión y Temperatura de Diseño

Generalidades

En los campos de compresores y turbinas, los términos “presión de diseño” y“temperaturas de diseño” no tienen definiciones consistentes y aceptadasuniformemente. En consecuencia, su uso se deberá evitar en los documentos deespecificación de maquinarias. Otros términos se usan dentro de cada uno de loscampos del tipo de maquinaria a fin de describir los límites dentro de los cualesel suplidor tiene que diseñar el mecanismo para su seguridad estructural.

Estos límites de seguridad estructural tienen que ser iguales o mayores que lascondiciones de servicio “nominales”, dentro de la cual tiene que operar la máquina.Por ejemplo, el modelo de máquina seleccionada tiene que tener la presión“máxima permisible” y límites de temperatura que igualen o excedan las




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condiciones de servicios especificadas por el diseño del proceso para asígarantizar seguridad estructural.

La temperatura para la cual, la máquina tiene que ser estructuralmente segura, serefiere a la temperatura del metal a la condición más severa de presión ytemperatura coincidentes. La temperatura del metal iguala a la temperatura delfluido en todos los tipos de fluidos comerciales. La presión a la cual la máquinatiene que ser estructuralmente segura se refiere a aquélla utilizada paradeterminar el espesor mínimo de pared de las cavidades presurizadas.

Para estar “estructuralmente seguro” al operar a presiones y temperaturasextremas, los mecanismos compresores tienen que ser capaces de evitar fugaspor la bridas o fracturas de la carcaza. El espacio interno libre tiene que seradecuado para prevenir interferencias entre las piezas movibles y estacionariascausadas por distorsión de la carcaza. El arreglo de los soportes tienen quepreservar alineamientos operables en posición adecuada. La envoltura de lossellos y los sellos de eje tienen que ser diseñados para prevenir la falla de piezasy fugas grandes.

Compresores Centrífugos

Presión de Diseño – La equivalencia de “presión de diseño” para las carcazas decompresores centrífugos es la “presión máxima de trabajo de la carcaza” la cualestá definida por la norma API 617 como la máxima presión que pueda existir enel compresor bajo las condiciones más severas de operación. Esta presión esdeterminada, añadiéndole a la máxima presión de succión que se pueda registrar,la presión diferencial que el compresor está en capacidad de desarrollar en elsistema cuando está operando a las condiciones combinadas más severas. Alestablecer el máximo requerimiento de presión de trabajo de la carcaza se deberátomar en consideración las variaciones en peso molecular, forma de la curvacaracterística de cabezal–capacidad, caballos de potencia del elemento motriz yrango de velocidad, presión de succión y variaciones de temperatura.Normalmente se desea, una válvula de seguridad en la descarga del compresor,calibrada a una presión menor que la máxima presión de descarga posible, a finde limitar la presión a la cual podría exponerse a la tubería y los equipos corrienteabajo. Cuando no se incluye esta válvula de seguridad, el circuito de descargatiene que ser adecuado para soportar la presión de descarga máxima que sepuede generar bajo cualquier circunstancia posible. Cuando por el contrario seincluye su calibración, pasa a ser, la máxima presión de trabajo de la carcaza delcompresor. La presión interna máxima para la cual es adecuada la carcaza, sinconsiderar las condiciones actuales de trabajo o requerimientos, está definida porla norma API 617 como la “presión máxima de diseño de la carcaza”. Este valores especificado por el suplidor de la máquina de acuerdo al requerimiento de“presión máxima de trabajo de la carcaza” por parte del comprador.




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Consideraciones Especiales de Presión de Diseño

1. Materiales Para la Carcaza – Deberán usarse materiales de bajo costo. Elhierro fundido no deberá usarse por encima de los 1725 KPa man. (250 Psig)para aire o gases no inflamables, o por encima de 525 KPa man. (75 Psig)para tóxicos o inflamables.

2. Protección de Equipos Corriente Abajo – Un soplador de aire en unaplanta de craqueo catalítico, puede tener una válvula de seguridad a ladescarga, para proteger al regenerador de la presión máxima que uncompresor pudiera imponer, a máxima temperatura ambiente. Esta puedeser considerablemente más baja que los 525 KPa man. (75 Psig) de presiónde diseño de la carcaza, impuesta por el material de hierro colado. Lasválvulas de seguridad en los compresores del termoreactor son calibradasa 175 KPa man. (25 Psig) sobre la presión de descarga obtenida con máximopeso molecular del gas y una presión de succión normal.

3. Carcaza Dividida Horizontalmente – Esta carcaza está restringida a lapresión máxima de 2400 KPa man. (350 Psig) cuando el peso molecular estápor debajo de 10 (según norma API 617), como es el caso de una mezclagaseosa rica en hidrógeno. Una válvula de seguridad calibrada a 2400 KPaman. (350 Psig) o por debajo para un gas de este tipo, podría eliminar lanecesidad de construir una carcaza dividida verticalmente, la cual resultamás costosa.

4. Unidades de Carcaza Múltiple – La calibración de seguridad en la primeracarcaza puede llegar a 525 kPa man. (75 psig), cuando sean de hierrocolado. Sin embargo, en un compresor de refrigeración usualmente serequieren materiales de baja temperatura (carbón muerto o acero al níquel)permitiendo de esta manera una mayor presión de calibración. Esto evitarála pérdida de refrigerante cuando el compresor sea parado de repente, odurante un período de parada larga cuando el refrigerante líquido continueevaporándose en los enfriadores y en el tambor de vaporización instantáneaa baja presión.

5. General – Las válvulas de seguridad entre etapas y a la descarga,proporcionadas para reducir costos del compresor y de los equipos entreetapas y corriente abajo, deberán ser calibradas lo suficientemente altas, detal manera que aquéllas abran solamente durante condiciones deemergencia o condiciones anormales.

Temperatura de Diseño – La máxima temperatura de trabajo de la carcaza delcompresor (equivalente a la temperatura de diseño) deberá ser la temperatura dedescarga máxima, anticipada dentro del rango especificado de operación, eincluyendo un margen adecuado de 30°C (50°F). Los factores que pueden elevarla temperatura de descarga sobre su nivel normal son: temperatura alta a laentrada, operación a un punto de eficiencia bajo, alta relación de presión (por




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ejemplo, debido a velocidad máxima, alto peso molecular) ensuciamiento delcompresor, e inter–enfriadores defectuosos. Las temperaturas mayores que sepodrían generar, debido a la pérdida completa de agua de enfriamiento en losinter–enfriadores forzarían a una parada del compresor y en consecuencia nodeberán considerarse al fijar la temperatura de diseño. Las especificaciones dediseño deberán incluir una temperatura de diseño para cada carcaza delcompresor. Para una operación por debajo de los 15° C (60°F) se deberáespecificar una temperatura mínima de diseño, de tal manera que los materialesdel compresor sean seleccionados con propiedades adecuadas para el impacto.

Compresores AxialesLas guías anteriores también son aplicables a compresores axiales. Sin embargo,debido a que la experiencia de aplicación es limitada, deben consultarseespecialistas en maquinarias y seguridad.

Compresores ReciprocantesPresión de Diseño – Los clientes industriales prefieren el término “presión detrabajo máxima permisible” que “presión de diseño” para los compresoresreciprocantes. La especificación de ingeniería–PDVSA–MID–GB–201–R

requiere que la presión de trabajo máxima permisible de cada cilindro exceda lapresión de descarga nominal por lo menos en un 10% ó 175 KPa (25 Psi) lo queresulte mayor. Ya que la “presión de descarga nominal” es la condición de serviciomás alta especificada, la Especificación de Diseño sólo necesitará confirmar quela mayor presión de descarga deberá considerarse “nominal”, y que la presión detrabajo máxima permisible debe estar de acuerdo a la especificación de ingenieríaPDVSA–MID–GB–201–R, la cual cubre cilindros de etapa intermedia, así comotambién la etapa de presión más alta.

Temperatura de Diseño – Los clientes industriales prefieren el término“temperatura máxima permisible” que “temperatura diseño” para compresoresreciprocantes. Sin embargo, ya que la “temperatura máxima permisible” esespecificada por el suplidor como una limitación mecánica del modelo particularde máquina, la especificación de diseño deberá incluir la temperatura máximapermisible, la cual se fija por lo menos 14°C (25°F) por encima de la “temperaturanominal de descarga”. Para establecer valores de temperatura de diseño paratuberías de descarga y diseño de equipos coriente abajo, aplique la suposiciónconvencional de compresión isentrópica a las condiciones de operación másseveras, y añada el margen especificado. Ver las Prácticas de Diseño (versión1986) Subsección 11–H para un resumen de las condiciones que tienden a quela temperatura de descarga actual sea diferente del estimado isentrópico.

Compresores RotatoriosPresión de Diseño – La presión de diseño para compresores rotatarios esdefinida formalmente de la misma manera que para los centrífugos, ya que la




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norma API 617 es invocada por la especificación de ingenieríaPDVSA–MID–GB–201–R. Sin embargo, debido a que el compresor rotativo esun mecanismo de desplazamiento positivo, el valor deberá ser seleccionado dela misma manera como para los reciprocantes; o sea, 10% sobre la presión normalde descarga o 175 KPa (25 Psi), el que resulte mayor.

Temperatura de Diseño – La temperatura de diseño para compresores rotativosse define formalmente de la misma forma que para los compresores centrífugos,y deberá ser calculada como la temperatura de descarga estimada a latemperatura de entrada máxima, presión normal de entrada, y la presión decalibración de la válvula de seguridad a la descarga, más un margen nominal de14°C (25°F).

Calibración de las Bridas de TuberíasLa especificación de Diseño de los Servicios de Compresión deberán indicar laspresiones y temperaturas de diseño de las tuberias conectadas, la calibración delas bridas, y los revestimientos y dimensiones de las líneas de entrada y descarga.

4.27 Especificaciones del CompresorEn la especificación de un compresor, lo primero que debe definirse es el tipo másadecuado a los requerimientos del proceso; de acuerdo a los criterios de seleccióndel tipo de compresor tratados en éste capítulo.

Una vez escogido el tipo de compresor y diseñado, se procede a llenar la hoja deespecificaciones correspondiente:

• Compresor centrifugo

• Compresor reciprocante

• Compresor rotatorio

A continuación se presentan las hojas de especificaciones de los primeros, loscuales son los más utilizados a nivel industrial. Para mayor información de hojasde especificación para todo tipo de compresores, véase el Manual de Calidad deServicios Tecnológicos vol. VII.

El Ingeniero de Proceso (IP) debe llenar la información señalada en los anexos conel indicativo “IP”.

De manera general se debe llevar la información referente a datos generales delcompresor, condiciones de operación para el servicio que va a cumplir, tipo de gasalimentado y composición del mismo, datos del sitio, y condiciones de losservicios. El resto de la información debe ser llevada por el Ingeniero Mecánico,Instrumentista y el especialista.

4.28 Requerimientos de Servicios del CompresorA continuación se presenta la información referente a los servicios del tren delcompresor.




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Compresores Reciprocantes

• Agua de enfriamiento

Turbinas de Vapor y Expansores de Gases

• Flujo de Vapor Actual.

• Sello de Ejes (empleando el eyector de vapor del condensador deagua fría).

• Unidad de separación Aceite Lubricante – Agua.

• Condensadores para Turbinas a Vapor.

Motores Reciprocantes y Turbinas a Gas

• Combustibles Gaseosos

• Combustibles Líquidos

• Agua de Enfriamiento

• Aire de Arranque

• Combustibles

• Arranque

• Agua de Enfriamiento

Tuberías de la Unidad del Compresor y Equipos de Tren de Proceso

• Separadores de Aceite Lubricante

• Tambores Separadores

• Potencia para los Sistemas de Lavado del Compresor

• Condensadores en Turbinas a Vapor

• Lavado de Turbinas a Vapor.

Auxiliares de la Unidad Compresora y Facilidades para Instalaciones

• Potencia para Sistemas de Aceites Lubricantes y de Sello• Requerimientos de Potencia y Agua de Enfriamiento (para sistemas

auxiliares compresor–turbina)• Enfriamiento del Compresor.

Información adicional en el Manual de Diseño de Proceso (versión 1986), Vol.VIIsec. 11–M.

Motores

Turbinas




Item No. 6

Unit.

No. RequiredSerial No.

Model

��

DATA SHEET

Rev.:0–5/91

Item No.

1

Site

029–1–a

CENTRIFUGAL COMPRESSOR

��

Service

For

55545352515049484746454443424140393837363534333231302928272625242322212019181716151413121110

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Requisition Nº Pag.:

Of:

Project Nº

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Driverby Purchaser

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Gas Handle (Also See Page ____________ )Weight Flow, kg/sINLET CONDITIONS:Pressure (bar abs)Temperature (°C)Cp (kj/kg °K)Molecular Weight (M)��%�&�'(#��)��&*#

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DISCHARGE CONDITIONS:Pressure (bar abs)Temperature (°C)

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Guarantee Point

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Method: By Pass From______________________________________________ To _________________________________Anti Surge By Pass: Manual Auto

Suction Throttling From _______________________________________ To ________________________________Speed Variation From ________________________________________ To ________________________________Other

Signal: SourceTypeRange For Pneumatic Control RPM @ bar & RPM @ barg

REMARKS:

Other

Item No. 6DATA SHEET

Rev.:0–5/91

2

029–2–a


55545352515049484746454443424140393837363534333231302928272625242322212019181716151413121110

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Project Nº

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REMARKS ON REVISIONS

NORMAL RATEDOTHER CONDITIONS

A B C DRemarks

Mol % 0

AirM.W.

28.966Oxygen 32.000Nitrogen 28.016Water Vapor 18.016Carbon Monoxide 28.010Carbon Dioxide 44.010Hydrogen Sulfide 34.076Hydrogen 2.016Methane 16.042

Ethylene 28.052Ethane 30.068Propylene 42.078Propane 44.094i–Butane 58.120n–Butane 58.120i–Pentane 72.146n–Pentane 72.146Hexane Plus 99.640NH3 17.030

TotalAvt. Mol. Wt.

LOCATION:IndoorOutdoorGrade

HeatedUnheactedMezzanine

Under RoofPartial Sides

Electrical Area Class Gr. Div.Wenterization Reqd. Tropicalization Reqd.

SITE DATA:Elevation m Barometer bar absRang of Ambient Temps.

DRY BULB WET BULBSite Rated °CNormal °CMaximun °CMinimun °C

UNUSUAL CONDITIONS Dust FumesOther:

NOISE SPECIFICATIONS:Applicable to Machine:See SpecificationApplicable to NeighborhoodSee Specification

Acoustic Housing: Yes No

APPLICABLE SPECIFICATIONS:API 617 Centrifugal Compr. for Gen. Refinery Services

Other:

PAINTING:

Manufacturer’s Std.

Others

SHIPMENT:DomesticOutdoor Storage Over 3 Months

Export Export Boxing Reqd.

GAS ANALYSIS


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By:


CONSTRUCTION FEATURES

Max.______Speed

��6

Max. Cont.___________RPM_______Trip__________RPMMax. Tip Speeds:___________m/s @

Max. Cont. Speed___________m/s @

�� 6First Critical ____________________________________RPM

Damped_______________Undamped_______________Mode Shape___________________________________

Second Critical _________________________________RPMDamped_______________Undamped_______________Mode Shape___________________________________

Third Critical ___________________________________RPMDamped_______________Undamped_______________Mode Shape___________________________________

Fourth Critical __________________________________RPMDamped_______________Undamped_______________Mode Shape___________________________________

Lateral Critical Speed – Basis:___________________________��!�� ,��,�,

�3��,�

�3��,�,

� �� 6

First Critical ___________________________________ RPMSecond Critical _______________________________ RPMThird Critical __________________________________ RPM

+�" ��6

Allowable Test Level_______________________________��'��'#

��1�+��7��8 �� +��6

��6

Model__________________________________________Casing Split _____________________________________Material_________________________________________Thickness (mm) __________________________________Max. Work Press._____barg Max. Design Press.____bargTest Press (barg):Helium___________Hydro____________Max. Oper. Temp. ______°C Min. Oper. Temp._______°CMax. No. of Impellers for Casing______________________Max. Casing Capacity (m3/h) ________________________Radiograph Quality Yes_________ No_________Casing Split Sealing ______________________________

��$� ��6

Material_________________________________________�� 6

No.__________________ Diameters: _________________No. Vanes Ea. Impeller_____________________________

��1��,�1��5#�9999999999999999999999999999999999

Type Fabrication ________________________________________MATERIAL ____________________________________________Max. Yield Strenght (bar) _________________________________Brinnel Hardness: Max.__________________mm______________

Smallest Tip. Internal Width (mm)___________________________Max. Mach No. @Impeller Eye____________________________

Max. Impeller Head @ Rotated Speed (m)___________________

�$�8�

Material________________________________________________Dia.@Impellers (mm) ___________Dia. @Coupling (mm)_________Shaft End: �� 9999999999999999999999999

Max. Yield Strenth (bar)___________________________________

"� ��6

Material________________Area______________________(mm2)Fixation Method _________________________________________

�$�8�� +��6

At Interstg. Clear. Pts. ��5��999999999999999999999999999At Saft Seal_________ ��5��999999999999999999999999999

�": ��$�6

InterstageType________________________Material______________

Balance PistonType________________________Material______________

�$�8�� 6

��999999999999999999999999999999999999999999999999999

Seal System Type___________________________________Setting Out Pressure_________________________________�� ,'�*��5�� %��%��#6�9999999999999999999999Type Buffer Gas ____________________________________"��,��8��/��#69999999999999999999999999999999

Normal_________kg/h @____________bar p_______Normal_________kg/h @____________bar p_______

Buffer Gas Required For:______________________________

��;��!�9999999999999999999999999999999999999999

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Type________________________Span (mm)______________

Type _____________________

Area (mm2)____ Loading (bar):_____Act_________Allow._____Center Pivot_________________________________________Offset Pivot__________________________________________%_________________________________________________Pad Material_________________________________________Type Babbitt_________________________________________Babbitt Thickness_____________________________________

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Location____________________Type____________________Mfr._____________________Area (mm2)__________________Loading (bar):________ Actual_______Allowable____________Gas Loading (kg)____________ CPLG. Slip Load (kg)________CPLG. Coeff. Frict.____________________________________Bal. Piston Compensating Load____________________RPMCenter Pivot_________________________________________Offset Pivot%_________________________________________________Pad Material_________________________________________Type Babbitt_________________________________________Babbitt Thickness_____________________________________

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Location___________________Enclosure________________Monitor Detector Suppliedd By _________________________

Type _______________________ ��99999999999999999

Mfr___________________________No. Required _________

Oscilator – Demodulator Supplied By ____________________

Location__________________ ��,999999999999999

Mfr_______________________ ��99999999999999999

Monitor Suppliedd By ________________________________

Mfr_______________________ ��99999999999999999

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Shutdown: ��<999999999�� Time Delay____SEC

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Lubrication

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CONSTRUCTION FEATURES, (Continued)�!� ��5��D�

Spacer Reqd.Limited End Float Reqd.Idling Adaptor Reqd.CPLG. Rating (kw/100 RPM)Keyed (1) or (2): or Hydr. Fit

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Common (Under Comp. & Driver)_______________________Under Comp. Only Other______________________Decked with Nom Skid Deck Plate Open Constr.Drip Rin With Open DrainHoriz. Adjusting Screws for EquipmentSuitable for Point SupportSuitable for Perimeter SupportStainless Shims: Thickness ________________________Grouting: Type_____________________________________

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WEIGHTS (kg):Comp.________Gear______ Driver_______ Base_________Rotor: Compr.____________ Driver_______ Gear_________Compr. Upper Case_________________________________L.O. Console____________S.O. Console________________Max. for Maintenance (identify)_________________________Total Shipping Weight________________________________

Space Requirements (kg & mm)Complete Unit: L_________W__________H___________

L.O. Console L_________W__________H___________

S.O. Console L_________W__________H___________

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Recommended Straight Run of Pipe DiametersBefore Suction___________________________________

Vendor’s Review & Commentes on Purchaser’sPiping & Foundation______________________________

Optical Aligment Flats Required on Compressor,Gear & Driver___________________________________

Provision for Water Washing Before OpeningCasing By______________________________________

Torsional Analisys Report Required


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��

Item No.

Unit.:Driver:

As Built

��6

ROTARY COMPRESSOR (PAGE 1 OF 7)

Cod. Arch.: 3049/ds07a

Applicable to:

Site

DATA SHEET

POSITIVE DISPLACEMENT

��

Service

For

52515049484746454443424140393837363534333231302928272625242322212019181716151413121110

987654321


Of:

Project Nº

Model:By Manufacturer

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MMSCFD/SCFM (14,7 Psig & 60 °F Dry )Weight Flow, kg/MMS (Wet) – (Dry)

INLET CONDITIONS:Pressure (Barg)Temperature (°C)Relative Humidity (%)Molecular Weight (M)��%�&��'#��&*#

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DISCHARGE CONDITIONS:Pressure (Bar abs)Temperature (°C)

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Performance Curve No.

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Method: By Pass From:Speed Variation from:Other:

Source:

Type:

Signal:

Range for Pneumatic Control:

Other:

rpm Barg & rpm Barg

Compressor Unit Arragement

Applicable to: Proposal Purchase

��6 ��,��3�,�

Serial No.

Gas Handle (Also See Page 2 of 7 )

to Bypass AutoManual

(Estimated)

(Estimated)(Estimated)

��

Item No.ROTARY COMPRESSOR (PAGE 2 OF 7)


DATA SHEET


52515049484746454443424140393837363534333231302928272625242322212019181716151413121110

987654321


Of:

Project Nº

Normal RatedOther Conditions

A B C DRemarks

Mol %

Air

32.000OxygenNitrogen 28.016Water Vapor 18.016Carbon Monoxide 28.010Carbon Dioxide

34.076Hydrogen SulfideHydrogen 2.016Methane 16.042Ethylene 28.052Ethane 30.088Propylene 42.078Propane 44.094i–Butane 58.120p–Butane 58.120i–Pentane 72.146p–Pentane 72.146Nexane Plus

TOTALAvg. Molecular Weight

LOCATION:IndoorOutdoorGrade

HeatedUnheatedMezzanine

Under RoofPartial Sides

Elec. Area Class Gr. Div.Winterization Reqd. Tropicalization Reqd.

SITE DATA:Elevation m Barometer Bar absRang of Ambient Temps.:

Dry Bulb Wet BulbSiteRated °CNormal °CMaximun °CMinimun °C

UNUSUAL CONDITIONS Dust FumesOther:

NOISE SPECIFICATIONS:Applicable to Machine:See SpecificationsApplicable to NeighborhoodSee Specifications

Acoustic Housing: Yes No

APPLICABLE SPECIFICATIONS:API 619 Positive Displacement Rotary Compressors

PAINTING:

Manufacturer’s Std.

Others

SHIPMENT:

Domestic Outdoor Storage Over 6 Months

Export Export Boxing Reqd.

Molwt

26.966

44.010

GAS ANALYSIS

Sound Level db@ Ft.

db RE: 0.0002 Microbar



DATA SHEET


52515049484746454443424140393837363534333231302928272625242322212019181716151413121110

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Of:

Project Nº

CONSTRUCTION FEATURES

Speeds:Max. Allow. Rpm Trip RpmCritical: Ist m/s 2nd. RpmTip Speeds (Max.) m/s Rated Speed

Max. Allow Speed

Rotation (Viewed from Driven End):Casign:

ModelCasign SplitMaterialThickness, (mm)Max. Allow Work Press., (Barg)Test Press., (Barg)Max. Allow Temp.

Max. Casign Capacity, (m3/h)Radiograph Quality Yes No

Diameter mmNo. Labes: MaleTypeType FabricationMaterialMax. Yield Strength, (Bar)Brinell Hardness: Max.

Max. mach. No @ Impeller EyeRotor Clearance, (mm)

Rotors:

Female

Rotor Length to Diameter Ratio (L/d)Min.

Max. Deflection, (mm)

MaterialDia Rotors, (mm) Dia@ CPLG (mm)Shaft End:

Shaft Sleeves: At Shaft Seals Matl

Shaft:

Tapered Cylindrical

Timing Gears:

MaterialShaft Seals:

Type

Inner Oil Leak. Guar. (gal/d/seal)

Buffergas Flow (per seal)Normal kg/hMax. kg/h

@ Bar �P@ Bar �P

Seal System Type

Type Buffer Gas

Size, (mm) Type

Type (Separate, Integral)Material:

Bearing Housing Construction:

Main Connections:

Allowable Piping Forces and Moments:

Other Connections:Service , No. Size Type

Lube Oil InletLube Oil OutletSeal Oil InletSeal OilCasign DrainsVentsCooling WaterPressureTemperaturePurge For

Bearing HousingBetween Brg. @ SealBetween Seal @ Gas

AxialVerticalHoriz. 90�C

AxialVerticalHoriz. 90�C

INLET DISCHARGEForce

kgMomt.kg–m

Forcekg

Momt.kg–m

Forcekg

Momt.kg–m

Forcekg

Momt.kg–m

Forcekg

Momt.kg–m

Forcekg

Momt.kg–m

Size Facing PositionANSIRating

DischargeInlet

Split

TypeSpan mm

Radial Bearing:

Area mm2

Loading: Act Allow

LocationMfr

Thrust Bearing:

AreaLoading, (Bar): Act Allow

Type

Gas Load, (kg)Cplg Coeff. FrictionCplg. Gear Pitch Dia mm

CPLG Slip Load, (kg)

Bal Piston Compensating Load, (kg)

Driver kw Aux. kw



DATA SHEET


52515049484746454443424140393837363534333231302928272625242322212019181716151413121110

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Of:

Project Nº

Couplings:

Total Utility Comsumption:

Steam Normal

Suitable For Perimeter Support

Cooling Water m3/h Inst. Air m3/h

Shop InspectionHydrostatic

Req’d

Mechanical RunMech. Run Spare Rotor

Helium Leak

Fit in Spare Rotor

Comp. With DriverComp. Less Driver

Performance Test (Gas) (Air)

Use Shop Lube & Seal SystemUse Job Lube & Seal SystemUse Shop Vibration Probes, etc.Use Job Vibration & axial Disp. Probes.Oscill. Detector & MonitorPressure Comp. to Full Oper. Press.Disassemble Reassemble Comp.After TestCheck Brgs. & Seals After TestNoise Level Test

Shop Inspection and Test:Witness

Weight (kg)CompresorDriverRotors: Compressor

Compr. Upper Case

GearBase

L.O. Console S.O. ConsoleMax for Maintenance (Identify)Total Shipping Weight

Space Requirements (kg & mm)Complete Unit:L.O. Console: L W HS.O. Console: L W H

Miscellaneous:

Recommended Straight Run of Pipe Diameter’s

Before SuctionVendor’s Review & Comments on Purchaser’s Piping & FoundationOptical Alignment Flats Required on Compressor Gear & Driver

Provision for Water Washing Before Opening Casign by

Torsional Analysis Report Required Condensate Removal Equipment Required

Yes No

Silences Furnished by

kg/hr

Note: For utility Characteristics See Lube & Seak Oil Data Sheets.

Max. kg/hr

Vibration Detectors:

Driver–Comp. GrDriver Gear Gear–Comp.

MakeModelLubricationMount Cplg. HalvesSpacer Req’d.Ltd. End Float Req’dIdling Adaptor Req’dCplg. Rat’g. (kw/100rpm)Keyed (1) or (2)Hydraulic Fit

Baseplate & Soleplates:

Suitable For Point SupportHorizontal Adjusting Screws For EquipmentsDrip RimDecked With Non–Skid Deck Plate

With Open DrainOpen Constr.

Under Comp. Only OtherCommon (Under Comp. Gear & Driver)

Base Plate:Sole Plates For Comp. Gear Driver

TypeMfrNº at Each Shaft Bearing Total Nº

Model

Oscillator Detectors Supp ByMfr Model

Monitor Supplied ByLocation EnclMfr ModelScale Range Alarm Set @ MilsShutdown Set @ Mils

Time Delay Sec.Axial Movement Detector:

TypeMfr

Model

Oscillator Detectors Supp ByMfr Model

Monitor Supplied ByLocation EnclMfr ModelScale Range Alarm Set @ MilsShutdown Set @ Mils

Time Delay Sec.

Nº Req’d

Driver

L W H



DATA SHEET


52515049484746454443424140393837363534333231302928272625242322212019181716151413121110

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Of:

Project Nº

Instrumentation

Vendor Must Furnish All Pertinent Data For This Specification Sheet Before Returing

Furnished byFree Standing

Reference Specifications: Area Classification:Class

Motor Control & Instrument Voltage:

Group Division

Alarm & Shutdown Voltage:V HzPhase

V HzPhase

Local Control Panel:

Vibration IsolatorsAnnunciator Furnished by:Annunciator Located onCustomer Connections Brought Out to Terminal Boxes by Vendor

Instrument Suppliers:Pressure GagesTemperature Gages

Level GagesDiff Pressure GagesPressure SwitchesDiff Pressure SwitchesTemperature SwitchesLevel SwitchesControl ValvesPressure Relief ValvesThermal Relief ValvesSight Flow IndicatorsGas Flow IndicatorVibration EquipmentTachometerSolenoid ValvesAnnunciator

MRFMRFMRFMRFMRFMRFMRFMRFMRFMRFMRF

MRFMRFMRFMRFMRF

Size & TypeSize & Type

Size & TypeSize & TypeSize & TypeSize & Type

Size & TypeSize & TypeSize & TypeSize & Type

Size & TypeSize & TypeSize & TypeSize & TypeRange & TypeSize & TypeModel & Nº PointsMRF

Pressure Gage Requirements:FunctionLube Oil Pump DischargeLube Oil Filter � PLube OIl SupplySeal Oil Pump DischargeSeal Oil Filter � PSeal Oil Supply (Each Level)Seal Oil DifferentialReference GasBalance LineSeal EductorBuffer Seal

Note: Supplied by Vendor

LocallyMounted

LocalPanel Function

Gov. Control OilGov. Control Oil � PCoupilng Oil � PMain Steam ln1st. Stage SteamSteam ChestExhaust SteamExtraction SteamSteam EjectorCompressor SuctionCompressor Discharge

LocallyMounted

LocalPanel

Supplied by Purchaser

Vendor Purchaser OthersWeatherproof Totally Enclosed Extra Cutouts

Strip Heaters Purge ConnectionsVendor Purchaser Others

Local Panel Main Control Board



DATA SHEET


52515049484746454443424140393837363534333231302928272625242322212019181716151413121110

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Of:

Project Nº

Instrumentation

Vendor Must Furnish All Pertinent Data For This Specification Sheet Before Returing

Driver Thrust Bearing

Temperature Gages Requirements: Temperature Gage Requirements:

Function

Seal Oil Outlet

Compressor Thrust Bearing

Sight Flow Indicators, Each Journals & Thrust Bearing & Each Coupling Oil Return LineSight Flow Indicators, Each Seal Oil Return Line

Vibration and Shaft Position Probes & ProximitorsVibration and Shaft Position Readout Equipment

Vibration Readout Located on: Local Panel Separate Panel Main BoardTurbine Speed Pickup DevicesTurbine Speed IndicatorsTurbine Speed Indicators Located on:Remote Hand Speed Changer–Mounted on Local PanelAlarm Horn & Acknowledgement Switch

FuctionLow Lube Oil PressureHi Lube Oil Filter �PHi Seal Oil Filter �PLow Lube Oil Reservoir LevelLow Seal Oil Reservoir LevelHi Seal Oil LevelLow Seal Oil Level

Pre–Alarm

FunctionLube Oil Discharge from EachCompressor Journal BearingDriver Journal BearingGear Journal Bearing

LocallyMounted

LocalPanel

Gear Thrust Bearing

Cooler Oil Inlet & Outlet

Compressor SuctionCompressor DischargeLube Oil Reservoir

LocallyMounted

LocalPanel

Miscellaneous Instrumentation:

Level Gages, Lube and/or Seal Oil Reservoir, S.O. Drain Traps & S.O. Overhead Tank

Alarm & Shutdown Switches:Trip

Hi Seal Oil PressureLow Seal Oil PressureAux. Seal Oil Pump StartAux. Lube Oil Pump StartHi Seal Oil Outlet Temp (Cooler)Hi Liq. Level–Suct SeparatorCompr. Hi Discharge TempHi Lube Oil Outlet Temp (Cooler)

FuctionCompressor VibrationCompressor Axial PositionTurbine VibrationTurbine Axial PositionGear VibrationGear Axial PositionCompressor Motor ShutdownTrip & Throttle Valve ShutHi Turb. Steam Seal LeakageHi Comp Thrust Brg. Temp.Hi Driver Thrust Brg. Temp.Compr. Balance Drum P

Pre–Alarm Trip

Switch Closures:Alarm Contacts Shall: Open Close to Sound Alarm & be Normally Energized De–Energized

Shutdown Contacts Shall: Open Close to Trip & be Normally Energized De–EnergizedNote: Normal Condition is When Compresor in Operation

Miscellaneous:

Pre–Alarm and Shutdown Switches Shall be Separate.Purchasers Electrical and Instrument Connections Within the Confines of the Baseplate and Console Shall be:

Comments Regarding InstrumentationBrought Out to Terminal Boxes Made Directly by the Purchaser



DATA SHEET


52515049484746454443424140393837363534333231302928272625242322212019181716151413121110

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Of:

Project Nº

Utilities

Utility Conditions:

Inlet Min.

Norm.Max.

Inlet Min.Norm.Max.

VoltageInstrument AirMax. Press.

Page Nº

Steam

Barg

Drivers Heating

BargBargBargBargBarg

°C°C°C°C°C°C

BargBargBargBargBargBarg

°C°C°C°C°C°C

Hertzphase

Line Nº

Barg Min. Press. Barg

Remarks

Electricity:

Drivers Heating Control Shutdown

Cooling Water:Temp. InletPresss Norm

Min ReturnWater Source

°CBarg

Barg

°CBarg

Barg

Max. ReturnDesing

Max. Allowap

REVISION FECHA




Página 55

��


5 NOMENCLATURA

Símbolo Parámetro En unidadesmétricas

En unidadesinglesas

a1 = Velocidad sónica a las condiciones deentrada

m / s pie / s

BP = Requerimientos de potencia al freno kW HP

Cp = Calor específico a presión constante KJ / Kg °K BTU / lb °R

Cp° =Capacidad calórica del gas en estado ideala presión constante (o capacidad calórica acero presión)

KJ / Kg °K BTU / lb °R

Cv = Calor específico a volumen constante KJ / Kg °K BTU / lb °R

c =

Espacio muerto en compresoresreciprocantes, parte fraccional de calibre porrecorrido del piston, expresado enporcentaje

adim. adim.

D = Desplazamiento del pistón calibre porrecorrido por recorrido/segundo

m3 / s pie3 / min

e = Eficiencia adim. adim.

Fo = Factor que depende de las unidades usadas(ver tabla al final)

Fi = Factor que depende de las unidades usadas(ver tabla al final)

PG = Potencial del gas kW HP

g = Aceleración de gravedad 9.80665 ms2 32.1742 pie

s2

gc = Constante Dimensional 9.80665kg mkgf s2

32.1742 lbm pielbf s2

H = Cabezal m pie

HAP � Cabezal adiabático politrópico m pie

h = Entalpía kJ / kg BTU / lb

K = Relación de calor específico, Cp/Cv adim. adim

M = Peso Molecular Kg / Kmol lb / lbmol

mreal = flujo volumétrico medido a las condicionesreales de presión y temperatura de entrada

m3 / s pie3 / min

m = Exponente politrópico de aumento detemperatura

adim. adim

n = Exponente de compresión politrópica usadopara cálculo de cabezal y caballaje

adim. adim.

Pc = Presión crítica KPa abs psia




REVISION FECHA




Página 56

��


Símbolo En unidadesinglesas

En unidadesmétricasParámetro

Pf = Requerimientos de potencia al freno kW HP

Pr = Presión reducida = P1 / Pc o P2 / Pc adim. adim.

Pot = Potencia kW HP

P1 = Presión de entrada KPa abs psia

P2 = Presión de descarga KPa abs psia

Q1 = Flujo volumétrico a las condiciones deentrada

m3 / s pie3 / min

Q = Flujo volumétrico a las condiciones dedescarga

m3 / s pie3 / min

R = Constante gaseosa para un gas enparticular

8314.34M

J�Kkg

1545.3M

pie3(lb�pie2)lb °R

R = Constante universal de los gases 8314.34 J�K kmol 1545.3

pie3(lb�pie2)lbmol °R

RZ = 8314.34 (19872) x factor de compresibilidad J / °K Kmol BTU / lbmol °Rr = Relación de presión = P2/P1 adim. adim.

(rr) =Elevación de la relación de presión entre elpunto normal y de “oleaje” a velocidadnormal, en % de r normal

% %

S =

Estabilidad de un compresor centrífugo,rango estable de flujo activo entre normal y yde “oleaje” a velocidad normal, en % delnormal

% %

SCFM = Flujo volumétrico en pie cúbicos normalespor minuto, medidos a 14.7 psia y 60°F pie3 / min

SCMS =Flujo volumétrico en metros cúbicosnormales por segundo, medidos a 101.325KPa y 15°C

m3 / s

s = Entropía J / Kg °K BTU / lb °RTc = Temperatura crítica °K °RTr = Temperatura reducida = T1 / Tc o T2/Tc adim. adim.

T1 = Temperatura de entrada °K °KT2 = Temperatura de salida °K °K

V1 = Volumen específico a las condiciones deentrada

m3 / Kg pie3 / lb

V2 = Volumen específico a las condiciones desalida

m3 / Kg pie3 / lb

V2/V1 = Relación de volumen adim. adim.

W = Velocidad de flujo másico kg / s lb / h




REVISION FECHA




Página 57

��


Símbolo En unidadesinglesas

En unidadesmétricasParámetro

Zprom = Factor de compresibilodad promedio(Z1+Z2) / 2

adim. adim.

Z1 = Factor de compresibilidad de entrada adim. adim.

Z2 = Factor de compresibilidad a las condicionesde descarga

adim. adim.

�Cp = Efecto isotérmico de presión sobre lacapacidad calórica

KJ / Kg °K BTU / lb °R

�T = Elevación de temperatura °K o °C °R o °F�Treal = Elevación actual de temperatura °K o °C °R o °F

�Tad = Elevación adiabática (isentrópica) detemperatura

°k o °C °R o °F

� � Fracción molar adim. adim.

� � Eficiencia de Compresión adim. adim.

� v � Eficiencia Volumétrica adim. adim.

� � Z� T r

�Pr

� Cambio de Z con cambio de Tr a Prconstante

adim. adim.

Subíndicesa = Aire

abs = Absoluta

ad = Adiabática

BEP = Mejor punto de eficiencia

c = Crítica

e = Específica

est = Estimado

g = Barométrica

gas = Gas

is = Isentrópica

m = Mecánica

p = A presión constante

poli = Politrópico

prom= Promedio

r = Reducida

real = real




REVISION FECHA




Página 58

��


s = Estática

t = Teórica

v = A volumen constante

1 = Condiciones de entrada

2 = Condiciones de descarga

Factores que dependen de las unidades usadas


En unidadesinglesas

Fo Ec. (9) 9806 1

F1 Ec. (8–A) 1 1/60

F2 (D) 1000 144

F3 (D) 102 33000

F4 (D) 0.178 0.1

F5 (D) 0.0098KJ / Kg m BTU / 778 lb pie

F6 (E) 8314.34 49750

F7 Ec. (2–G) 5.0 x 10–4 1 / 1.203 x 106

F8 Ec. (3–G) 3.492 1.325

F9 Ec. (4–G) 1 1.57 x 10–4

F10 Ec. (7–G) 1.2014 0.075

F11 Ec. (3–H) 1 4.36 x 10–3

F12 Ec. (4–H) 0.000147 0.001

F13 Ec. (4–H) 23277 3375

F14 Ec. (4–H) (4–M) (5–M) 102 33000

F15 Ec. (J) 37 2.3

F16 Tabla (3–J) 2208 kJ / kg 950 BTU / lb

F17 Tabla (3–J) 4.186 kJ/kg°C 1 BTU/lb°FF18 Ec. (L) 0.0045 0.0685

F19 Ec. (L) 9.6 308

F20 Ec. (M) 3600 2544.1

F21 Ec. (5–M) 102 kgm/kJ 778 lb pie / BTU

F22 Ec. (1a–N) 101.32597.699

10.9028

14.714.7

10.9055




mdp_02_k_02

Documents